Modelación matemática de la cinética de secado del cacao colección Castro Naranjal – 51 (cnn-51)
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Date
2026-10-12
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Publisher
Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC). Posgrados. Maestría en Electromécanica
Abstract
This research project aims to develop a mathematical model of the drying kinetics of the Castro Naranjal (CCN-51) cocoa variety to predict mass loss at intermediate temperatures. Experimental mass data were processed between 40 °C and 70 °C by applying the principle of parsimony using Newton’s model, selected for its technical efficiency as it requires the fewest variables. The Solver tool was used to optimize the numerical fit and extract the drying constants along with the start and end values of the process. Using these parameters, an interface was developed in MATLAB App Designer capable of predicting mass loss at intermediate temperatures through interpolation, while also incorporating the parallel visualization of two moisture analyzers to compare and validate the results. The interface simulations demonstrated high accuracy, recording deviations and relative errors of less than 5% between the two analyzers across the entire temperature range. When evaluating the optimization of data collection, it was found that it is possible to set fixed time intervals starting at 60 minutes without affecting or distorting the final kinetic curve
Description
El presente proyecto de investigación menciona en desarrollar un modelo matemático de la cinética de secado de cacao variedad Castro Naranjal (CCN-51) para predecir la pérdida de masa en temperaturas intermedias. Se procesaron los datos experimentales de masa entre 40 °C y 70 °C aplicando el principio de parsimonia mediante el Modelo de Newton, seleccionado por su eficiencia técnica al requerir la menor cantidad de variables. Se utilizó la herramienta Solver para optimizar el ajuste numérico y extraer las constantes de secado junto a los valores de inicio y fin del proceso. Con estos parámetros, se desarrolló una interfaz en MATLAB App Designer capaz de predecir la pérdida de masa a temperaturas intermedias mediante interpolación, incorporando además la visualización en paralelo de dos analizadores de humedad para comparar y validar los resultados. Las simulaciones de la interfaz demostraron una alta precisión, registrando desviaciones y errores relativos menores al 5% entre ambos analizadores en todo el espectro térmico. Al evaluar la optimización en la recolección de datos, se comprobó que es posible establecer intervalos fijos de tiempo desde 60 minutos sin afectar ni deformar la curva cinética final
Keywords
Cinética de secado, Modelo de Newton, Designer, Solver, Cacao CCN-51
Citation
Flores Paucar, Washington Santiago (2026); Modelación matemática de la cinética de secado del cacao colección Castro Naranjal – 51 (cnn-51). Latacunga. UTC. 125 p.