SECADOR DE BANDEJAS O secador de anaqueles, consiste en un gabinete, de tamaños suficientemente grande para alojar los materiales a secar, en el cual se hace correr suficiente cantidad de aire caliente y seco. En general, el aire es calentado por vapor, pero no saturado, de modo que pueda arrastrar suficiente agua para un secado eficiente. Es necesario hacer notar una situación interesante de optimización de secadores. En este caso, cuando se calienta el aire con vapor, debe tomarse en cuenta varios aspectos, si nos situamos en la carta psicométrica, el aire a utilizar, debe poseer una temperatura de bulbo húmedo alta, una entalpía alta, pero una humedad relativa baja. Puesto, que la operación de secado, como cualquier operación de transferencia, depende del tiempo de contacto interracial (el cual no varía notablemente en este tipo de secador debido a la variación de la velocidad del aire), el área de contacto interracial (que para nuestro caso requerimos que sean sólidos en terrones, o granos, para aumentar esta relación), el gradiente de temperatura y de humedad y la resistencia. En general, en este tipo desecadores, las variables que pueden fijarse o variarse son los gradientes, he allí la importancia que el aire no entre frío ni húmedo, puesto pu esto que esto minimiza el gradiente y elimina la eficiencia del secador. Esto último es cierto para todos los tipos de secadores, no obstante, es más marcado en este tipo de secador, puesto que, en los siguientes, las otras variables no son tan rigurosamente fijas. [1] Un ventilador recircula aire calentado con vapor paralelamente sobre la superficie de las bandejas. También se usa calor eléctrico, en especial cuando el calentamiento es bajo. Más o menos del 10 al 20% del aire que pasa sobre las bandejas es nuevo, y el resto es aire recirculado. Después del secado, se abre el gabinete y las bandejas se remplazan por otras con más material para secado . Una de las modificaciones de este tipo de secadores es el de las bandejas con carretillas, donde las bandejas se colocan en carretillas rodantes que se introducen al secador. Esto significa un considerable ahorro de tiempo, puesto que las carretillas pueden cargarse y descargarse fuera del secador.[2]
Fig 1. Funcionamiento del equipo de secado de bandejas.
SECADOR TIPO CAMION Un secador de camión es una modificación sencilla de los secadores de platos típicos (o de gabinete), en donde los platos están colocados sobre camiones q ue pueden sacarse y meterse en el gabinete. Puesto que los camiones pueden cargarse y descararse fuera del secador, es posible ahorrarse bastante tiempo entre los ciclos de secado. También se utilizan otras modificaciones obvias del diseño, de acuerdo con la naturaleza de la sustancia que se va a secar.
HEURISTICAS DE DISEÑO Separación de los tramos entre las bandejas 100mm. Arreglo de platos en 10 tiras. Profundidad y anchura de plato de 38 mm y 1 m respectivamente. Superficie de secado 14 m2. Se utilizan dos bandejas con carretillas (camiones). Cuando el calentamiento es bajo, entre el 10 y 20 % de aire es nuevo.
VELOCIDAD DE SECADO Con el fin de fijar horarios de secado y determinar el tamaño del equipo, es necesario saber el tiempo que se requerirá para secar una sustancia a partir de un contenido de humedad a otro en condiciones específicas. También se desea calcular el efecto que tendrán las diferentes condiciones de secado en el tiempo del secado. El conocimiento del mecanismo de secado es tan incompleto que, salvo pocas excepciones, es necesario con este fin confiar al menos en algunas mediciones experimentales. Las mediciones de la rapidez del secado por lotes son relativamente fáciles y proporcionan mucha información no sólo para la operación por lotes sino también para la continua. Se puede conocer cual es el proceso que limita la velocidad de secado si es conocido el numero adimensional de Biot: ∗ = Donde, Kg es el coeficiente externo de transferencia de masa, Rs es el radio del solido y Deff es la difusividad efectiva entre la corriente de gas con el sólido. Si Bi<0,2 Predomina la transferencia de calor desde el exterior hacia la superficie del sólido. Si Bi>50 Predomina la transferencia de masa desde el interior del sólido hacia la superficie. Si Bi 0,2
APLICACIONES Industria química, farmacéutica, maderera, especialmente la industria alimentaria (panaderías).
SECADOR DE CIRCULACION TRANSNVERSAL Funcionamiento Secador de flujo transversal, consiste en una cámara donde se encuentran dos columnas (h),los cuales contienen en su interior el sólido en lechos delgados sostenidos sobre mallas, de forma que aire u otros gases puedan pasarse a traves de los lechos,el aire se dirige hacia arriba y atravez de el material a secar
En, el caso de materiales granulares, el sólido puede arreglarse en lechos delgados sostenidos sobre mallas, de forma que aire u otros gases puedan pasarse atraves de los lechos. Esto produce un secado mucho más rápido. Un aparato típico para este propósito, un secador por lotes de circulacidn transversal, se muestra en forma esquemática en la figura Los sólidos cristalinos y los materiales que son naturalmente granulares, como la sílica gel, pueden secarse directamente de esta manera. En el caso de otros materiales, es necesario el preformado,un tipo de tratamiento preliminar, que les da la forma satisfactoria. Por ejemplo, las pastas que resultan de la precipitación de pigmentos u otros sólidos,pueden preformarse mediante (1) extrusión en tiras cortas de forma de espagueti, (2) granulación, es decir, forzándolas a través de mallas, o (3) por enladrillado. Una de las dificultades mas importantes en la utilización de secadores del tipo descrito es la no uniformidad del contenido en humedad, propia del producto terminado que se extrae de diferentes partes del secador. Esa falta de uniformidad es principalmente el resultado del movimiento inadecuado y no uniforme del aire dentro del secador. Es importante eliminar las bolsas de aire estancado y mantener una humedad razonable uniforme, al igual que una temperatura uniforme, en todo el secador. Con este fin, se deben pasar grandes volúmenes de aire sobre los platos, si es posible a velocidades entre 3 o 6 m/s (10 o 20 ft/s), siempre y cuando el sólido no salga volando de los platos a estas velocidades del aire. Esto puede lograrse introduciendo sólo una vez grandes cantidades de aire caliente fresco a través del secador; empero, la pérdida de calor en el aire descargado será entonces de un costo prácticamente prohibitivo. En lugar de esto, de ordinario se acostumbra admitir sólo cantidades relativamente pequeñas de aire fresco y recircular su mayoría, que algunas veces equivale del 80 al 95%. Esto puede hacerse dentro del secador, con humedecedores en las tuberías de entrada y salida para regular la extensión de recirculación. Los respiraderos en cada nivel de platos pueden ajustarse para asegurar una velocidad del aire lo más uniforme posible. En forma alternativa, los calentadores y ventiladores pueden instalarse fuera del secador, con
duetos y humidificadores, para permitir un control más cuidadoso de las cantidades relativas de aire fresco y recirculado admitidas en el secador. También es importante que los platos en estos secadores se llenen a nivel con el borde, pero que no queden sobrecargados, de forma que se tenga un espacio libre uniforme para el movimientodel aire. La recirculación de grandes cantidades de aire ha ce necesariamente que la humedad del aire en el secador aumente considerablemente mas que la del aire fresco. Por tanto, se obtienen bajos porcentajes de humedad y en consecuencia rapideces de secado razonablemente elevadas, utilizando temperaturas lo mas altas posible. El secador debe aislarse completamente, no sólo para conservar el calor, sino también para que las paredes internas se mantengan a temperaturas mayores del punto de formación de rocío del aire, a fin de prevenir la condensación de humedad sobre las paredes. El aire especialmente acondicionado, de baja humedad, no se utiliza, excepto cuando es necesario el secado a baja temperatura para que el producto no se eche a perder. Los secadores del tipo descrito son relativamente baratos de construir y requieren bajos costos de mantenimiento. Sin embargo, su operación es costosa debido a la baja economía calorífica y altos costos de trabajo. Cada vez que el secador se abre para descargar y cargar, la temperatura del interior baja; todas las partes metakas del secador deben calentarse nuevamente a la temperatura de operación cuando la operación se vuelve a realizar. El gasto de vapor para calen tar el aire generalmente no sera menos de 2.5 kg vapor/kg agua evaporada; puede ser tan elevado como 10, especialmente cuando el contenido de humedad del producto se reduce a niveles muy bajos un. Los requerimientos de mano de obra para la carga, descarga y supervisión del ciclo de secado son altos. En el caso de materiales granulares, el material se puede colocar sobre bandejas cuyo fondo es un tamiz. Entonces, con este secador de circulación cruzada, el aire pasa por un lecho permeable y se obtienen tiempos de secado más cortos, debido a la mayor área superficial expuesta al aire.
Ventajas • • • •
La deshidratación se acelera Son relativamente baratos de construir y requieren. Bajos costos de mantenimiento. Se obtienen tiempos de secado más cortos, debido a la mayor área superficial expuesta al aire.
Desventajas • No uniformidad del contenido en humedad • Operación es costosa debido a la baja economía calorífica y altos costos de trabajo. • Formacion de bolsas de aire estancado. • No se controla con facilidad por la heterogeneidad del material. • Tiene un control relativamente pobre y produce más calidad variable del producto La velocidad de secado se controla con los siguientes equipos: Control de entrada: Filtro, válvula reductora de presión, secador de aire (opcional) y by-pass regulado por una válvula solenoide. Higrómetro: Con él se humidifica el aire si es necesario.
Servomotor: Controla la apertura y cierre de las válvulas de entrada de aire seco y salida de aire húmedo. Termostato: Controla la temperatura del aire a su entrada al secadero. Válvula neumática: Regula la entrada del flujo de agua caliente al sistema de calefacción del secadero Cada uno de los tamices contiene una capa delgada (de 2-6 cm de hondo) de alimento. Aire caliente difundido por el gabinete en 0.5-5 ms-1 por bandeja de metro cuadrado el área. El aire fresco entra en el gabinete, es dibujado por el abanico por los rollos de calentador, y entonces es hecho vo lar a través de las bandejas de alimentos para agotarse (la Figura 1). En este caso el aire está siendo calentado por el método indirecto. Las pantallas se eliminan filtrando cualquier polvo que puede estar en el aire. Si los diseños han perforado bandejas, el aire es dirigido encima de por estos; de otra manera esto pasa a través y entre las bandejas. El aire es agotado a la atmósfera después de un pase más bien siendo difundido de nuevo dentro del sistema. Sin embargo, en diseños de recirculating, la humedad el aire cargado, después de que el agua que se evapora del alimento.
Aplicaciones
Secador de alimentos, desidratador de alimentos,alimentos granulados Los sólidos cristalinos y los materiales que son naturalmente granulares, como la sílica gel, pueden secarse directamente Materiales no granualdos con una preformado Granos(lenteja,frijol,garbanzo). Procesos de granulación húmeda (elaboración de cápsulas, polvos o tabletas).
Heurísticas •
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volúmenes de aire sobre los platos, si es posible a velocidades entre 3 o 6 m/s (10 o 20 ft/s), siempre y cuando el sólido no salga volando de los platos a estas velocidades del airese acostumbra admitir sólo cantidades relativamente pequeñas de aire fresco y recircular su mayoría, que algunas veces equivale del 80 al 95%. El secador debe aislarse completamente, no sólo para conservar el calor, sino también para que las paredes internas se mantengan a temperaturas mayores del punto de formación de rocío del aire. El aire especialmente acondicionado, de baja humedad, no se utiliza, excepto cuando es necesario el secado a baja temperatura para que el producto no se eche a perder. El aire generalmente no sera menos de 2.5 kg vapor/kg agua evaporada; puede ser tan elevado como 10, especialmente cuando el contenido de humedad del producto se reduce a niveles muy bajos un. Los requerimientos de mano de obra para la carga, descarga y supervisión Los tamices cada uno contiene una capa delgada (de 2-6 cm de hondo) de alimento. Aire caliente difundido por el gabinete en 0.5-5 ms-1 por bandeja de metro cuadrado el área.
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Separacion entre los tamices (100 mm)
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Superficie de secado 14 m2
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Calentamiento bajo 10-20% del gas se recircula.
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Un ciclo de calentamiento largo es necesario porque el tamaño del sólido los objetos o la temperatura de calentamiento permisible requieren una espera larga para difusión interna de calor o humedad. Este caso puede aplicarse cuando ciclo excederá de 12 a 24 h. La producción de varios productos diferentes requiere un estricto identidad del lote y limpieza a fondo del equipo entre lotes. Esta es una situación que existe en muchas pequeñas plantas multiproducto, por ejemplo, para productos farmacéuticos o prod uctos químicos especiales La cantidad de material a procesar no justifica la inversión en equipos más caros y continuos. Este caso aplicar en muchas operaciones de secado farmacéutico. Además, debido a la naturaleza de contacto de sólidos y gases, que es generalmente por flujo paralelo y rara vez por la circulación a través, transferencia de calor y la transferencia de masa son comparativamente ineficientes. Por esta razón, el uso del equipo de bandeja y compartimento está restringido principalmente a operaciones ordinarias de secado y tratamiento térmico. A pesar de estas duras limitaciones, cuando existen las situaciones enumeradas, alternativas económicas son d ifíciles de desarrolla
https://es.slideshare.net/AnngeeLiiToO/investigacin-de-secado http://studylib.es/doc/4438427/equipo-de-secado---procesosdeseparacion Operación de secado en un secador de bandejas, universidad nacional José Faustino Sánchez Carrión, Facultad de ingeniería química, metalurgia y ambiental; hu acho – Perú. https://es.slideshare.net/AnngeeLiiToO/investigacin-de-secado Perry, R.H. and Green, D.W., Perry,s Chemical Engineers’ Handbook, Seventh Edition, Editorial McGraw Hill, USA, 1999, Section 12.
