Ingeniería Mecánica · 2023
Diseño de Planta Piloto Para Tratamiento de Desechos Avícolas Bajo el Esquema de Economía Circular
Como resultado del crecimiento poblacional y de los requerimientos alimenticios de proteína, se han venido fortaleciendo las capacidades productivas, especialmente en el sector avícola para responder de manera eficiente a la demanda de pollo y huevo, alimentos consolidados como los más consumidos en Colombia. Un escenario importante para tener en cuenta es el manejo de los residuos inherentes al proceso, específicamente la gallinaza como el principal foco de atención, pues se pueden presentar problemas de contaminación si no se procesa de manera adecuada. Para lo anterior, existe un modelo tradicional de compostaje de la gallinaza, sin embargo, este proceso es demorado y requiere de una logística adicional para transportar los grandes volúmenes generados. Por otra parte, con el propósito de disminuir tiempos en la gestión de los residuos, se acude a un modelo de compostaje alternativo llevado a cabo por la mosca soldado negro. Este insecto en su estado larvario tiene la capacidad de digerir la gallinaza para posteriormente obtener dos subproductos, el primero de ellos es en forma de biomasa, que puede ser reintegrada como complemento nutricional de las aves, estableciendo un modelo de economía circular. El segundo subproducto, siendo los residuos de la digestión de las larvas, se emplea como biofertilizante con propiedades benéficas en la restauración de suelos. En este proyecto se realizó el diseño de una planta modular para la obtención de compostaje. En vista que algunas de las etapas de la planta pueden ser ejecutadas con suficiencia por máquinas comerciales, se realizó el ejercicio de selección. Por otra parte, debido a requerimientos específicos de precisión, almacenamiento y monitoreo de humedad, se diseñaron el dosificador de larvas y los racks de almacenamiento. Por último, se plantea la viabilidad del desarrollo de la planta de compostaje mediante un análisis financiero.
Texto completo 205 páginas con texto
Leer la tesis completa Ficha en el repositorio
Contenido
- Introducción………………………………………………………………………p. 16
- Planteamiento del Problemap. 18
- Objetivosp. 21
- Objetivo Generalp. 21
- Objetivos Específicosp. 21
- Justificaciónp. 22
- Marco Teóricop. 23
- Aviculturap. 23
- Desechos Avícolasp. 24
- Compostp. 25
- Fase Mesófilap. 25
- Fase Termófila o de Higienizaciónp. 25
- Fase de Enfriamientop. 26
- Fase de Maduraciónp. 26
- Parámetros del Compostp. 26
- Temperaturap. 26
- Humedadp. 27
- Índice de Acidez (pH)p. 27
- Oxígenop. 28
- Tamaño de Partículap. 28
- Mosca Soldado Negrap. 29
- Antecedentesp. 30
- Compost a Nivel Internacionalp. 30
- Compost a Nivel Nacionalp. 31
- Compost a Nivel Regionalp. 32
- Economía Circularp. 33
- Descripción del Proceso de Compostajep. 34
- Trituraciónp. 36
- Fermentación Anaerobiap. 36
- Mezcladop. 37
- Llenado de Camas de Alimentación, Dosificación y Almacenamientop. 38
- Separaciónp. 39
- Empacadop. 40
- Diseño Conceptualp. 41
- Modelo Conceptual de la Plantap. 41
- Balance de Masa para el procesop. 41
- Modelo de plantap. 44
- Diseño en Detallep. 46
- Diseño del dosificador vibratorio de larvasp. 46
- Análisis dinámicop. 55
- Cálculo del Electroimánp. 56
- Diseño de Camas de Alimentaciónp. 59
- Camas de alimentaciónp. 21
- Diseño de los racksp. 61
- Mecanismo Sensoresp. 63
- Selección de Equiposp. 66
- Trituradorap. 21
- Transportadorap. 21
- Tanques de Fermentaciónp. 69
- Mezcladorap. 21
- Tamizadorap. 21
- Empacadorap. 21
- Análisis Financierop. 76
- Inversión inicialp. 76
- Inversión diferidap. 79
- Inversión totalp. 81
- Ingresosp. 81
- Costosp. 84
- Gastosp. 88
- Resumen de Estado Financierop. 90
- Valor Presente Neto (VPN)p. 91
- Tasa Interna de Retorno (TIR)p. 91
- Periodo de retorno de la inversión (PRI)p. 92
- Conclusionesp. 93
- Recomendacionesp. 95
- Bibliografíap. 96
- Apéndicesp. 102
- Tabla 1. Descripción de procesos de la plantap. 43
- Tabla 2 Resultados simulación EDEMp. 50
- Tabla 3 Intensidad de campop. 58
- Tabla 4 Dimensiones paramétricas del mecanismop. 65
- Tabla 5 Cálculo del volumen mínimo del tanque fermentadorp. 69
- Tabla 6 Características de la tamizadorap. 73
- Tabla 7 Especificaciones Empacadorap. 74
- Tabla 8 Características cosedora de sacosp. 75
- Tabla 9 Mobiliariop. 77
- Tabla 10 Equipos de oficinap. 77
- Tabla 11 Insectariop. 78
- Tabla 12 Máquinas de la planta por etapasp. 79
- Tabla 13 Inversión diferidap. 80
- Tabla 14 Capital de trabajop. 80
- Tabla 15 Inversión totalp. 81
- Tabla 16 Precio comerciales abonosp. 82
- Tabla 17 Precios comerciales larvasp. 82
- Tabla 18 Proyección de producciónp. 83
- Tabla 19 Proyección precio de ventasp. 83
- Tabla 20 Proyección de ventasp. 84
- Tabla 21 Costos de Producciónp. 85
- Tabla 22 Costos de Producción anualesp. 85
- Tabla 23 Costo Anual de Nóminap. 86
- Tabla 24 Proyección Anual de Nóminap. 86
- Tabla 25 Costos Variables indirectosp. 87
- Tabla 26 Costos Variables indirectosp. 87
- Tabla 27 Costos totales de fabricaciónp. 88
- Tabla 28 Insumos de Limpiezap. 88
- Tabla 29 Datos de préstamop. 89
- Tabla 30 Gastos totalesp. 90
- Tabla 31 Flujo financieros años de estudiop. 90
- Tabla 32 Valor presente netop. 91
- Figura 1 Porcentaje de desechos en América latina y el caribep. 19
- Figura 2 Desechos en los galponesp. 24
- Figura 3 Ciclo de vida de la mosca soldado-negrap. 30
- Figura 4 Gráfica comparativa entre dos mezclas de residuos avícolasp. 32
- Figura 5 Diagrama de flujo del proceso de compostajep. 35
- Figura 6 Tanque de Fermentación Plásticop. 37
- Figura 7 Mezclador de paletasp. 38
- Figura 8 Tamizadora vibratoriap. 40
- Figura 9 Empacadora de Bultosp. 41
- Figura 10. Balance de masa de la planta para 1600 kg de gallinaza diariap. 42
- Figura 11 Diagrama E.P.S de la planta de compostajep. 44
- Figura 12 Desplazamiento de la bandejap. 47
- Figura 13 Bandeja con flejesp. 48
- Figura 14 Geometría de larva utilizada en software EDEMp. 49
- Figura 15 Modelo Simulación Software EDEMp. 51
- Figura 16 Movimiento de la bandejap. 53
- Figura 17 Diagrama de fuerzas de la bandejap. 56
- Figura 18 Electroimán vibratoriop. 57
- Figura 19 Canastillasp. 61
- Figura 20 Rack de almacenamiento de canastillasp. 62
- Figura 21 Identificación de elementos del rack por colorp. 63
- Figura 22 Movimiento del mecanismo de sensoresp. 64
- Figura 23 Identificación de los elementos del mecanismop. 65
- Figura 24 Configuración de un trasportador tubularp. 68
- Figura 25 Tanque de fermentaciónp. 70
- Figura 26 Tamizadorap. 73
- Figura 27 Empacadorap. 75
- Figura 28 Cosedora de sacosp. 76
- Figura 29 Distribución de plantap. 45
- Figura 30 Plano plantap. 46
- Apéndice E. Cálculos. Selección Transportadora ……………………………………………p. 141