Diseño de un dispositivo de autocalentamiento para bebidas de consumo masivo.

Abstract

Se diseñó tres dispositivos portátiles de autocalentamiento para ser incorporados en un plan de negocios de bebidas a base de café. Para la factibilidad técnica, se comprobó la cantidad de calor liberado en la reacción exotérmica, se realizó el modelado físico de cada compartimento utilizando un software CAD 3D y finalmente se simuló el funcionamiento integral del dispositivo, variando parámetros de formas y materiales que mejoren la transferencia de calor hacia la bebida. Para la factibilidad financiera, se realizó una estimación de costos nivel V y una comparación entre dos opciones de producción. El estudio incluyó un análisis de escenarios cuya variable de entrada fue el precio de venta del producto y cómo salida se evaluó el VAN del proyecto. Se concluyó que todos los dispositivos alcanzan un incremento en la temperatura entre 34 y 45 °C, sin embargo, el tercer modelo presentó un mejor desempeño (temperatura máxima = 65,08 °C y área de transferencia = 198,91 cm2), ya que posee mayor área de transferencia, utilizó aluminio como material para el dispositivo y requirió un aislamiento de 1 mm de espesor. Como resultado se obtuvo un producto que cuenta con un mecanismo de activación sencillo, rápido y seguro de usar, convirtiéndose en una alternativa útil e innovadora dentro del mercado de las bebidas de café listas para beber (RTD).

This study focused on the design of three self-heating portable devices to be incorporated into a coffee-based beverage business plan. For technical feasibility, we verified the amount of heat released in the exothermic reaction, the compartment physical modeling employing 3D CAD software, and the integral operation. Whereof, we varied parameters of shapes and materials that improve heat transfer to the beverage. For financial feasibility, we carried out a level V cost estimation and a comparison between two production options. The study included an analysis of scenarios that considers the sale price as the input variable and the NPV as the outcome. We observed that all the devices reach a temperature increase between 34 and 45 °C, however, the third model showed better performance (maximum temperature = 65.08 °C and transfer area = 198.91 cm2), it had the larger transfer area, used aluminum as the material for the device and required 1 mm thick insulation. As a result, we developed a simple product, with a fast and safe activation mechanism, which could become a useful and innovative alternative in the ready-todrink (RTD) coffee beverage market.