PFC_DanielaVicarioTomaselli

Departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos

PROYECTO FIN DE CARRERA

PASTEURIZACIÓN DE
LECHE EN MANAGUA CON
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

Autora: Daniela Vicario Tomaselli

Tutor: Dr. D. Antonio Soria Verdugo

Leganés, junio de 2013

ii

Título: Pasteurización de leche en Managua con energía solar térmica
Autora: Daniela Vicario Tomaselli
Director: Dr. D. Antonio Soria Verdugo

EL TRIBUNALPresidente:
Vocal:
Secretario:

Realizado el acto de defensa y lectura del Proyecto Fin de Carrera el día 27 de junio de
2013 en Leganés, en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad Carlos III de
Madrid, acuerda otorgarle la CALIFICACIÓN de

VOCAL

SECRETARIO

PRESIDENTE

iii

iv

Agradecimientos
A mi familia, sobre todo, a mi padre.
A Luis.
A Beatriz, gracias por esta experiencia.
A toda lagente que he encontrado en el camino, pues todos me han enseñado cosas y de
todos he aprendido algo.
Una vez, leí esto, no sé de quién es, pero me gustó:
"Teoría es cuando lo sabes todo, pero nada funciona.
Práctica es cuando todo funciona, pero nadie sabe por qué.
En nuestro laboratorio, la teoría y la práctica se combinan: nada funciona y nadie sabe por
qué".

v

vi

Resumen
El proyectopretende resolver un grave problema nicaragüense: el consumo de leche cruda en
amplias zonas rurales produce enfermedades, a veces graves, a sus consumidores. La solución
propuesta es diseñar la instalación de un sistema de pasteurización capaz de procesar 240
litros de leche diarios que eliminaría los riesgos sanitarios actuales, el cual consta de un
circuito primario donde los colectores solarescalientan el agua y de un circuito secundario
donde la leche se pasteuriza pasando por un serpentín que se encuentra dentro del tanque
acumulador de agua.
Inicialmente, se narran las dificultades y posteriores modificaciones que sufrió el diseño del
prototipo inicial del sistema de pasteurización. Diseño por AutoCAD de los varios elementos
que conforman la pasteurizadora y de su conjunto, analizandopara cada elemento las
posibilidades en cuanto a dimensiones, tipo de material y otras, explicando los motivos de
elección de un tipo concreto.
Luego, se comenta la experiencia en Nicaragua describiendo el proceso de fabricación de los
colectores y del montaje del circuito primario. Terminado de construir el circuito primario, se
muestran los datos experimentales que se tomaron en diferentes días ycondiciones climáticas
y los cálculos para obtener el rendimiento del colector.
A continuación, se realizan los cálculos teóricos de la pasteurización utilizando el programa
informático, calculando la temperatura de salida de los colectores al tener los datos de
irradiación solar horaria, la temperatura ambiente y la velocidad del viento. Luego, la
temperatura de la leche después de recorrer elintercambiador para decidir si ha de pasar o no
por el serpentín que se encuentra dentro del tanque. Se verifica si la leche ha quedado
pasteurizada y de no ser así se la hace pasar por una fuente auxiliar de biomasa.
Seguidamente, se obtiene la temperatura del tanque. Al terminar los cálculos, se elaboran las
gráficas para que sea un estudio completo y se puedan comprender los datos obtenidos yverificar su viabilidad.
Se hace un análisis de impacto ambiental con su correspondiente cálculo de emisiones de CO2
y del ahorro en combustible, así como un análisis económico hallando su coste inicial y los
beneficios anuales a lo largo de su vida útil.
Finalmente, se recogen una serie de conclusiones, mejoras y líneas futuras de investigación a
modo de análisis final de los objetivos planteadosal inicio de los documentos.

vii

viii

Abstract
This Project aims to solve a sensible problem in Nicaragua; raw-milk consumption in broad
rural zones causes diseases, some of them really hazardous, to their consumers. The proposed
solution is to design the installation of a pasteurization system capable of processing 240 litres
of milk per day that would eliminate the current health risks....