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Análisis CFD-DEM de un tambor separador de caña de azúcar

Resumen en español

El separar el tallo de la hoja de caña de azúcar, es un paso fundamental a la hora de garantizar que la caña de azúcar pueda ser procesada y tratada de manera óptima, velando por la calidad de productos finales libres de contaminantes o partículas no deseadas. Con la inserción del corte mecanizado en la industria, es muy común que el proceso de separación presente ineficiencias por parte del corte mecanizado. Este proceso se lleva a cabo con un sistema el cual expele aire a presión, separando los cuerpos livianos (hojas y suciedad) de los cuerpos pesados (tallos) y es aquí donde se presentan ineficiencias y discrepancias debido a la escala y calidad utilizada. En el presente trabajo de grado se busca analizar mediante métodos numéricos un tambor separador de caña, el cual es una maquinaria propuesta para la solución del problema que presenta el corte mecanizado. Se trata de un sistema de mayor escala a comparación del que posee una cosechadora para expeler aire y separar las partes de la caña de azúcar, por ende, sigue el mismo principio de transportar mediante el fluido de trabajo, en este caso aire, la suciedad y las hojas. El trabajo de grado hará uso de la simulación CFD en combinación con la simulación DEM, para observar y analizar el comportamiento de la interacción fluido y elementos discretos, bajo el funcionamiento de la maquinaria propuesta. Cabe destacar que esta evaluación numérica busca generar un método de validar la eficiencia y funcionamiento de un tambor separador de caña, obviando el desprendimiento de los elementos y posibles residuos como lo es la suciedad o agentes diferentes a la caña de azúcar que se pueden incorporar en el proceso. Se usa un modelo de turbulencia basado en RANS para el análisis CFD, y un modelo de esfera blanda para elanálisis DEM.