Diseño y construcción de un dispositivo electromecánico de extracción de café por el método AeroPress

Abstract

El presente trabajo comprende el diseño, construcción y validación de un dispositivo electromecánico de extracción de café por el método AeroPress, este método consiste en la extracción manual de café por medio de un émbolo que presiona una mezcla de agua y café soluble a través de un filtro, del tiempo de extracción dependerá el aroma y sabor de la bebida, el dispositivo permite controlar el tiempo de vaciado para mejorar la precisión del proceso realizado manualmente. Se identifica el proceso de extracción de café por AeroPress, funcionamiento, geometría, partes, tipos de AeroPress en el mercado y se define las variables y parámetros que intervienen en la extracción. Se realizó pruebas con la finalidad de determinar la fuerza necesaria para la extracción de café, que es la base del diseño; Posteriormente se analizó y se propuso un sistema con tornillo de potencia que permita presionar dos módulos simultáneamente. Mediante cálculos se garantizó que no se presente fallos en el mecanismo del tornillo ni la estructura. Se diseñó la estructura mediante software SolidWorks. Se dimensiona rodamientos lineales y axiales de bolas de acuerdo a las cargas presentes, para accionar el mecanismo; Se selecciona un motor paso a paso que permita un control preciso con su respectivo controlador y fuente de alimentación. Se establece el sistema de control mediante un potenciómetro, pulsadores y finales de carrera. Se configura el código de control en una tarjeta de desarrollo compatible con Arduino, posteriormente se ensambla los componentes mecánicos y electrónicos. Finalmente, para validar su funcionamiento, se realizaron pruebas con parámetros críticos establecidos. Se llevaron a cabo pruebas de extracción para diferentes tiempos, cada tiempo fue de 20, 40 y 60 segundos respectivamente. Los resultados obtenidos fueron muy precisos en relación al tiempo de vaciado esperado. De esta manera, se comprobó el correcto funcionamiento del dispositivo. 3