OPERACIÓN DE SECADO EN UN SECADOR DE BANDEJAS

OPERACIONES UNITARIAS

OPERACIÓN DE SECADO EN UN SECADOR DE BANDEJAS

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA, METALURGIA Y AMBIENTAL ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA

CURSO: LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS TEMA: OPERACIÓN DE SECADO EN UN SECADOR DE BANDEJAS DOCENTE: ING. JIMENEZ ESCOBEDO, MANUEL INTEGRANTES:    

HUANCA QUINTANILLA SADID HANCCO QUISPE JHONNY BRAVO LÁZARO MIRTHA HUARACA CAMPOS JHONATAN

HUACHO – PERÚ

E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

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Contenido Contenido Operación de secado en un secador de bandejas Resumen Introducción Objetivos Fundamentos teóricos

1 2 2 3 3 4

Principios de secado Métodos de secado

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Mecánicos: físico-químicos Conceptos básicos Velocidad de secado Periodo de velocidad del secado Periodo de velocidad constante: Periodo de velocidad decreciente Variables que influyen en la velocidad de secado son Tiempo de secado Circulación de aire Clasificación de los secadores. Características Secadores directos continuos: Secadores indirectos Secadores diversos Psicrometría Carta psicométrica Descripción de propiedades Procedimiento experimental Materiales y equipos empleados Cámara de secado Tubería de entrada de aire Generador de aire: (ventilador y centrifuga)

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Procedimiento experimental Tipo de material a secar utilizado, textura y granulometría. Análisis y discusión de resultados Tabla 01 de datos recolectados en la practica Tabla 02 cálculos de humedades Grafico 01 de contenido de humedad Tabla 03 de velocidad de secado Grafico 02 velocidad de secado Gráfico 03 – (1/n) vs x Cuestionario Bibliografía

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36 37 38 39 42 42 43 44

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RESUMEN En general, el secado de sólidos consiste en separar pequeñas cantidades de agua u otro líquido de un material sólido con el fin de reducir el contenido de líquido residual hasta un valor aceptablemente bajo. El secado es habitualmente la etapa final de una serie de operaciones y, con frecuencia, el producto que se extrae de un secadero pasa a empaquetado. El agua u otros líquidos pueden separarse de sólidos mecánicamente mediante prensas o centrífugas, o bien térmicamente mediante evaporación. Este capítulo versa sobre el secado por vaporización térmica. Generalmente eliminar líquidos por métodos mecánicos es más barato que por métodos térmicos, y por esta razón es aconsejable reducir el contenido de líquido en lo posible antes de operar en secadero térmico. El contenido de líquido de una sustancia seca varía de un producto a otro. Ocasionalmente el producto no contiene líquido y recibe el nombre de totalmente seco, pero lo más frecuente es que el producto contenga algo de líquido. La sal de mesa, por ejemplo, contiene del orden de 0,5 por 100 de agua, el carbón seco un 4 por 100 y la caseína un 8 por 100. Secado es un término relativo y tan sólo quiere decir que hay una reducción del contenido de líquido. Los sólidos que se secan pueden tener formas diferentes -escamas, gránulos, cristales, polvo, tablas o láminas continuas- y poseer propiedades muy diferentes. El líquido que ha de vaporizarse puede aumentar sobre la superficie del sólido, como en el secado de cristales salinos, en el interior del sólido, como en el caso de eliminación de disolvente de una lámina de un polímero, o parte en el exterior y parte en el interior. La alimentación de algunos secaderos es un líquido en el que está suspendido el sólido en forma de partículas o en disolución. El producto que se seca puede soportar temperaturas elevadas o bien requiere un tratamiento suave a temperaturas bajas o moderadas. Esto da lugar a que en el mercado exista un gran número de tipos de secaderos comerciales. Las diferencias residen fundamentalmente en la forma en que se mueven los sólidos a través de la zona de secado y en la forma en la que se transmite calor.


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INTRODUCCION El secador de bandejas, o secador de anaqueles, consiste en un gabinete, de tamaño suficientemente grande apara 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 psicrométrica, 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 interfacial (el cual no varía notablemente en este tipo de secador debido a la variación de la velocidad del aire), el área de contacto interfacial (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 de secadores, las variables que pueden fijarse o variarse son los gradientes, he allí la importancia que el aire no entre frío ni húmedo, puesto 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. . OBJETIVOS:

Objetivo general 

Conocer y evaluar los principios básicos de la operación de secado, mediante el uso de un secador de bandejas que opera por lotes, a nivel de laboratorio.

Objetivos Específicos 1. Determinar la velocidad de secado, para diferentes valores de los parámetros del aire y diferentes propiedades de los sólidos. 2. Verificar experimentalmente la influencia de la temperatura y la humedad del aire en la intensidad del secado. 3. Elaborar las curvas características de secado, a partir de datos obtenidos en diversas condiciones externas constantes. 4. Calcular los coeficientes de transferencia simultánea de calor y masa, de la operación de secado, a través de balances de energía y masa.


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FUNDAMENTOS TEÓRICOS En el presente trabajo se empleará el término “secado” para referirse a la remoción de agua de materiales de proceso u otras sustancias por evaporación, mediante la aplicación de calor bajo condiciones controladas, aunque la expresión “secado” también se usa en operaciones orientadas a remover otros líquidos orgánicos (benceno, por Ej.) de sólidos. En algunos casos, el agua puede ser removida de los sólidos mecánicamente por medio de prensas, centrifugación y otros métodos. En nuestro concepto, sin embargo, secado significará la remoción térmica de agua.

PRINCIPIOS DE SECADO El secado consiste generalmente en la eliminación de humedad de una sustancia por evaporación del agua de la superficie del producto, traspasándola al aire circundante. La rapidez de este proceso depende del aire (la velocidad con la que éste circule alrededor del producto, su grado de sequedad, etc.), y de las características del producto (composición, contenido de humedad, tamaño de las partículas, etc.). El secado es un proceso en el que se intercambian calor y masa. Incluye una operación energética elemental y representa una de las acciones térmicas básicas en la industria de procesos y agro-alimentaria. El secado o deshidratación se usa como técnica de preservación, pues muchas enzimas y microorganismos que causan cambios químicos en los alimentos y otros materiales, no pueden crecer y desarrollarse en ausencia de agua. Las razones para su empleo son de diversos tipos: • Facilitar la manipulación en etapas posteriores. •Reducir gastos de transporte. • Facilitar la conservación. •Aumentar el valor del producto. •Aprovechar subproductos. MÉTODOS DE SECADO En general, los distintos métodos para llevar a cabo la desecación de sólidos o líquidos pueden ser de tipo mecánico o físico-químico. Los más importantes son los siguientes: Mecánicos: a) Prensado: Cosiste en separar un líquido de un sistema sólido-líquido, por compresión del sistema en condiciones que permitan que el líquido escape mientras que el sólido quede retenido entre las superficies que lo comprimen. b) Centrifugación: Consiste en aplicar una fuerza centrífuga lo suficientemente elevada, de forma que el líquido se desplaza en dirección de la fuerza produciéndose la separación.


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Físico-químicos: a) Evaporación superficial: Cuando el producto húmedo se somete a la acción de una corriente de aire caliente, el líquido se evapora aumentando la humedad del aire. b) Liofilización: El líquido a eliminar, previamente congelado, se separa del producto que lo contiene mediante sublimación, por aportación de calor y vacío. Se aplica sobre todo a alimentos.

c) Absorción: Este término se aplica a gases húmedos, de los que se elimina el vapor de la mezcla gaseosa solubilizándolo en un líquido, como por ejemplo la desecación de gases por tratamiento con ácido sulfúrico. d) Adsorción: Consiste en la separación de la humedad por retención sobre un sólido absorbente, como por ejemplo la desecación de aire con gel de sílice. e) Congelación: Separación de la humedad de un líquido por cristalización de la misma, que se separa en forma sólida.

CONCEPTOS BÁSICOS Conviene establecer la diferencia entre dos conceptos similares que suelen confundirse: Desecación, que consiste en la eliminación de agua de un material hasta que su contenido esté en equilibrio con el aire que lo rodea, y deshidratación, que consiste en la eliminación prácticamente total del agua que pueda contener. La diferencia entre estos conceptos es, básicamente cuantitativa. Humedad libre: Es la humedad en exceso que contiene un sólido sobre la humedad de equilibrio en unas condiciones dadas de temperatura y de humedad. Sólo la humedad libre puede ser evaporada, y lógicamente depende de la concentración del gas (A través de la humedad de equilibrio). Humedad ligada: Es aquella humedad que en un sólido ejerce una presión de Vapor menor que la del agua pura a una temperatura dada. Esta humedad puede tratarse de aquella contenida dentro de las paredes celulares, pequeños capilares o grietas, por solución homogénea dentro del sólido y por adsorción química o física en la superficie del sólido. Humedad no ligada: En un material higroscópico, la humedad en exceso por Encima de la humedad de equilibrio y que ejerce una presión de vapor igual a la del agua pura a la misma temperatura. Contenido de humedad: El contenido de humedad de un producto puede expresarse sobre la base del peso húmedo, es decir la masa de agua por unidad de masa de producto húmedo. Otra manera de expresar el contenido de humedad es en base al peso seco, es decir la masa de agua por unidad de masa de componentes sólidos desecados. La humedad de los sólidos se E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

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puede determinar por distintos procedimientos. Los métodos directos se basan en eliminar el agua que contiene el sólido y determinar la cantidad por pesada o por medios químicos. Por ejemplo el secado en estufa de vacío hasta pesada constante, se utiliza sobre todo para materiales que pueden deteriorarse a elevadas temperaturas. También se utiliza el secado en estufa a presión atmosférica, que suelen utilizar aire forzado y donde el tiempo de secado está estandarizado. Los métodos indirectos se basan en la medida de alguna propiedad del material que resulte afectada por el contenido de humedad. Contenido de humedad en base húmeda (Wbh): Representa la humedad en un material como un porcentaje del peso del sólido húmedo. Se expresa como kg. De agua entre kg. de material húmedo (kg. de sólido seco + kg. de agua). Contenido de humedad en base seca (Wbs): Se expresa como kg. de agua entre kg. de sólido seco. Humedad crítica (Wc): Es el contenido de humedad promedio cuando la tasa de secado constante termina y comienza la tasa de secado decreciente. Humedad de equilibrio (We): La humedad contenida en un sólido húmedo o en una solución ejerce una presión de vapor dependiente de la naturaleza de la humedad, de la naturaleza del sólido y de la temperatura. Si el sólido húmedo se expone a una corriente de gas con una presión parcial de vapor p, el sólido perderá humedad por evaporación, o la ganará a expensas del gas hasta que la presión de vapor de la humedad del sólido iguale a la presión parcial de dicha corriente gaseosa. El sólido y el gas se encuentran, entonces en equilibrio, y la humedad del sólido se denomina humedad de equilibrio. Material higroscópico: Es aquel tipo de material que puede contener humedad ligada. Material no higroscópico: Es aquel tipo de material que puede contener humedad no ligada. Período de secado constante: Es el período de secado durante el cual la Remoción de agua por unidad de área de secado es constante. Período de secado decreciente: Es el período de secado en el cual la tasa de secado instantánea decrece continuamente. Flujo capilar: Es el flujo de líquido a través de los intersticios por encima de la superficie del sólido, causado por la atracción molecular líquido-sólido.

VELOCIDAD DE SECADO E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

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Al desecar un sólido húmedo con aire caliente, el aire aporta el calor sensible y el calor latente de la evaporación de la humedad y también actúa como gas portador para eliminar el vapor de agua que se forma en la vecindad de la superficie de evaporación. PERIODO DE VELOCIDAD DEL SECADO Existen muchos mecanismos posibles de secado, pero aquellos que controlan el secado de una partícula dependen de su estructura y de los parámetros de secado-condiciones de secado (temperatura T, velocidad v y humedad relativa del aire), contenido de humedad, dimensiones, superficie expuesta a la velocidad de transferencia, y contenido de humedad de equilibrio de la partícula.  Periodo de velocidad constante: durante el periodo de secado constante la superficie del solido está muy mojada y sobre ella hay una película de agua continua, eta capa de agua es agua no combinada y actúa como si el sólido no estuviera presente. La velocidad de evaporación con las condiciones establecidas para el proceso, es independiente del sólido y esencialmente igual a la velocidad que tendría una superficie líquida pura. Sin embargo, las ondulaciones y hendiduras en la superficie del sólido ayudan a obtener una velocidad más alta de la que tendría una superficie completamente plana.Si el sólido es poroso, la mayor parte del agua que se evapora durante el periodo de velocidad constante proviene de su interior.  Periodo de velocidad decreciente: El punto C de la figura anterior corresponde al contenido crítico de humedad libre XC, en este punto no hay suficiente agua en la superficie para mantener una película continua; la superficie ya no está totalmente mojada, y la porción mojada comienza a disminuir durante el periodo de velocidad decreciente hasta que la superficie queda seca en su totalidad en el punto D de la figura anterior. El segundo periodo de velocidad decreciente empieza en el punto 0, cuando la superficie está seca en su totalidad, el plano de evaporación comienza a desplazarse con lentitud por debajo de la superficie. El calor de evaporación se transfiere a través del sólido hasta la zona de vaporización, el agua evaporada atraviesa el sólido para llegar hasta la corriente de aire. En algunos casos no hay discontinuidad definida en el punto D, y el cambio de condiciones de secado de una superficie con humedad parcial a una superficie completamente seca, es tan gradual que no se detecta un punto de inflexión.

En la Fig. se muestran las curvas típicas de Humedad vs. Tiempo, Velocidad de Secado vs. Tiempo y la de Velocidad de Secado vs. Humedad respectivamente, E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

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para condiciones de secado constantes

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Si se empieza con un tiempo cero, el contenido inicial de humedad libre corresponde al punto A. Al principio, el sólido suele estar a una temperatura inferior a la que tendrá al final y la velocidad de evaporación irá en aumento. Al llegar al punto B, la temperatura de la superficie alcanza su valor de equilibrio. Este período inicial de ajuste o “estabilización” con estado inestable suele ser bastante corto y generalmente se ignora en el análisis de los tiempos de secado. La curva de la figura es recta entre los puntos B y C, por lo que la pendiente y la velocidad son constantes durante este período. A esta zona se le conoce como región de velocidad de secado constante. En el punto C de la E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

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gráfica, la velocidad de secado comienza a disminuir durante el período de velocidad decreciente, hasta llegar al punto D. Finalmente, en el punto D, la velocidad de secado disminuye con más rapidez aún, hasta que llega al punto E, donde ya no es apreciable.

Las variables que influyen en la velocidad de secado son: 

Naturaleza del material: Resulta evidente que se obtendrán curvas distintas dependiendo de las características del material a secar.

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Temperatura del aire: Cuanto mayor sea la temperatura del aire de secado (manteniendo constante el resto de las variables), mayor será la velocidad de secado, y las curvas presentarán mayor pendiente.

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Velocidad másica del aire: Con este parámetro se pueden presentar dos tipos de comportamiento. En el primero la velocidad de secado es directamente proporcional a la velocidad del aire. En el segundo caso, la velocidad de secado es prácticamente independiente de la velocidad del aire, lo que indica que en este caso la etapa controlante es la transferencia de materia a través del sólido, que lógicamente no se ve afectada por la velocidad del aire.

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Humedad absoluta del aire: Al aumentar la humedad absoluta del aire disminuye lógicamente, la velocidad de secado, al hacerlo la fuerza impulsora en la fase gas.

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Tamaño de partícula del sólido: Si las características del sólido permiten obtener partículas uniformes, al variar el tamaño se puede observar que la velocidad de secado aumenta al disminuir el tamaño de la partícula. Si se trata de un sólido que no permite obtener tamaños uniformes, la influencia de la profundidad del lecho es similar a la anteriormente comentada. Al aumentar la altura del lecho disminuye la velocidad de secado.

CIRCULACIÓN DE AIRE los equipos utilizados para separar un líquido de un sólido mediante la evaporación. Principalmente es utilizado para reducir o eliminar humedad. En estos equipos la fuente de calor es una corriente de gas caliente. El material para el secado puede estar estático, móvil, fluido o diluido.


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Estático: éste es un lecho denso de sólidos en el cual cada partícula descansa sobre otras, debido a la densidad de la masa de la fase sólida. Es decir, no existe movimiento relativo entre las partículas sólidas.

Móvil: este es un tipo de lecho de sólidos ligeramente restringido en el cual las partículas están separadas apenas lo suficiente para fluir o deslizarse unas sobre otras. Por lo común el flujo es descendente por acción de la fuerza de gravedad; pero también se puede registrar un movimiento ascendente debido a la elevación mecánica o a la agitación, generadas dentro del equipo de proceso.

Fluidizado: las partículas sólidas se sostienen por medio de fuerzas de arrastre provocadas por la fase gaseosa que pasa por los intersticios de las partículas, con una velocidad crítica dada.

Diluido: ésta es una condición de expansión total en la cual las partículas sólidas están tan separadas entre sí que prácticamente no ejercen ninguna influencia unas sobre otras.


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El flujo de gas caliente puede ser paralelo, perpendicular, transversal, en contracorriente. Flujo paralelo: la dirección del flujo del gas es paralela a la superficie de la fase sólida el lecho de sólidos se encuentra generalmente en condición estática.

Flujo perpendicular: la dirección de la corriente de gas es normal en la entrecara de las fases. El gas choca contra el lecho de sólidos, encontrándose también en este caso dicho lecho de manera estática.

Circulación directa: el gas penetra y fluye directamente pasando a través de los intersticios de los sólidos, circulando de una manera más o menos libre en torno a lar partículas individuales.

Flujo de gas equicorriente: la fase gaseosa y las partículas sólidas se desplazan en la misma dirección.

Flujo de gas en contracorriente: la dirección del flujo de gas es exactamente opuesta a la que sigue el movimiento de los sólidos


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Flujo transversal de gas: la dirección de la corriente de gas se realiza según ángulos rectos en relación con el movimiento de los sólidos, a través del lecho de sólidos.

CLASIFICACIÓN SEGÚN EL PROCESO DE TRANSFERENCIA DE CALOR Las operaciones de secado pueden clasificarse ampliamente según que sean por lotes o continuas. Estos términos pueden aplicarse específicamente desde el punto de vista de la sustancia que está secando. CLASIFICACIÓN DE LOS SECADORES. Los secadores se clasifican según: 1. El método de transmisión de calor a los sólidos húmedos - Secadores directos. - Secadores indirectos. - Secadores diversos. 2. Las características de manejo y las propiedades físicas del material mojado - Secadores discontinuos o por lote. - Secadores continuos. - Secadores para sólidos granulares o rígidos y pastas semisólidas. - Secadores que pueden aceptar alimentaciones líquidas o suspensiones. El primer método de clasificación revela las diferencias en el diseño y el funcionamiento del secador, mientras que el segundo es más útil para seleccionar entre un grupo de secadores que se someten a una consideración preliminar en relación con un problema de desecación específico. SECADORES DIRECTOS La transferencia de calor para la desecación se logra por contacto directo entre los sólidos húmedos y los gases calientes. El líquido vaporizado se arrastra con el medio de desecación; es decir, con los gases calientes. Los secadores directos se llaman también secadores por convección.


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Características. Las características generales de operación de los secadores directos son  El contacto directo entre los gases calientes y los sólidos se aprovecha para calentar estos últimos y separar el vapor.  Las temperaturas de desecación varían hasta 1000 K, que es la temperatura limitante para casi todos los metales estructurales de uso común.  A temperaturas de gases inferiores al punto de ebullición, el contenido de vapor del gas influye en la velocidad de desecación y el contenido final de humedad del sólido.

Secadores Directos Continuos: la operación es continua sin interrupciones, en tanto se suministre la alimentación húmeda. Es evidente que cualquier secador continuo puede funcionar en forma intermitente o por lotes, si así se desea. Tipos de secadores directos continuos De bandejas: también se llama secador de anaqueles, de gabinete, o de compartimientos, el material, que puede ser un sólido en forma de terrones o una pasta, se esparce uniformemente sobre una bandeja de metal de 10 a 100 mm de profundidad. 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.


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Secadores de Material dosificado en capas: Se hace pasar por el secador una capa continua de material ya sea como tiras o en una lámina tensa y distendida sobre un marco de clavijas Secadores transportador neumático: en este tipo, la desecación se realiza a menudo en combinación con la trituración. El material se transporta dentro de gases a alta temperatura y velocidades elevadas hasta un colector de ciclón. Rotatorios: Un secador rotatorio consta de un cilindro hueco que gira por lo general, sobre su eje, con una ligera inclinación hacia la salida. Los sólidos granulares húmedos se alimentan por la parte superior, tal como se muestra en la figura y se desplazan por el cilindro a medida que éste gira. El calentamiento se lleva a cabo por contacto directo con gases calientes mediante un flujo a contracorriente. En algunos casos, el calentamiento es por contacto indirecto a través de la pared calentada del cilindro.

Por aspersión: la alimentación al secador debe poderse atomizar ya sea mediante un disco centrífugo o una boquilla.

Circulación directa: el material se mantiene en un tamiz de transporte continuo, mientras se sopla aire caliente a través de él. E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

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Túnel: el material colocado en carretillas se desplaza a través de un túnel en contacto con gases calientes

Secadores de lechos fluidos, los sólidos se fluidifican en un tanque estacionario. También pueden tener serpentines de calor indirecto.

Secadores Directos Por lotes: se diseñan para operar con un tamaño específico de lote de alimentación húmeda, para ciclos de tiempo dado. En los secadores por lote las


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condiciones de contenido de humedad y temperatura varían continuamente en cualquier punto del equipo. SECADORES INDIRECTOS El calor de desecación se transfiere al sólido húmedo a través de una pared de retención. El líquido vaporizado se separa independientemente del medio de calentamiento. La velocidad de desecación depende del contacto que se establezca entre el material mojado y las superficies calientes. Los secadores indirectos se llaman también secadores por conducción o de contacto. Características de los Secadores Indirectos.  El calor se transfiere al material húmedo por conducción a través de una pared de retención, casi siempre de índole metálica.  Las temperaturas de superficie pueden variar desde niveles inferiores al de congelación hasta mayores que 800 K, en el caso de secadores indirectos calentados por productos de combustión.  Los secadores indirectos son apropiados para desecar a presiones reducidas y en atmósferas inertes, para poder recuperar los disolventes y evitar la formación de mezclas explosivas o la oxidación de materiales que se descomponen con facilidad.  Los secadores indirectos que utilizan fluidos de condensación como medio de calentamiento son en general económicos, desde el punto de vista de consumo de calor.  La recuperación de polvos y material finamente pulverizados se maneja de un modo más satisfactorio en los secadores indirectos que en los directos. Clasificación de los Secadores Indirectos.  Continuos.  Por lotes.

Secadores Indirectos Continuos: la desecación se efectúa haciendo pasar el material de manera continua por el secador, y poniéndolo en contacto con las superficies calientes. Tipos de Secadores Indirectos Continuos.


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Secadores de cilindro para hojas continuas, como papel celofán, piezas textiles. Por lo común, los cilindros se calientan con vapor y son rotatorios.

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Secadores de tambor, se pueden calentar con vapor o agua caliente.

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Secadores de transportador de tornillos, aunque son continuos pueden funcionar al vacío y permiten recuperar el disolvente durante el desecado.

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Secadores rotatorios de tubos de vapor, se pueden utilizar vapor o agua caliente, es factible trabajar con una ligera presión negativa para permitir recuperar el disolvente durante el desecado.

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Secadores de bandejas vibradoras, el calentamiento se logra con vapor o agua caliente.

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Tipos especiales, como bandas de tejido continuas que se mueven en contacto estrecho con una platina calentada al vapor o agua caliente.


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Secadores Indirectos Por lotes: en general los secadores indirectos por lotes se adaptan muy bien a operaciones al vacío. Se subdividen en tipos agitados y no agitados. Tipos de Secadores Indirectos por Lote. 

Secadores de artesas agitadas, estos pueden operar atmosféricamente o al vacío, y manejan una producción pequeña de casi cualquier forma de sólidos húmedos, es decir, líquidos, lechadas, pastas o sólidos granulares.

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Secadores por congelación, el material se congela antes de desecarse y a continuación se realiza la desecación en ese estado al vacío.

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Secadores rotatorios al vacío, el material se agita bajo una cubierta horizontal estacionaria, no siempre es necesario aplicar vacío, el agitador se puede calentar con vapor además de hacer lo mismo con la cubierta.

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Secadores de bandejas al vacío, el calentamiento se hace por contacto con parrillas calentadas con vapor o agua caliente, sobre las cuales se coloca el material. No interviene la agitación.

SECADORES DIVERSOS  Secadores dieléctricos: operan sobre el principio de generación de calor dentro de los sólidos, colocándolos dentro de un campo eléctrico de alta frecuencia.  Secadores solares: operan sobre el principio la energía solar para el secado de frutas y disecación al sol.  Secadores Infrarrojos: dependen de la transferencia de energía radiante para evaporar la humedad. La energía radiante se suministra eléctricamente por medio de lámparas infrarrojas, resistencias eléctricas o refractarios incandescentes calentados por gas .Su aplicación principal es el horneado o la desecación de capas de pintura y el calentamiento de capas delgadas de materiales.

ESQUEMA DE UN SECADOR


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Secador de transportador especial con aire impulsado que choca contra la superficie del lecho en la primera pasada. El material seco se tritura y se hace pasar nuevamente por el secador, con una circulación de aire que atraviesa el lecho ya permeable


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PSICROMETRIA Psicrometría es una palabra que impresiona, y se define como la medición del contenido de humedad del aire. Ampliando la definición a términos más técnicos, psicrometría es la ciencia que involucra las propiedades termodinámicas del aire húmedo, y el efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y el confort humano. Ampliando aún más, incluiríamos el método de controlar las propiedades térmicas del aire húmedo. Lo anterior, se puede llevar a cabo a través del uso de tablas psicrométricas o de la carta psicrométrica. CARTA PSICOMETRICA: La psicrometría es la ciencia que involucra las propiedades termodinámicas del aire húmedo, y el efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y el ser humano. Las tablas psicrométricas ofrecen una gran precisión, ya que sus valores son de hasta cuatro decimales; sin embargo, en la mayoría de los casos, no se requiere tanta precisión; y con el uso de la carta psicométrica, se puede ahorrar mucho tiempo y cálculos. Una carta psicrométrica, es una gráfica de las propiedades del aire, tales como temperatura, volumen, presión, etc. Las cartas psicrométricas se utilizan para determinar, cómo varían estas propiedades al cambiar la humedad en el aire.

Las propiedades psicrométricas del aire han sido recopiladas a través de incontables experimentos de laboratorio y de cálculos matemáticos, y son la base para lo que conocemos como la Carta Psicrométrica. Aunque las tablas psicrométricas son más precisas, el uso de la carta psicrométrica puede ahorrarnos mucho tiempo y cálculos, en la mayoría de los casos donde no se requiere una extremada precisión. Como se mencionó al inicio de este párrafo, la carta psicrométrica es una gráfica que es trazada con los valores de las tablas psicrométricas; por lo tanto, la carta psicrométrica puede basarse en datos obtenidos a la presión atmosférica normal al nivel del mar, o puede estar basada en presiones menores que la atmosférica, o sea, para sitios a mayores alturas sobre el nivel del mar. Existen muchos tipos de cartas psicrométricas, cada una con sus propias ventajas. Algunas se hacen para el rango de bajas temperaturas, algunas para el rango de media temperatura y otras para el rango de alta temperatura. A algunas de las cartas psicrométricas se les amplía su longitud y se recorta su altura; mientras que otras son más altas que anchas y otras tienen forma de triángulo. Todas tienen básicamente la misma función; y la carta a usar, deberá seleccionarse para el rango de temperaturas y el tipo de aplicación. En una carta psicométrica se encuentran todas las propiedades del aire, de las cuales las de mayor importancia son las siguientes: E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

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Temperatura de bulbo seco (Tbs).

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Temperatura de bulbo húmedo (Tbh).

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Temperatura de punto de rocío (Tr).

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Humedad relativa (HR).

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Humedad absoluta (HA).

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Entalpía (H).

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Volumen específico.

En este diagrama se representa la humedad absoluta en ordenadas frente a su temperatura en abscisas, está limitado por la curva de humedad relativa del 100% o curva de saturación, la cual da la humedad del aire saturado en función de su temperatura. El cálculo de los distintos puntos de esta curva se realiza determinando las humedades absolutas para distintas temperaturas.

Donde: : Indica la temperatura de rocío : Volumen Húmedo : Humedad especifica. : Humedad Relativa : Entalpia


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DESCRIPCION DE PROPIEDADES a) Temperatura de Bulbo Seco.- En primer término, tenemos la temperatura de bulbo seco. Como ya sabemos, es la temperatura medida con un termómetro ordinario. Esta escala es la horizontal (abscisa), en la parte baja de la carta, según se muestra en la figura Nº 1. Las líneas que se extienden verticalmente, desde la parte baja hasta la parte alta de la carta, se llaman líneas de temperatura de bulbo seco constantes, o simplemente "líneas de bulbo seco". Son constantes porque cualquier punto a lo largo de una de estas líneas, corresponde a la misma temperatura de bulbo seco indicada en la escala de la parte baja. Por ejemplo, en la línea de 40º C, cualquier punto a lo largo de la misma, corresponde a la temperatura de bulbo seco de 40º C.

Figura Nº 2. Líneas de temperatura de bulbo seco º C. b) Temperatura de Bulbo Húmedo.- Es la segunda propiedad del aire de nuestra carta psicrométrica. Corresponde a la temperatura medida con un termómetro de bulbo húmedo. Como ya se explicó en la sección anterior, es la temperatura que resulta cuando se evapora el agua de la mecha, que cubre el bulbo de un termómetro ordinario.

Figura Nº 3. E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

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Líneas de temperatura de bulbo húmedo º C. c) Temperatura de Punto de Rocío.- Es otra propiedad de aire incluida en una carta psicrométrica. Esta es la temperatura a la cual se condensará la humedad sobre una superficie. La escala para las temperaturas de punto de rocío es idéntica que la escala para las temperaturas de bulbo húmedo; es decir, es la misma escala para ambas propiedades. Sin embargo, las líneas de la temperatura de punto de rocío, corren horizontalmente de izquierda a derecha, como se ilustra en la figura 13.14, no en forma diagonal como las de bulbo húmedo (ver figura Nº 4). Cualquier punto sobre una línea de punto de rocío constante, corresponde a la temperatura de punto de rocío sobre la escala, en la línea curva de la carta.

Figura Nº4 Líneas de temperatura de punto de rocío º C. a) Humedad Relativa.- En una carta psicrométrica completa, las líneas de humedad relativa constante, son las líneas curvas que se extienden hacia arriba y hacia la derecha. Se expresan siempre en porciento, y este valor se indica sobre cada línea. Como ya hicimos notar previamente, la temperatura de bulbo húmedo y la temperatura de punto de rocío, comparten la misma escala en la línea curva a la izquierda de la carta. Puesto que la única condición donde la temperatura de bulbo húmedo y el punto de rocío, son la misma, es en condiciones de saturación; esta línea curva exterior, representa una condición de saturación o del 100% de humedad relativa. Por lo tanto, la línea de 100% de hr, es la misma que la escala de temperaturas de bulbo húmedo y de punto de rocío. Las líneas de Hr constante, disminuyen en valor al alejarse de la línea de saturación hacia abajo y hacia la derecha, como se ilustra en la figura Nº 5.


23



Figura Nº 5 Líneas de humedad relativa %. b) Humedad Absoluta.- La humedad absoluta, es el peso real de vapor de agua en el aire. También se le conoce como humedad específica. La escala de la humedad absoluta, es la escala vertical (ordenada) que se encuentra al lado derecho de la carta psicrométrica, como se indica en la figura Nº 6. Los valores de esta propiedad se expresan, como ya sabemos, en gramos de humedad por kilogramo de aire seco (g/kg), en el sistema internacional, y en granos por libra (gr/lb), en el sistema ingles. Las líneas de humedad absoluta, corren horizontalmente de derecha a izquierda, y son paralelas a las líneas de punto de rocío y coinciden con éstas. Así pues, podemos ver que la cantidad de humedad en el aire, depende del punto de rocío del aire. A continuación, veremos algunos ejemplos sencillos del uso de la carta psicrométrica, con las cinco propiedades físicas descritas hasta este punto. Luego, veremos las demás propiedades que faltan por estudiar. Como se mencionó anteriormente, conociendo dos de estas propiedades del aire, se pueden determinar las demás con el uso de la carta psicrométrica.

Figura Nº 6 Líneas de humedad absoluta en gramos/kg. c) Calor húmedo: es la cantidad de calor, expresada en J o KJ requerido, para elevar la temperatura de un Kg de Aire Seco más el vapor de agua presente en un 1K o 1ºC. d) Volumen húmedo: es el volumen total de aire en metros cúbicos de 1 Kg de aire seco más el vapor que lo contiene a 1 atmosfera. E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

24



e) Entalpia total de una mezcla de aire y vapor de agua: Es la entalpia total de 1 Kg de aire más su vapor de agua.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Materiales y equipos empleados: Características generales: Equipo Tipo de operación Tipo de calentamiento Voltaje de operación Temperatura de operación Presión de operación

Secador de bandejas Operación discontinua por contacto directo Convección forzada 220 v Temperatura ambiente 760 mmHg ó 1 atm

Cámara de secado

Umero de unidades Material Numero de separaciones Dimensiones(longitud-altura-ancho) Numero de bandejas utilizadas(aluminio)

1 Acero inoxidable 3 54.1-34.9-25.6 cm 1

TUBERIA DE ENTRADA DE AIRE: Número de unidades Material de construcción

1 Acero inoxidable


25


Diámetro Longitud


3 pulg. 110.12 cm

GENERADOR DE AIRE: (ventilador y centrifuga) Número de unidades Tipo de conexión Voltaje de operación Potencia Tipo de aspas Velocidad de operación

1 Trifásica 380 vac 250 wats Axial 1970 rpm

CALEFACTOR: (Resistencia) Numero de unidades Tipo de conexión Resistencia Voltaje

4 Monofásica 12 ohmios c/u 220 vac


26



Caja de seguridad: Material de construcción: metal Dimensiones longitud –altura –ancho): 25.2 – 41.8 – 14.8 cm) Consta de :    

1 controlador digital de temperaturas XMTG – 2501 1 piloto que indica el encendido de la resistencia eléctrica 1 piloto que indica el encendido del ventilador 2 llaves térmicas: 1. 1 trifásica para el encendido del ventilador centrifuga modelo IEC898 2. 1 monofásica para el encendido de la resistencia modelo IEC898

INSTRUMENTACION ACOPLADA


27



TERMOCUPLA:  Caracteristicas:  1 termocupla tipo J(Fe-CuNi)  Escala de medida: 0 – 500 oC Esta ubicado en la cámara de secado, es controlado por el contralodar digital de temperatura y su función es medir la temperatura de entrada a la cámara.

Manómetro:  Característica:  1 manómetro de glicerina en forma de U esta ubicado al costado del ventilador, debajo de un tubo en el cual va a medir la variación de presión de entrada producida por una placa de orificio.


28



PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Se puede realizar tres (3) experimentos: Experimento A: Obtener curvas características operacionales de un material solido húmedo, a temperatura de secado constante y humedad (inicial y final) establecidas. Experimento B: Investigar la influencia del tamaño de partícula de un material solido húmedo al ser secado. Experimento C: Investigar la influencia del flujo de aire en la velocidad de secado de un material húmedo. Para cualquiera de los casos citados, se sigue el procedimiento siguiente. a) Encender el ventilador (soplador de aire). A continuación determinar en el manómetro la caída de presión máxima del sistema, cerrando el damper de tubería principal y abriendo el dámper en tubo secundario. Con esta información, establecer el flujo de aire necesario, que debe permanecer constante, regulando la posición de los dámper primario y secundario. b) Encender el sistema calefactor del aire, utilizando el controlador fijar una temperatura establecida. Determinar las temperaturas de entrada y de salida de a cámara de secado, hasta llegar a condiciones de estado estacionario (aprox. de 20 a 30 min.), alcanzada la temperatura de equilibrio recién se procederá a cargar el material a secar. c) Preparar el material a secar, pesar un cantidad significativa del material, limpio y tamizado. La capacidad máxima de la balanza digital es de 1.00 Kg..Si el material esta completamente seco, debe humedecerse con agua en una proporción 15 – 20 % del peso (p. ej. 0.400 Kg. de material seco + 100 ml. de agua) y mezclar hasta la homogenización, posteriormente se esparce uniformemente en la bandeja experimental. Finalmente debe introducir la bandeja para el material húmedo al secador, previamente calentado. d) Registrar datos experimentales, con intervalos definidos cada 3 a 5 min. procederá a pesar la muestra, anotar valores de tiempo transcurrido y masa humedad (el equilibrio se alcanzara en 4 horas aprox. si se utiliza arena fina). Simultáneamente registrar temperatura de bulbo seco y bulbo húmedo del aire a la entrada y salida del secador. También variación del manómetro, para calcular la velocidad del aire ingresado. La temperatura dentro de la cámara de secado deberá mantenerse constante (es función del controlador). e) Se recomienda trabajar con bastante cuidado para obtener precisión de los datos experimentales a recopilarse durante la prueba. Por tanto, debe tenerse E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

29



preparado toda la instrumentación (cronometro, termómetros, hoja de datos, etc.). UNA VEZ INICIADO EL EXPERIMENTO NO HAY RETORNO. f) Terminado el trabajo experimental, APAGAR PRIMERO EL SISTEMA DE CALEFACCIÓN ELÉCTRICA, después de 3 minutos apagar el ventilador

TIPO DE MATERIAL A SECAR UTILIZADO, TEXTURA Y GRANULOMETRÍA. Material a secar: arena Granulometría: Dentro de la clasificación granulométrica de las partículas del suelo, las arenas ocupan el siguiente lugar en el escalafón: Granulometría Partícula

Tamaño

Arena

0,0625-2 mm

Tipo de fluido manométrico, temperatura y altura alcanzada

.

Fluido manométrico: 

glicerina

Cálculos: Peso de la bandeja utilizada, madera y gancho: Muestra sola (gr) Bandeja usada (gr) Madera Peso total de la muestra

55.6 93.3 19.2 76.1

Para la tubería: Características de la tubería y el orificio Diámetro del tubo(m) 0,073 E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

30



Diámetro del orificio (m) Coeficiente de descarga

0,0018 0,62

Para la muestra utilizada en el secador podemos recolectar los siguientes valores resumidos obtener: Datos recolectados en la práctica:

Dámper Dámper cerrado Abertura Utilizada

Lectura del manómetro (cm) 22 20

 Calculo de la caída de presión (entrada): Donde h1 representa el valor de la altura cuando el dámper está cerrado. De las tablas de la sección sacamos las propiedades del aire y de la glicerina, los cual reemplazando en la ecuación.

 Calculo de la caída de presión (pierde):

Donde h1 representa el valor de la altura cuando el dámper está abierto.

La presión a la que se usa seria la resta de las ecuaciones a y b resultando:

 La relación de diámetros expresados por la letra siguiente manera:


es de la

31



Donde: : Diámetro del orificio (m) : Diámetro de la tubería (m) Reemplazando valores:

 La velocidad máxima tanto para el dámper abierto, el dámper cerrado y la velocidad máxima del aire que se utiliza esta dado por:

Reemplazando los valores obtenidos mediante la ecuación se obtiene: Primer caso:

Segundo caso:

Para la velocidad máxima del dámper de trabajo estaría dada por:

Calculando el valor del número de Reynolds en función de la velocidad máxima; que es la que se obtiene cuando el dámper está completamente cerrado, en este caso nuestro numero de Reynolds seria el máximo por lo tanto estaría dado por la ecuación:

Reemplazando con la velocidad máxima del dámper cerrado se tiene: E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

32



El cálculo de la velocidad promedio se hará mediante el uso de la relación siguiente que nos indica que para flujos turbulentos:

La cual despejando para la velocidad promedio podemos obtener:

Remplazando para caso: Para el caso A:

Para el caso B:

Para la velocidad promedio del dámper de trabajo estaría dada por:

 El flujo másico del aire utilizado es:

Reemplazando los valores conocidos para el caso A y para el caso B:


33



Para el flujo másico de aire utilizado hacemos un balance de materia:

Conociendo estas variables encontramos que:

Por lo tanto:

Tabla 01 de datos recolectados en la practica


34


masa total tie con mp tiempo acsesorios(ba o ndeja+mader a) (mi Nº (horas) (gr) n)


masa de la muestra sin acsesorios (Mh)

temperatura del secado (ºC)

temperatura del aire (ºC)

(gr)

tbs,(entrada)

tbh,(entrada)

tbs,(salida) tbh,(salida) camara controlador

manóm etro

(cm)

0

0

0

188.6

76.1

23

22.4

49

27

26

20

20

1

3

0.05

184.5

72

23

22.4

49

27

30

44

20

2

6

0.1

180.4

67.9

23.3

21.7

52.4

28.1

43.8

50

20

3

9

0.15

178.6

66.1

22.5

21.2

54.5

26.4

48.8

51

20

4

12

0.2

176.5

64

22.8

21.5

52.5

27.6

48.9

50

20

5

15

0.25

175.2

62.7

22.4

21.2

54.1

25.3

48.7

51

20

6

18

0.3

173.7

61.2

22.7

21.5

51.1

24.3

49.6

50-52

20

7

21

0.35

172.8

60.3

22.8

21.5

50

22.1

48.7

50

20

8

24

0.4

172.4

59.9

22.9

21.4

49.4

20.7

48.2

51

20

9

27

0.45

172.1

59.6

22.6

21.1

48.5

21.5

47.7

50

20

10 30

0.5

171.9

59.4

23

21.5

48.1

25.1

47

50

20

11 33

0.55

171.8

59.3

23.2

21.6

48.1

26.1

46.8

50-51

20

12 36

0.6

171.7

59.2

22.9

21.4

48

23.1

46.9

50

20

13 39

0.65

171.6

59.1

23.5

21

48.8

26.1

47.3

50

20

14 42

0.7

171.5

59

23.4

21.8

47.3

21,3

46.5

49

20

15 45

0.75

171.4

58.9

22.8

21.4

47.9

23.7

46

50

20

16 48

0.8

171.4

58.9

23

0.85

171.4

58.9

22.8

47.5 47.7

24.1 23.6

46.6 45.3

50 50-51

20

17 51

21.3 21.3

22.8

21.3

47

23.7

45.7

50

20

18 54

0.9

171.3

58.8


35

20



19 57

0.95

171.3

58.8

22.8

21.3

47.6

24.1

46.6

50

20

20 60

1

171.3

58.8

22.8

21.3

47.2

24.7

45.7

50-51

20

21 63

1.05

171.3

58.8

22.8

21.3

47.2

24.7

45.7

50

20

22 66

1.1

171.3

58.8

22.8

21.3

46.4

24.7

45.7

50

20

23 69

1.15

171.3

58.8

22.8

21.3

47.2

24.7

45.8

50

20

24 72

1.2

171.3

58.8

22.8

21.3

47.2

24.7

45.7

50

20

25 75

1.25

171.3

58.8

22.8

21.3

47.1

24.7

45.7

50

20

Tabla 02 cálculos de humedades

masa total con tiempo tiempo acsesorios(bandej a+madera)

masa de la muestra sin acsesorios (Mh)

solido humedo; (s.seco + H2O)

Humedad total de H2O

Humedad (X) , (Kg de H2O/Kg de S. seco)

Humedad en Humedad en base seca ; base humeda (Kg de (Kg de H2O/Kg H2O/Kg de S. de S. humedo) seco)

humedad libre

Nº

(min)

(horas)

(gr)

(gr)

(Kg)

(Kg)

0

0

0

188.6

76.1

0.0761

0.0205

0.368705036

0.269382392

0.368705036

0.0173

1

3

0.05

184.5

72

0.072

0.0164

0.294964029

0.227777778

0.294964029

0.0132

2

6

0.1

180.4

67.9

0.0679

0.0123

0.221223022

0.181148748

0.221223022

0.0091

3

9

0.15

178.6

66.1

0.0661

0.0105

0.188848921

0.158850227

0.188848921

0.0073

4

12

0.2

176.5

64

0.064

0.0084

0.151079137

0.13125

0.151079137

0.0052

5

15

0.25

175.2

62.7

0.0627

0.0071

0.127697842

0.11323764

0.127697842

0.0039

6

18

0.3

173.7

61.2

0.0612

0.0056

0.100719424

0.091503268

0.100719424

0.0024


(Kg)

36



7

21

0.35

172.8

60.3

0.0603

0.0047

0.084532374

0.077943615

0.084532374

0.0015

8

24

0.4

172.4

59.9

0.0599

0.0043

0.077338129

0.071786311

0.077338129

0.0011

9

27

0.45

172.1

59.6

0.0596

0.004

0.071942446

0.067114094

0.071942446

0.0008

10

30

0.5

171.9

59.4

0.0594

0.0038

0.068345324

0.063973064

0.068345324

0.0006

11

33

0.55

171.8

59.3

0.0593

0.0037

0.066546763

0.062394604

0.066546763

0.0005

12

36

0.6

171.7

59.2

0.0592

0.0036

0.064748201

0.060810811

0.064748201

0.0004

13

39

0.65

171.6

59.1

0.0591

0.0035

0.06294964

0.059221658

0.06294964

0.0003

14

42

0.7

171.5

59

0.059

0.0034

0.061151079

0.057627119

0.061151079

0.0002

15

45

0.75

171.4

58.9

0.0589

0.0033

0.059352518

0.056027165

0.059352518

0.0001

16

48

0.8

171.4

58.9

0.0589

0.0033

0.059352518

0.056027165

0.059352518

0.0001

17

51

0.85

171.4

58.9

0.0589

0.0033

0.059352518

0.056027165

0.059352518

0.0001

18

54

0.9

171.3

58.8

0.0588

0.0032

0.057553957

0.054421769

0.057553957

1.51788E-17

19

57

0.95

171.3

58.8

0.0588

0.0032

0.057553957

0.054421769

0.057553957

1.51788E-17

20

60

1

171.3

58.8

0.0588

0.0032

0.057553957

0.054421769

0.057553957

1.51788E-17

21

63

1.05

171.3

58.8

0.0588

0.0032

0.057553957

0.054421769

0.057553957

1.51788E-17

22

66

1.1

171.3

58.8

0.0588

0.0032

0.057553957

0.054421769

0.057553957

1.51788E-17

23

69

1.15

171.3

58.8

0.0588

0.0032

0.057553957

0.054421769

0.057553957

1.51788E-17

24

72

1.2

171.3

58.8

0.0588

0.0032

0.057553957

0.054421769

0.057553957

1.51788E-17

25

75

1.25

171.3

58.8

0.0588

0.0032

0.057553957

0.054421769

0.057553957

1.51788E-17

Grafico 01

de contenido de humedad


37



Contenido de Humedad 0.4

0.368705036

Humedad (X) Kg de H2O / Kg de S. seco

0.35

0.3

0.294964029

0.25

0.221223022 0.2

0.188848921

A medida que transcurre el tiempo, el contenido de humedad (X) disminuye generalmente como se representa en la Figura . Después de un período de tiempo durante el que se calienta la alimentación hasta la temperatura de vaporización, la representación gráfica se hace lineal, posteriormente se curva hacia el eje de abscisas y finalmente se hace horizontal.

0.151079137

0.15 0.1 0.05

0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

tiempo (horas)

Tabla 03 de velocidad de secado


38

1

1.2

1.4


tiempo


Humedad (X) , (Kg de H2O/Kg de S. valor medio (X) seco)

∆X

∆t

N; (Kg/m2 *h )

1/N

(horas) 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05

0.368705036 0.294964029 0.221223022 0.188848921 0.151079137 0.127697842 0.100719424 0.084532374 0.077338129 0.071942446 0.068345324 0.066546763 0.064748201 0.06294964 0.061151079 0.059352518 0.059352518 0.059352518 0.057553957 0.057553957 0.057553957 0.057553957

0.331834532 0.258093525 0.205035971 0.169964029 0.139388489 0.114208633 0.092625899 0.080935252 0.074640288 0.070143885 0.067446043 0.065647482 0.063848921 0.06205036 0.060251799 0.059352518 0.059352518 0.058453237 0.057553957 0.057553957 0.057553957

0.073741007 0.073741007 0.032374101 0.037769784 0.023381295 0.026978417 0.01618705 0.007194245 0.005395683 0.003597122 0.001798561 0.001798561 0.001798561 0.001798561 0.001798561 0 0 0.001798561 0 0 0


0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 39

33.91232423 33.91232423 14.88833747 17.36972705 10.75268817 12.40694789 7.444168734 3.308519438 2.481389578 1.654259719 0.827129859 0.827129859 0.827129859 0.827129859 0.827129859 0 0 0.827129859 0 0 0

0.029487805 0.029487805 0.067166667 0.057571429 0.093 0.0806 0.134333333 0.30225 0.403 0.6045 1.209 1.209 1.209 1.209 1.209 #¡DIV/0! #¡DIV/0! 1.209 #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0!


1.1 1.15 1.2 1.25


0.057553957 0.057553957 0.057553957 0.057553957

0.057553957 0.057553957 0.057553957 0.057553957

0 0 0 0

0.05 0.05 0.05 0.05

0 0 0 0

#¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0!

Grafico 02 velocidad de secado

curva de velocidad de secado en función del contenido de humedad 40 35

33.91232423 0.331834532, 33.91232423

velocidad de secado (Kg de H2O/h*m2)

30 25 20 0.169964029, 17.36972705 0.205035971, 14.88833747 0.114208633, 12.40694789

15 10

0.092625899, 7.444168734

5

velocidad decreciente 0.080935252, 3.308519438

0

0.059352518, 0

0

0.05

0.1

0.15

0.2

X medio (Kg de H2O/Kg de S. seco


40

0.25

0.3

0.35



Gráfico nº 03 – (1/N) vs x

CURVAS DE LA INVERSA DE LA VELOCIDAD EN FUNCION DE LA HUMEDAD MEDIA

1.4 0.060251799, 1.209

1.2

1/N

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

X medio (Kg de H2O/Kg de S. seco


41

0.3

0.35



CUESTIONARIO ¿La velocidad y dirección de flujo de aire tiene una influencia directa sobre los periodos de secado? Sí, porque aumentando la velocidad de aire ocurre un descenso en el tiempo de secado, porque al aumentar el flujo de aire circulante aumenta con ella la rapidez de transferencia de calor y de masa, teniendo como consecuencia una disminución en el tiempo de secado; sin embargo a una velocidad muy elevada se presenta un problema que es el de la fuerza de tiro, siendo que si esta velocidad de aire es demasiado fuerte para circular en la cabina de secado puede aspirar la materia a secar. Como vemos en la gráfica en la cual observamos los cambios de velocidad de secado con los cambios de velocidad del flujo de aire. ¿Qué efecto tendría el tamaño de partícula, y/o la textura del material utilizado, en el contenido de la humedad de equilibrio?

Según el grafico anterior podemos apreciar los efectos de la textura del material utilizado. ¿Cuál es el significado físico, e importancia, de humedad en el equilibrio? ¿Qué valor experimental alcanzo, en caso contrario, explicar por qué no llego a este valor?

El material ya no se puede secar más a las condiciones específicas dadas, a la temperatura y presión. Es importante conocer la humedad en equilibrio pues a partir de este valor estable ya no es dable seguir secando la muestra, por lo tanto se podría ahorrar energía y tiempo. ¿Cuál es el significado de número e Lewis? ¿Cómo se aplica para el trabajo experimental desarrollado?

Es un número a dimensional definido como el cociente entre la difusividad térmica y la difusividad másica usa para caracterizar flujos en donde hay procesos simultáneos de transferencia de calor y masa por convección, se define como: Donde la difusividad térmica caracteriza la rapidez con el cual varia la temperatura del material, ante una solicitud térmica Y; donde la difusividad másica es una propiedad que depende de la temperatura, presión y de la naturaleza de los componentes.

¿Qué entiende por saturación adiabática? ¿Cómo se calcula sus valores? La saturación adiabática es un proceso adiabático en el cual está dado por una fase líquida y una fase de vapor en equilibrio (sistema binario), en este experimento aire-vapor de agua. Si una E.A.P. INGENIERIA QUIMICA …………………………..Jhonny HaNcCo………

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mezcla gaseosa a T y H se pone en contacto durante un proceso bastante largo en un saturador adiabático, saldrá saturada a Hs y Ts los valores de Hs y Ts se determinan mediante la siguiente ecuación:


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BIBLIOGAFIA  

joaquin ocon y gabriel tojo – problemas de ingeniería química en operacioens unitarias – tomo i – españa – 1971



geankoplis c. procesos de transporte y operaciones unitarias. 2ª edición, editora continental, méxico d.f., méxico (1995)



treybal r.e. operaciones de transferencia de masa. 2ª. edición. mcgraw-hill, méxico d.f., méxico (1980).


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OPERACIÓN DE SECADO EN UN SECADOR DE BANDEJAS

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