INSTITUTO
POLITECNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas Laboratorio de procesos de separación por membrana y los que involucran una fase solida “PRACTICA: SECADOR DE TAMBOR” Alumno: Rocha Ramírez Gustavo Eduardo
Profesor:
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Grupo: 3IV91
Fecha: 12- Octubre-2015
OBJETIVOS
Que el alumno identifique las partes de que consta el secador de tambor. Determinar la velocidad de secado de un material húmedo. Calcular la masa de vapor empleada durante el secado.
INTRODUCCION Son equipos en los cuales el material que se va a secar forma una película delgada sobre el exterior de un tambor que gira. Estos equipos se emplean para secar materiales pastosos, el material húmedo se adhiere al tambor, que se encuentra caliente debido a que por su interior circula vapor. A medida que el tambor gira, el producto se va secando, de tal forma que antes de completarse una revolución (el giro del rodillo), el material ya está seco. Se cuenta con una cuchilla colocada longitudinal y horizontalmente, retira, despegando, el material que cae a un transportador. Para los equipos de un solo tambor se acostumbra tener alimentación en una batea (charola) que está en la parte inferior del tambor. El secador de tambor consiste básicamente en uno o dos tambores huecos calentados internamente, sobre los cuales se aplica la solución o suspensión por diversos métodos de alimentación. El vapor es el medio calefactor de uso normal para el secado a presión atmosférica, aunque pocas veces, se usan gases calientes. Para el secado en tambor bajo vacío, el tambor puede ser calentado por medio de agua caliente o con vapor a presión sub-atmosférica. Generalmente, los tambores están construidos de fundición de hierro de grano fino (fundición acerada), bronce de cañones, y a veces de acero inoxidable. 2 | Página
Debido a razones de seguridad, respecto a las tensiones que se pueden generar, el tamaño máximo del secador está limitado a una superficie de secado de aproximadamente 12 m2, y por ello puede ser conveniente el uso de varias máquinas para obtener una producción elevada. Ventajas del secador de tambor: Se utiliza para secar materiales con un costo operativo relativamente bajo, con un costo de supervisión pequeño y con una mínima manipulación del material. Es particularmente conveniente para productos termosensibles que permitan un secado a alta temperatura durante un corto tiempo. Puede obtenerse un amplio margen de condiciones de secado, variando la presión del vapor y la velocidad de rotación del tambor. El producto seco se obtiene, a menudo, en forma de polvo. Desventajas del secador de tambor: Los secadores de tambor no son convenientes para el secado de materiales que no presenten adherencia al metal en estado seco. Un inconveniente también es el hecho de materiales que provocan la formación de una película vidriada sobre el tambor, lo cual implica la eliminación incompleta de la película sólida y un excesivo desgaste de la cuchilla. Factores para determinar el rendimiento del secador tambor:
La velocidad de producción de sólidos secos La velocidad de evaporación El contenido de humedad residual El rendimiento térmico.
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DIAGRAMA DE FLUJO
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TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES Variable Presión de vapor al tambor Temperatura de la alimentación Temperatura de la suspensión en la charola Tiempo de operación (ɵ) Cantidad de solido recuperado (Ls) Cantidad de sólido para la suspensión
Valor (Unidades) 1 Bar 23 °C 92 °C
30 minutos 1.6 Kg 1.8 Kg
CALCULOS Preparación de la lechada: kg Dicalite =Volumenliquido∗Concentracion kg Dicalite =18l∗0.1
kg l
kg Dicalite =1.8 Kg
Contenido de Humedad inicial: X 1=
18 kg líquido kg líquido =10 1.8 kg sólido kg sólido
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Contenido de Humedad final: X 2=0 ya no se tiene humedad Determinación de la velocidad de secado: Nc=
−Ls ∗(X 2− X 1) Aθ
θ=30
Nc=
min∗1hr =0.5 hr 60 min −1.6 kg sólido 2
( 0.1884 m ) (0.5 hr)
Nc=169.85
∗( 0−10 )
kg líquido kg sólido
kg líquido evaporado 2 hr m
Masa de líquido evaporado: M e =Nc∗A
(
M e = 169.85
M e =31.99
kg líquido evaporado ( 0.1884 m2 ) 2 hr m
)
kg líquido evaporado hr
Masa de producto seco: Ls M s= θ
M s=
1.6 kg sólido 0.5hr
M s=3.2
kg sólido hr 6 | Página
Masa de suspensión alimentada: M susp =M s+ M e
M susp=3 .2
kg sólido kg líquido + 31.99 hr hr
M susp =35.19
kg suspensión hr
Calor proporcionado por la suspensión: Qs=W susp∗Cp∗Δ T
(
Qs= 35 .2
kg kcal 0.924 (92−23 ° C ) hr kg °C
)(
Qs=2244.21
)
kcal hr
Calor proporcionado por el vapor: Qv=W l∗λv v @92 °C= 543.9 kcal/kg
(
Qv= 32
kg kcal 543.9 h kg
)(
Qv=17404.8
)
kcal hr
Calor total: QT =Qs+ Qv
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QT =( 2244.21+17404.8 )
QT =19649.01
kcal hr
kcal hr
CONCLUSIONES Con la experimentación realizada en el laboratorio se conocieron las partes principales del secador de tambor así como su funcionamiento y la operación, en donde se realizo el secado de una suspensión (agua-dicalite). Una vez terminada la experimentación se recabaron los datos, del producto seco y estos sirvieron para la elaboración de los cálculos, donde se determino la velocidad de secado la cual fue algo grande debido al tiempo que se estuvo operando y a la cantidad alimentada de dicalite, posteriormente se determino la masa de vapor empleada la cual fue algo ….. debido a que
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