Diseño de un fermentador para la semilla de cacao del clon ccn 51 de acuerdo con los requerimientos establecidos en la norma NTC 1252

En el presente trabajo se diseñó un fermentador para la semilla de cacao CCN 51 que cumplió con los requisitos presentados en la norma NTC 1252, con el fin de mejorar la calidad sensorial mediante un proceso de fermentación controlada. Inicialmente, se compararon cuatro modelos de fermentadores en m...

Full description

Autores:
Ciro Herrera, Sebastian
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2025
Institución:
Universidad de Córdoba
Repositorio:
Repositorio Institucional Unicórdoba
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unicordoba.edu.co:ucordoba/9571
Acceso en línea:
https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/9571
https://repositorio.unicordoba.edu.co
Palabra clave:
Fermentación de cacao
Diseño mecánico
Clon CCN 51
Acero inoxidable
Norma NTC 1252
Prototipo cilíndrico
Cocoa fermentation
CCN 51 clone
Mechanical design
Stainless steel
NTC 1252 standard
Cylindrical prototype
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openAccess
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Copyright Universidad de Córdoba, 2025
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description En el presente trabajo se diseñó un fermentador para la semilla de cacao CCN 51 que cumplió con los requisitos presentados en la norma NTC 1252, con el fin de mejorar la calidad sensorial mediante un proceso de fermentación controlada. Inicialmente, se compararon cuatro modelos de fermentadores en madera (lineal, tipo escalera, cilindro-tambor y hexagonal), evaluando su desempeño con base en parámetros físicos, sensoriales y estructurales. El modelo cilindro-tambor obtuvo los mejores resultados, con una calidad sensorial de 5,8 y un 73,6 % de granos bien fermentados. A partir de estos hallazgos, se implementó un prototipo experimental cilindro-tambor con acero inoxidable 304, recubierto con un tanque de polietileno de alta densidad (HDPE) que proporcionó aislamiento térmico y barrera contra contaminantes externos. Este prototipo incorporó aspas internas y un sistema de soporte en madera prensada que cuenta con chumaceras y ruedas. Tras las pruebas de fermentación, el prototipo alcanzó una calidad global de 7 y un 97 % de granos fermentados, cumpliendo los criterios de la norma NTC 1252. En la fase final del proyecto, el diseño experimental fue escalado para procesar la producción promedio de una hectárea de cacao. Con el fin de validar el comportamiento de los materiales en ambos fermentadores (experimental y escalado), se realizaron análisis estructurales y de resistencia de materiales mediante el uso de software de ingeniería como SkyCiv, XVIGAS, MDSolids y SolidWorks, los cuales permitieron efectuar cálculos de esfuerzos, ilustraciones técnicas y verificaciones estáticas. El diseño final constituye una solución viable, ergonómica y replicable, orientada a productores de diferentes escalas, promoviendo la estandarización y optimización del proceso de fermentación del cacao.
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spelling Lancheros Suárez, Valéry JoséEspinosa Carvajal, Manuel RamónCiro Herrera, SebastianUnfried, JimyDurango Álvarez, Demóstenes José2025-10-31T20:42:02Z2025-10-31T20:42:02Z2025-10-31https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/9571Universidad de CórdobaRepositorio Universidad de Córdobahttps://repositorio.unicordoba.edu.coEn el presente trabajo se diseñó un fermentador para la semilla de cacao CCN 51 que cumplió con los requisitos presentados en la norma NTC 1252, con el fin de mejorar la calidad sensorial mediante un proceso de fermentación controlada. Inicialmente, se compararon cuatro modelos de fermentadores en madera (lineal, tipo escalera, cilindro-tambor y hexagonal), evaluando su desempeño con base en parámetros físicos, sensoriales y estructurales. El modelo cilindro-tambor obtuvo los mejores resultados, con una calidad sensorial de 5,8 y un 73,6 % de granos bien fermentados. A partir de estos hallazgos, se implementó un prototipo experimental cilindro-tambor con acero inoxidable 304, recubierto con un tanque de polietileno de alta densidad (HDPE) que proporcionó aislamiento térmico y barrera contra contaminantes externos. Este prototipo incorporó aspas internas y un sistema de soporte en madera prensada que cuenta con chumaceras y ruedas. Tras las pruebas de fermentación, el prototipo alcanzó una calidad global de 7 y un 97 % de granos fermentados, cumpliendo los criterios de la norma NTC 1252. En la fase final del proyecto, el diseño experimental fue escalado para procesar la producción promedio de una hectárea de cacao. Con el fin de validar el comportamiento de los materiales en ambos fermentadores (experimental y escalado), se realizaron análisis estructurales y de resistencia de materiales mediante el uso de software de ingeniería como SkyCiv, XVIGAS, MDSolids y SolidWorks, los cuales permitieron efectuar cálculos de esfuerzos, ilustraciones técnicas y verificaciones estáticas. El diseño final constituye una solución viable, ergonómica y replicable, orientada a productores de diferentes escalas, promoviendo la estandarización y optimización del proceso de fermentación del cacao.In this study, a fermenter was designed for CCN 51 cocoa beans that met the requirements established by the NTC 1252 standard, with the objective of improving sensory quality through a controlled fermentation process. Initially, four wooden fermenter models (linear, staircase-type, drum-cylinder, and hexagonal) were compared, evaluating their performance based on physical, sensory, and structural parameters. The drum-cylinder model achieved the best results, with a sensory quality score of 5.8 and 73.6% well-fermented beans. Based on these findings, an experimental drum-cylinder prototype was built using 304 stainless steels, coated with a high-density polyethylene (HDPE) tank that provided thermal insulation and protection against external contaminants. This prototype incorporated internal blades and a pressed wood support system equipped with bearings and wheels. After fermentation tests, the prototype achieved an overall quality score of 7 and 97% well-fermented beans, complying with the requirements of NTC 1252. In the final phase of the project, the experimental design was scaled up to process the average production of one hectare of cocoa. To validate the behavior of the materials in both fermenters (experimental and scaled), structural and strength analyses were carried out using engineering software such as SkyCiv, XVIGAS, MDSolids, and SolidWorks, which enabled stress calculations, technical illustrations, and static verifications. The final design represents a viable, ergonomic, and replicable solution, suitable for producers of various scales, and promotes the standardization and optimization of the cocoa fermentation process.RESUMENABSTRACT1. INTRODUCCIÓN2. OBJETIVOS3. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA3.1. FERMENTACIÓN3.2. NORMA NTC 12524. ESTADO DEL ARTE4.1. TIPOS DE FERMENTADORES4.1.1. Fermentadores tipo cajón: Lineal y escalera4.1.2. Fermentador tipo cilindro-tambor4.1.3. Fermentador tipo hexagonal5. MATERIALES Y MÉTODOS5.1. OBJETIVO 1. DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE DISEÑO5.1.1. Geometría del fermentador5.1.2. Capacidad y tamaño5.2. OBJETIVO 2. IMPLEMENTAR UN PROTOTIPO DE FERMENTACIÓN TIPO LABORATORIO PARA LA SEMILLA DE CACAO CCN 515.2.1. Selección de materiales5.2.2. Diseño del fermentador experimental tipo cilindro5.2.3. Construcción del prototipo tipo laboratorio5.3. OBJETIVO 3. MODELAR EL DISEÑO PROPUESTO, REALIZANDO COMPARACIONES ENTRE EL PROTOTIPO DE LABORATORIO Y EL DISEÑO FINAL ESCALADO5.3.1. Diseño y cálculos del fermentador escalado con base en el modelo experimental5.3.2. Comparaciones entre modelo experimental y modelo escalado6. RESULTADOS Y DISCUSIONES6.1. OBJETIVO 16.1.1. Temperatura prueba 1 (prototipos en madera)6.1.2. Fermentación prueba 1 (prototipos de madera)6.1.3. Respuesta sensorial prueba 16.2. OBJETIVO 26.2.1. Temperatura del fermentador experimental prueba 26.2.2. Tabla de fermentación (fermentador experimental) prueba 26.2.3. Respuesta sensorial prueba 27. CONCLUSIONES8. RECOMENDACIONES9. BIBLIOGRAFÍAANEXOSPregradoIngeniero(a) Mecánico(a)Trabajos de Investigación y/o Extensiónapplication/pdfspaUniversidad de CórdobaFacultad de IngenieríaMontería, Córdoba, ColombiaIngeniería MecánicaCopyright Universidad de Córdoba, 2025https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Atribución-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-ND 4.0)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Diseño de un fermentador para la semilla de cacao del clon ccn 51 de acuerdo con los requerimientos establecidos en la norma NTC 1252Trabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTextFernández de Castillo, J. I., Fernández Ludeña, S., & Guío Bonani, J. (2002). El Acero Inoxidable en la Industria Alimentaria. Obtenido de https://revista-dyna.com/index.php/DYNA/article/view/2730/2593Acinesgon. (2025). Tabla de corrosión acero inoxidable. 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