Secador de Tambor

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA

LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS

SECADOR DE TAMBOR

CASTILLERO LUCIO DANIEL CUELLAR BOLAÑOS SERGIO MARTINEZ AGUILAR JESUS ANTONIO MEDINA BAHENA LEONEL MEJIA JONATHAN RUIZ MATAMOROS KATIA

9IV2

PROFESOR: ROBERTO OCHOA HERNANDEZ

Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas Secado de tambor

•

OBJETIVOS

Aprender y conocer el funcionamiento del secador de tambor. Identificar las variables y factores que afectan el secado del dicalite.

Conocer las sustancias y materiales que se pueden secar con el secador de tambor. Analizar la aplicación de la velocidad de secado. Conocer las sustancias y materiales que se pueden secar con el secador de tambor. •

INTRODUCCIÓN

Secado de tambor Las Secadoras de Tambor o de Rodillos fueron desarrolladas al inicio del siglo XX. Eran utilizadas para secar prácticamente todos los materiales líquidos para alimentos, antes de que empezara a existir el secado por rocío (Spray Drying). Hoy en día, las secadoras de tambor o de rodillos son utilizadas sobre todo en la industria alimenticia para secar una variedad de productos como lácteos, alimentos para bebé, cereales para el desayuno, pulpas de frutas y vegetales, puré de papa, almidones cocidos y levaduras usadas. Un par de ejemplos muy conocidos del tipo de producto producido en éste tipo de maquinaria es el cereal para bebé en forma de hojuela o el puré de papa en forma de hojuela. El secado mediante tambores o rodillos es uno de los métodos de secado más eficientes en términos de consumo de energía y, es muy efectivo para secar líquidos con una alta viscosidad o alimentos en forma de puré. 2


En una operación de secado, el material en forma de líquido, solución acuosa o puré es aplicado como una capa ligera sobre la superficie exterior de un par de tambores que se encuentran girando y que están siendo calentados por dentro mediante vapor. Después de aproximadamente tres cuartos de revolución, a partir del punto desde donde se suministra la solución acuosa, el producto se encuentra ya seco y es removido mediante una cuchilla estática. El producto seco es recolectado y transferido, normalmente de manera neumática, a un molino para reducir el tamaño de su partícula y poder ser empacado. Para poder asegurar un producto que sea consistente y que cumpla con las necesidades del cliente, se requiere desarrollar un balance muy delicado entre la tasa de alimentación de la solución, la velocidad de rotación de los rodillos, el nivel de presión de vapor que alimenta a los rodillos y lo que suele definirse como el NIP o la separación entre los rodillos, que es por donde pasa el producto.

Teoría de secador de tambor El proceso de secado de tambor consiste básicamente en el secado de una delgada película de solución o suspensión adherida sobre un tambor caliente y la posterior remoción de la película de solido seco mediante una cuchilla. Este proceso también es conocido con el nombre de secador de rodillos, mientras que el término secado en cilindros suele usarse para indicar el secado de hojas continuas de materiales como son papel, películas, etc. El secador de tambor consiste básicamente en uno o dos tambores huecos calentados internamente, sobre los cuales se aplica la solución (o suspensión) por distintos métodos de alimentación. El vapor es el medio calefactor de uso normal para el secado a presión atmosférica, aunque algunas pocas veces se usan gases calientes. Para el secado de tambor bajo vacío, el tambor puede ser calentado por medio de agua caliente o con vapor a presión subatmosferica. Por lo común los tambores estas construidos de fundición de hierro de grano fino (fundición acerada), bronce de cañones y a veces de acero inoxidable. 3


La fundición acerca puede tener la superficie endurecida por cromado para dar una mayor resistencia a la corrosión y al desgaste. Los elementes auxiliar como son las tapas laterales, los transportadores, las cuchillas, esta puede estar hecha de fundición de hierro, acero dulce o acero inoxidable. La limpieza del secador de tambor es sencilla. El costo de mantenimiento del secador de tambores gemelos es bajo, pero para el secador de doble tambor y el secador al vacío puede ser mucho mayor. Por razones de seguridad, respecto a las tensiones generadas, el tamaño máximo del secador está limitado aproximadamente a 12 m2 de superficie de secado y por ellos puede convenir el uso de varias máquinas para obtener una producción elevada. En estas circunstancias, el considerable costo de la instalación y el aumento de las necesidades de mano de obra que implican, tienden a reducir las ventajas del proceso de secado en tambor que es relativamente económico. El equipo auxiliar que se suministra normalmente incluye una campana con tiro para eliminar el vapor de agua y polvo, transportadores y vertederos para el polvo seco, tanque de alimentación, bandeja de alimentación y tanque de recirculación o dispositivos especiales como son los rociadores para el caso de secado de barros. En el secado al vacío son necesarios un condensador y una bomba de vacío o un eyector.

4


Aplicaciones limitaciones El secador de tambor puede utilizarse para secar materiales son un costo operativo relativamente bajo, con un costo de supervisión pequeño y con una mínima manipulación del material. Es particularmente conveniente con una mínima manipulación del material, es particularmente conveniente para productos termo sensibles que permitan un secado a alta temperatura durante un corto tiempo. Se puede obtener un amplio margen de condiciones de secado variando la presión del vapor calefactor y la velocidad de rotación del tambor. El producto seco es a menudo pulverulento y no necesitara ser molido. Cuando es necesaria una forma física particular de producto, es posible a veces controlar el secado para obtener escamas o migajas. Sin embargo, no son convenientes los secadores de tambor para el secado de materiales que no presentan adherencia al metal en estado seco. Tampoco son convenientes para el secado de materiales que crepiten al ser calentados a menos que se tomen precauciones especiales para recuperar las pérdidas de polvo desde la superficie del tambor, aunque ha sido descrito un método de secado de polvo en tambor contenido entres dos capas de tela. Las soluciones de silicatos solubles siempre causan problemas con la cuchilla como también algunas suspensiones de silicatos insolubles. La formación de una película vidriada sobre el tambor implica la eliminación incompleta de la película sólida y un excesivo desgaste de la cuchilla. Por ello cuando se produce “vidriado”, la conclusión generó es que el materia no es apto para ser secado en tambor. Los materiales termoplásticos a menudo secan de manera poco satisfactoria y no pueden ser retirados limpiamente. Se obtiene alguna mejora dirigiendo un chorro de aire frio al punto de corte de la cuchilla y también cuando es permisible, por el agregado de 10% de sulfato de sodio o de cloruro de sodio. Las pérdidas de material son bajas en los equipos bien diseñados y comparables a las que se tienen en los procesos de secado en sistemas cerrados. Por ellos pueden usarse un secador de tambor para manipular varios productos en pequeñas cantidades de cada uno; ero sus aplicaciones ideales, es para el secado continuo de un solo producto, o en grupo de compuestos químicos muy relacionados.

5


Descripción del sistema de secado Una secadora de tambor consiste de uno o dos tambores o cilindros huecos, fabricados en hierro colado de alta calidad, acero fabricado o acero inoxidable, que se encuentran montados de manera horizontal, junto con una estructura de soporte, un sistema de alimentación de producto, una cuchilla y sus componentes auxiliares. Una secadora de tambor o de rodillos típica puede tener, ya sea un o dos tambores o rodillos, con rodillos de aplicación más pequeños. El diámetro típico de las secadoras utilizadas en el procesamiento de alimentos varía desde 24” (60 cms.) hasta 60” (152 cms.) de diámetro y con longitudes que van desde 24” (60 cms.) hasta 144” (365 cms.).

Ecuaciones 6


Las principales ecuaciones concernientes a los secadores rotatorios son: 1. Cantidad de Agua Evaporada

2. Cantidad de Aire Necesario para el Secado

3. Masa Velocidad del Aire

4. Tiempo de Residencia

5. Eficiencia Térmica

6. Eficiencia del Secado

7. Costo de Secado por Kilogramo de Producto 7


DICALITE Perlita en su estado natural es una roca densa, vidrioso formado por la acción volcánica. Cuando se tritura y se trata en condiciones adecuadas, que aparece como palomitas de maíz, ampliándose a 20 o más veces su volumen original. A fresado especial y proceso de clasificación da filtro perlita Dicalite ® ayuda a la estructura y el tamaño de las partículas correcta distribución rango necesario para obtener un rendimiento óptimo. La perlita es un mineral amorfo que consiste en condensados de sodio y potasio silicato de aluminio. Dicalite ® auxiliares de filtración perlita se procesan a temperaturas superiores a 800 ° C (1500 ° F), que elimina la materia orgánica. Ellos tienen muy baja solubilidad está en ácidos minerales y orgánicos a ambas temperaturas bajas y altas.

Hay en álcalis fuertes Solubilidad variará de acuerdo a la temperatura y tiempo de contacto. Dicalite ® auxiliares de filtración perlita no imparte sabor u olor a los líquidos que se filtran. Una ventaja importante de coadyuvantes de filtración Dicalite ® perlita es que la mayoría pesan menos por unidad de volumen de tierra de diatomeas auxiliares de filtración estándar. Libra por libra, esto da hasta un 20% mayor capacidad de filtración que resulta en ahorros comparables en el uso de ayuda de filtro, especialmente en filtros de pre-capa rotativos de vacío. Típica Composición Química Perlita 8


Principales elementos

Rango típico en %

SiO2

72

Al2O2

14

Fe2O3

0.7

Na2O

4

K2O

8.8

CaO

0.3

MgO

0.1

TiO

0.1

DIATOMITA El mineral es un suave, friable mineral silíceo. Se compone de los esqueletos de plantas microscópicas depositadas en el fondo de los océanos y lagos durante y después de la era del Mioceno, de hace 100.000 a 15'000'000 años. Bajo el microscopio, las partículas de tierra de diatomeas se presentan en una variedad de formas: figuras simétricas parecido discos, barras, cilindros y copos de nieve. Es este factor de forma combinada con la rigidez de las partículas que hacen de diatomita un excelente material tal prima para la producción de coadyuvantes de filtración superiores. La tierra de diatomeas es una forma amorfa de la sílice que contiene una pequeña cantidad de material microcristalina. Coadyuvantes de filtración se procesan por encima de 800 ° C (1500 ° F). Ambas ayudas filtro de diatomita calcinada y el flujo calcinada son libres de materia orgánica y son no adsorbente. Dicalite ® diatomita filtro ofrece un rendimiento excepcional de la mejor de las calidades más gruesas. Estos materiales cumplen con todos los requisitos de las buenas ayudas de filtro. Esto les permite conocer la claridad exigente y demanda de caudal de filtración industrial. Aún más importante, el usuario puede confiar en la consistencia y uniformidad de la carga tras carga. FILTRACIÓN Consideraciones

generales

La filtración es la separación de sólidos de líquidos al obligar a que el líquido fluya a través de un medio poroso y el depósito de los sólidos en el medio. Un 9


coadyuvante de la filtración es un material finamente dividido que, cuando se añade al licor para ser filtrada, ayuda a controlar el flujo y la remoción de sólidos. El tabique, generalmente pantalla o tela, sirve principalmente como un soporte para la torta. La ayuda de filtro forma una capa porosa sobre el tabique y por lo tanto la ayuda del filtro es el medio de filtración que atrapa los sólidos se eliminan y evita que el cegamiento del tabique. Filtración de la ayuda del filtro es mecánico, no de naturaleza química. Partículas de forma irregular entrelazado y superposición de una manera que deja 85 a 95% de huecos o espacios abiertos. Estos huecos se forman miles de millones de intersticios microscópicamente finas entre las partículas que facilitan la filtración. El tamaño de estas aberturas es tan minuto que los sólidos no deseados son tensas del líquido. El gran número de aberturas compensa su pequeño tamaño resulta en velocidades de flujo rápido y brillante claridad. Buenas auxiliares de filtración son de peso ligero, químicamente inerte y forman grandes tortas de filtro de porosidad para mantener el libre flujo del líquido. La estructura de las partículas debe ser tal que no van a empaquetar demasiado de cerca. Esto no sólo permite alta de flujo de líquido inicial, pero también proporciona espacios de los poros para atrapar y contener los sólidos filtrables y dejar un alto porcentaje de los canales restantes abierta para el flujo. Distribución del tamaño de partícula debe adaptarse para permitir prerrecubrimiento en el alambre grueso y sin embargo dar el caudal deseado y la claridad. Dicalite perlita, diatomita y celulosa filtro ayudas cumplen con estos criterios. Están disponibles en una variedad de grados para satisfacer el requisito de la eliminación de sólidos de cualquier aplicación. FILTRACIÓN Notas

DE generales

PRESIÓN de

funcionamiento

El tabique de filtro sirve principalmente como el apoyo para la torta de filtro de ayuda. Sin embargo, el efecto del tabique en el rendimiento es suficiente para justificar una cuidadosa selección. El tamaño de la abertura debe ser lo suficientemente fina como para retener las partículas de ayuda de filtro y permitir una torta firme para ser formado rápidamente, mientras que al mismo tiempo dando una mínima resistencia al flujo. El material debe ser capaz de resistir productos químicos, condiciones de presión y temperatura existentes durante la filtración. Los dos tabiques más utilizados son de metal y tela. La pantalla de metal más común es de 24 x 110 armadura del holandés. La adición de Dicacel mejorará la precoatability de grados más finos. PRECOAT En la mayoría de los casos, el primer paso es la formación de la capa preliminar. Es una capa fina, 1,5 a 3,0 mm (1/16 - 1/8 de pulgada), que protege el tabique y 10


garantiza la claridad por la detención de los sólidos en la superficie. El grado de ayuda de filtro utilizado para la pre-recubrimiento debe ser seleccionado cuidadosamente para permitir el flujo más rápido posible sin embargo atrapar los sólidos. Se prepara una lechada de líquido filtrado, o a veces el agua, y el coadyuvante de filtración. La concentración debe ser baja como sea posible, 0,5% es típico. La agitación en el tanque de pre-recubrimiento debe ser suficiente para mantener el coadyuvante de filtración en suspensión. La agitación excesiva de tiempo prolongado puede romper las partículas. Ayudas de filtro se debe añadir de 500 a 1200 g / m² (10 - 25 libras/100 pie ²) de área de filtro. La capa preliminar se forma mediante la recirculación de la suspensión de ayuda de filtro a través del filtro. El partículas más gruesas depositarse primero en la pantalla seguido por otras más pequeñas. PRECOATING tasa de 40 litros / m² / min. (1 GPM / ft ²) es normal. Tasas mucho más bajas se utilizan con líquidos de mayor viscosidad. No debe ser al menos 0,07 kg / cm ² (1 psi) de presión diferencial durante el proceso de recubrimiento previo. PRECOATING licor debe desaparecer dentro de 10 a 15 minutos.

BODYFEED La adición de coadyuvante de filtración para el líquido a filtrar se conoce como bodyfeed. El tipo y grado, así como la cantidad que se añade es de vital importancia para obtener el máximo caudal de filtración consistente con la aclaración necesaria. Filtrar la ayuda de dosificación varía con el contenido de sólidos y otras variables específicas de cada aplicación. En general, una dosis de la mitad de los por ciento de sólidos en peso está cerca. Bodyfeed se puede añadir directamente al tanque de líquido a filtrar, o dosificada desde un tanque de suspensión en la entrada del filtro. SELECCIÓN

DE

GRADO

La claridad es considerado por muchos ingenieros que es la medida más importante de la eficiencia en la filtración de la ayuda del filtro. Un coadyuvante de filtración de alta calidad es más importante para los resultados uniforme días después de días. La selección del tipo particular y el grado de ayuda de filtro que tiene el tamaño de partícula y la distribución correcta es un factor importante. Después de estas consideraciones vienen muchos como la cantidad de la ayuda del filtro que se utilizará; caudal necesario para cumplir con los programas de producción de plantas, limitaciones del equipo y las condiciones generales de filtración. Todos ellos pueden ser mejor resueltos por pruebas con el líquido que existe realmente.

11


Clave: 0000001 POLIFORMAS PLASTICAS DE C.V #448; ColCalzada S.A Ignacio Zaragoza

Emisión: 31/Ene/05

Federal

Hoja: 1 DE 1 ESPECIFICACIÓN DE MATERIA PRIMA DICALITE DE MÉXICO S.A DE C.V Descripción _________________________________________________________________________ Polvo Blanco Especificaciones CARACTERISTICAS b) a),b) b) b) b) a),b) b)

Nombre Genérico Color Brillantez Humedad máxima Máximo de perdida por ignición (base seca) Gravedad Especifica Densidad de Material Suelto

UNIDADES

ESPECIFICACION

S.U S.U G.E. MACHINE % % gr/cm3 kg/m3

Perlita Expandida Blanco 81.0 1.0 1.7 2.3 120 - 140

12


b) b) b) b) b) a),b) b) b)

Densidad paquete cerrado kg/m3 225 - 230 Porosidad (paquete cerrado) % 87.0 P.H. (suspensión al 10%) S.U 6.5 – 7.4 Absorción de Aceite Gardner Coleman 210 – 240 Viscosidad de Lodo al 10% en Agua Centipoises 2.8 Máximo de Retención en Malla 325 % 4.0 Absorción de Nitrógeno por Superficie m2/grm 1.0 Punto de Fusión °C 1100 a) Características que se analizan y determinan la aprobación o rechazo del insumo. b) Características que se tomaron de referencia bibliográfica c) Características que vienen reportadas en el certificado de calidad del proveedor. d) Características que se evalúan eventualmente.

Composición Química SI O2 Al2 O3 K2 O Na2 O Otros Óxidos

74.10% 14.10% 5.42% 5.44% 0.33%

Presentación Sacos de papel kraft multicapas conteniendo 20.0kgs. Netos. Notas (1) S.U.: Sin Unidades. EQLAB-08-13 REV.0

•

El secado de sólidos en la industria química, editorial reverté, S.A. 1979, reimpresión abril del 2002, España.

•

http://www.poliformasplasticas.com.mx/productos.asp?pcvemarca= %22dicalite%22

•

http://www.dicalite-europe.com/filtrat.htm

•

http://www.quiminet.com/articulos/que-es-el-secado-mediante-tambores-orodillos-35240.htm

•

http://www.cybertesis.edu.pe/sisbib/2004/alvarado_bm/html/sdx/alvarado_bmTH.back.2.html

13

Secador de Tambor

Recommend Documents