SECADOR ROTATORIO ROTATORIO
El secador rotatorio es el más utilizado en la industria. Ha sido utilizado por muchos años ya que presenta muchas ventajas; por ejemplo, en capacidades altas y medianas la inversión en capital es moderada, pueden operar durante años sin problemas de mantenimiento y su eficiencia trmica es alta !"# a $"% dependiendo del secador&. 'n secador rotatorio esta formado por una carcasa cil(ndrica )iratoria horizontal o li)eramente inclinada hacia la salida. *a alimentación h+meda se introduce por un etremo del cilindro y el producto seco descar)a por el otro lado. -uando )ira la carcasa, unas placas elevan los sólidos y los esparcen en el interior de la misma. *os secaderos rotatorios se calientan por contacto directo de aire o )ases con el solidó, por medio de )ases calientes que circulan a travs de un encamisado que recubre la carcasa, o por medio de vapores que cond conden ensa sa en un haz haz de tubo tubos s lon) lon)it itud udin inal ales es que que está están n mont montad ados os en la superficie interna de la carcasa. Este ultimo recibe el nombre de secadero rotatorio de tubos de vapor /0.
1. CONCEPTO CONCEPTOS S Y DEFINICION DEFINICIONES ES DE LA OPERACIÓN OPERACIÓN 1.1. OPERACIONES DE SECADO El estudio del secado es de trascendental importancia en 1n)enier(a 2u(mica, debido a que es una operación unitaria básica, para el manejo de productos sólidos. Entre las operaciones unitarias, el secado, en su forma más primitiva es la primera de todas, pues el hombre desde que fue nómada, secó frutos utilizando la ener)(a solar, no obstante, formas más elaboradas del secado han sur)ido. 3+n as(, el secado por ener)(a solar, es una forma alternativa, utilizada en procesos de )ran volumen y poca velocidad como el secado de )ranos, sobre todo de caf. En trminos )enerales, el trmino secado se refiere a la eliminación de l(quidos, en cantidades )randes, de un material sólido, por medio de
vapor vapor arrast arrastrad rado o por un )as. )as. El l(quid l(quido o a remov remover er,, es )enera )eneralme lmente nte a)ua, no obstante hay otros. Eiste Eisten n proce procesos sos qu(mic qu(micos os indust industria riales les import important antes es en los cuale cuales s conviene el secado, entre otros, está el secado de la sal, la cual es pasada, una vez cristalizada por un t+nel de aire, para eliminar el eceso de humedad en la misma, tambin se puede mencionar el secado del carbón, de productos alimenticios, de arena, entre otros. Es usual el uso del secado como medio de preservación de materiales bioló)icos, en ocasiones, se lle)a hasta el l(mite de deshidratación, para disminuir la actividad bacteriana o microbioló)ica en )eneral. Esto se debe, a que la actividad microbioló)ica cesa a niveles de humedad menores del /#%.
1.2. SECADORES ROTATORIOS En )eneral, un secador rotatorio consta de un cilindro hueco que )ira sobre su eje, con una li)era inclinación, para permitir el desliz de los sólidos a secar hacia la boca de salida. 4e alimentan por la boca de entrada y por la boca de salida se alimenta el )as caliente, que habrá de secar a contracorriente el sólido que se desliza despacio hacia la salida, a medida que se va secando. El mtodo de calentamiento es por contacto indirecto a travs de la pared del cilindro que se calienta por el paso de los )ases. *as part(culas atraviesan una sección relativamente corta, a medida que se deslizan, mientras su humedad disminuye de la misma manera en que descienden.
Secadores de tambor rotatorio -onsta de un tambor de metal calentado, como se observa en la fi)ura 5, en las paredes se evapora el l(quido, mientras una cuchilla metálica,
raspa lentamente el sólido, para que descienda por el tambor, hasta la salida. Este tipo de secadores son t(picos del trabajo con pastas, suspensiones, y soluciones. El tambor resulta como un h(brido entre un secador y un evaporador.
6i)ura 57 4ecador rotatorio de tambor.
1.3. CONTENIDO DE !"EDAD DE E#!ILI$RIO 3l i)ual que todo proceso de transferencia, el motor principal de la transferencia es un )radiente.
8or ejemplo, en la transferencia de
momentum, el )radiente era de presión !o altura, que induce una presión&, para la transferencia de calor, era un )radiente trmico, en este caso, es un )radiente de concentración, más espec(ficamente para secado de concentración de l(quido en la corriente de vapor y el sólido, que se entiende como humedad.
-uando se coloca en un secador un sólido, debido a la )ran cantidad de aire que se hace fluir, a pesar que el aire se humedece, su variación de humedad no es considerable, por ende se considera como una humedad constante. El comportamiento de la humedad de un sólido con respecto del tiempo es decreciente asintótico, este valor l(mite al cual tiende la humedad lue)o de un tiempo suficientemente lar)o, supuesto infinito, se considera como su humedad al equilibrio, que es el contenido de humedad m(nimo para una humedad de aire determinada. Este valor se epresa en lb de H9: por lb de sólido seco, o bien ). Este tipo de datos suele estar tabulado en manuales espec(ficos para cada material, no obstante, para materiales bioló)icos, estos datos suelen tomarse eperimentalmente, lo cual no supone una tcnica en eceso complicada, sino todo lo contrario, intuitiva. 3 toda humedad que sobrepase la humedad en equilibrio, se le considera la humedad libre, que es la que obviamente puede ser removida a+n del sólido. <ótese que esta temperatura de equilibrio, depende +nicamente o casi solo de las propiedades del )as, es decir, humedad relativa, temperaturas de bulbo h+medo y seco, entalp(a, etc.
=iempo !h& >4 Humedad libre
6i)ura ?7 @ráfica de secadoA Humedad Belativa >4 >elocidad
6i)ura "7 @ráfica de secado 4e ha dividido la )ráfica en ? se)mentos, se puede observar que en la primera etapa la velocidad de secado es creciente, en forma eponencial, es decir, que en este punto la eficiencia del secado es sumamente alta. 'na vez, se prosi)ue, se crece en forma lineal, en este punto en secado si)ue acelerando, pero ya no en la misma proporción que sol(a ser en la parte eponencial. 6inalmente se lle)a a un tramo en que la velocidad de secado es constante, aqu( no hay que confundir los trminos, puesto que la
velocidad de secado no decrece, pero dejó de crecer, es decir, la )ráfica de la aceleración de secado, ser(a creciente en el primer se)mento, constante en el se)undo y en este ser(a cero, finalmente ser(a ne)ativa en el área de velocidad decreciente.
2. DESCRIPCION DE LA OPERACIÓN
*os sólidos se colocan en una tolva y se alimentan mediante un alimentador tipo CáncoraD que re)ula el flujo. El secador está inclinado aproimadamente / con respecto a la horizontal, para facilitar el flujo de los sólidos; cuenta además, con unas paletas de tipo aspas de borde F# para levantarlos y esparcirlos en la corriente )aseosa. El aire para el secado se impulsa por un ventilador de tiro inducido y se calienta al cruzar una cámara en la que se quema )as domstico. El flujo del aire es en la misma dirección del sólido; es decir, los flujos son paralelos. *os sólidos despus de pasar a travs del cilindro, salen por una compuerta y caen a un recolector. El aire a su vez, pasa por un recolector ciclónico para recuperar los sólidos que hayan sido arrastrados y finalmente, por un medidor de tipo >enturi con )ar)anta cuadrada, con el cual se determina la velocidad de los )ases.
