SECADORES EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS

SECADORES INDUSTRIALES

ALEXANDER OLIVERA PEÑA

OPERACIONES UNITARIAS II

UNIVERSIDAD DE CORDOBA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS 2017


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SECADORES EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS De todas las operaciones unitarias en Ingeniería, el secado el secado probablemente es de aplicación más amplia en la industria, y una buena apreciación del mecanismo de secado y del equipo disponible es muy importante. Esta operación es una actividad cotidiana que se realiza diariamente y que tiene sus orígenes desde la antigüedad. Así mismo, el secado es un tema interdisciplinario y muy amplio, así como un proceso muy intensivo. El uso de equipos modernos y bien diseñados, con altas efectividades térmicas, juegan un papel importante a la hora de llevar a cabo la operación.

Definición de Secado. El proceso de secado se define como la remoción de sustancias volátiles (a lo que se le conoce como humedad ) de una mezcla que se encuentra en un producto sólido por medio de calor. Esta definición excluye la concentración de una solución o una mezcla por evaporación y desecación mecánica por filtros, presas o centrífugas. El contenido de humedad de un sólido se expresa comúnmente como el peso de contenido de humedad por unidad de peso del sólido seco o mojado. Es costumbre referirse al contenido de humedad en una base mojada pero actualmente se han empezado a usar cálculos de base seca en el secado. Por un lado, la base mojada expresa la humedad en un material como un porcentaje del peso del solido mojado, mientras que la base seca expresa la humedad en un material como un porcentaje del peso de material seco. Humedad:

Razones del secado. Las necesidades para realizar el secado son tan diversas como los materiales que se pueden secar. El alimento en cuestión debe estar listo al momento de ser llevado al consumidor final. Algunos de ellos deben tener un contenido de humedad específica para poder ser prensados, moldeados o granulados. El costo de transporte frecuentemente depende en el contenido de humedad del producto, por lo que se tiene que encontrar un equilibrio entre el contenido de humedad del producto y el costo de secado. Por otro otr o lado, el secado en exceso es el camino a errores en el proceso por el hecho no solo de gastar energía innecesaria sino que también se puede llegar a degradar el alimento alimento tratado.

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Autor: Alexander Olivera


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TIPOS DE SECADORES SECADORES DIRECTOS CONTINUOS. Es la técnica más simple, la más económica y la que más se usa en la actualidad., consta de un recinto cerrado junto con un sistema de calefacción y de impulsión del aire. Con este método, los gases calientes (aire calentado mediante vapor de agua, gases de combustión o vapor recalentado) se ponen en contacto con el material húmedo a secar para poder facilitar la transferencia de calor y de masa, siendo la convección el mecanismo principalmente implicado arrastrando fuera del secador los vapores producidos. 

Secadores de túneles de bandeja: Este tipo de secador está formado por un túnel, por el cual pasan bandejas o carretillas con el material a secar, dentro del túnel, se hace fluir, generalmente a contracorriente, aire caliente, el cual sirve para secar los sólidos. Este tipo de secador es típico de la industria alimenticia. A diferencia de los secadores de bandejas, en este caso, el área superficial, no es tan importante, debido a que la velocidad del aire y el tiempo de estadía dentro del secador pueden variar en un rango muy amplio, por ende, estos secadores son muy utilizados para materiales grandes. En la tabla 1 se muestran las principales ventajas e inconvenientes de un secador de túnel en función del tiempo de flujo de aire de secado.

Tabla 1. Principales ventajas e inconvenientes de un secador de túnel

Tipo de flujo de aire

Flujo paralelo o concurrente

Flujo contracorriente

De evacuación central

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Ventajas

Inconvenientes

Rápida deshidratación inicial. Poca contratación del alimento. Poca densidad .Poca alteración del alimento por el calor. Sin riesgos de alteración.

Difícil conseguir bajos contenidos en agua residual ya antes de su salida del equipo, se somete a un flujo de aire templado y húmedo.

Menor consumo Retracción del producto y energético. Bajo contenido posible daño térmico. en agua residual. Riesgo de alteración. Posee las ventajas tanto del flujo en paralelo como el de contracorriente, pero inferiores a los de

Son más caros y complicados que los de flujo de aire en una sola dirección.


SECADORES INDUSTRIALES secadores transversal.

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flujo

Las condiciones durante la Son más complicados y deshidratación se caros de inversión y de controlan con facilidad ya funcionamiento. que constan de zonas que se controlan por separado.

Flujo trasversal

Figura 1. Secador de túnel 

Secador rotatorio: El secador rotatorio constituye una de las formas más ampliamente utilizadas para el secado, de una amplia gama de materiales, a nivel industrial, en forma rápida y con bajo costo unitario cuando se trata de grandes cantidades; forman un grupo muy importante desecadores, son adecuados para manejar materiales granulares de flujo libre que pueden arrojarse sin temor de romperse. En la figura 2 se muestra un secador de aire caliente directo a contracorriente. El sólido por secar se introduce continuamente en uno de los extremos de un cilindro giratorio, como se muestra, mientras que el aire caliente fluye por el otro extremo. El cilindro está instalado en un pequeño ángulo con respecto a la horizontal. En el extremo de alimentación del sólido, unos cuantos elevadores espirales pequeños ayudan a impartir el movimiento inicial del sólido hacia adelante, antes de que este llegue a los elevadores principales.

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Figura 2. Secador rotatorio. 

Secadores por cinta transportadora El principio de un secador con cinta transportadora es similar al del secador tipo túnel, excepto porque el producto es transportado por medio de un sistema sobre una cinta. La configuracion mas comunmente usada en la práctica consiste en pasar aire caliente directamente a traves de la cinta y capas del producto.

Figura 3. Configuración de un secador por cinta transportadora 

Secador de lecho fluidizado: El secador de lecho fluidizado funciona bajo el principio de secado directo, es decir de contacto directo entre aire o un gas calentado y el producto, para lograr transferencia de calor y transferencia de masa. La corriente de gas del proceso ingresa por la cámara de aire del lecho fluidizado pasando a través de la placa distribuidora de gas, que retiene los sólidos arriba. Este proceso de fluidización del secador de lecho fluidizado es efectivo para operaciones como secado, calentamiento, enfriamiento, calcinación, reacción, eliminación de polvo o aglomeración.

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Algunas aplicaciones en la industria de alimentos son:

SECAR EFICIENTEMENTE Por ejemplo productos extruidos: Productos extruidos de masas húmedas se pueden secar en el lecho fluidizado de manera eficaz y suave.

PROTEGER LAS AROMAS Por ejemplo aceite de limón: Con la granulación por pulverización y la micro-encapsulación el aroma líquido de limón se encapsula en una matriz sólida y se distribuye homogénea-mente. El producto final es un granulado de aroma libre de polvo, compacto y protegido contra la luz y la oxidación.

ESTABILIZAR LAS SUSTANCIAS ACTIVAS Por ejemplo enzimas: Enzimas líquidas se pulverizan sobre una sustancia portadora y se secan cuidadosamente. La actividad enzimática se mantiene. El granulado final de la sustancia activa es de flujo libre y puede ser

procesado sin problemas.

ESTABILIZAR LAS MEZCLAS Por ejemplo distribuidor automático de bebidas: Mezclas de polvo de leche en polvo, azúcar, café instantáneo y aromas se convierten en un compuesto altamente soluble y libre de segregación con una densidad aparente definida.

LIGAR EL POLVO FINO Por ejemplo pesticidas: Con la aglomeración o la granulación se produce un producto libre de polvo que es seguro de ma nejar y fácil de dosificar.

INSTANTENIZAR LAS BEBIDAS Por ejemplo bebidas de chocolate: Formación de aglomerados libres de polvo, bien dosificables y fácilmente

solubles que se disuelven rápidamente en el líquido. Un producto muy homogéneo de color oscuro intenso.

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FACILITAR EL TABLETEADO Por ejemplo fármacos: Granulación de una mezcla de sustancias activas para realizar una distribución homogénea de la sustancia activa y para ajustar una distribución de tamaño de partícula definida.

MEJORAR LA SOLUBILIDAD Por ejemplo curry en polvo: Debido a su alto contenido de grasa la materia prima es poco soluble, como polvo instantáneo se puede preparar en agua caliente de forma rápida y libre de grumos.

FORMAR LOS LIQUIDOS Por ejemplo extracto de malta: El extracto concentrado se puede transformar en un granulado seco. En esta forma es más estable, duradero y versátil que en forma líquida.

Figura 4. Esquema típico de un gasificador en un lecho fluidizado 

Secadores cascadas Este tipo de secadoras son usadas en el secado de granos. Estas están compuestas por unas persianas por donde entra el aire mientras el grano desciende por ellas en forma de cascada continua. Tiene la ventaja de que no posee agujeros que podrían taparse con alguna suciedad, y son aptas para secar semillas pequeñas.

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El sistema del paso del aire por persianas permite realizar una limpieza de los granos, ya que las impurezas son arrastradas en la corriente de aire y se evita que caigan en la cámara de aire caliente. Estos secadores se presentan en dos diferentes tipos de configuraciones, una con un solo plano inclinado, donde la primera sección es la de secado, y una con dos planos inclinados, donde el inferior es el de enfriado y el superior el de secado.

Figura 5. Secadora de cascada de un solo plano

Figura 6. Secadora de cascada de dos planos

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Secadores por arrastre neumático En estos secadores los alimentos pulverizados se secan en proceso continuo en conductores metálicos verticales u horizontales. Se trata de equipos de gran simplicidad mecánica y que por su estructura favorecen una economía de espacio en planta. Se fundamenta en que las partículas a secar se conducen en una corriente de gas a alta velocidad, cada partícula se rodea completamente por una envoltura del gas secante, el calor resultante y la transferencia de masa son muy rápidos, además el tiempo de secado es muy corto. La gran superficie expuesta al aire, la diferencia entre la velocidad del aire y la del producto y la gran turbulencia originada hacen que la velocidad de transmisión de calor desde el gas a las partículas sólidas suspendidas sea elevada y los tiempos de secado muy breves, pudiendo usarse aire a elevadas temperaturas. Cuando se requieren tiempos de secado largos, los conductos están dispuestos de manera que el producto circule por ellos más de una vez hasta su completa deshidratación. En los equipos dispuestos verticalmente, el flujo de aire se ajusta adecuadamente para que las partículas se clasifiquen por tamaños: las más pequeñas y ligeras se secaran más rápidamente, son arrastradas antes al ciclón de separación, mientras que las más pesadas están más tiempo suspendidas en el flujo de aire. Existen instalaciones con la conducción de trasporte neumático en anillo cerrado con la finalidad de aumentar el tiempo de contacto aire-producto a costa de reducir la capacidad del equipo, en los que el calentamiento del producto se produce a altas temperaturas durante un tiempo corto. Los secadores neumáticos son apropiados para todos los productos que pueden dispersarse adecuadamente a una corriente de gases y transportarse además resultan adecuados para productos granulados y muy divididos como por ejemplo almidones, harinas, gránulos de patata, etc.; que pierdan rápidamente su humedad y que no resulten afectados por la erosión que sufren durante el transporte. También son usados como secadores secundarios, para finalizar el secado de productos parcialmente deshidratados en otros equipos de los cuales salen con un contenido de humedad de un 25% (leche y ovoproductos en polvo). Sin embargo, no son adecuados para productos muy abrasivos o que no admitan roturas, ni para los que tengan tendencia apegarse en las paredes, así como la imposibilidad de realizar el secado y enfriamiento del producto en un mismo aparato. Los hay de dos tipos: Secador Spray El principio de este sistema es la obtención de un  producto en polvo a partir de un material líquido concentrado que

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se pulveriza finamente formando una niebla que entra en contacto con una corriente de aire caliente (entre 200 y 300ºC para alimentos) que actúa como medio calefactor y fluido de transporte. En estos sistemas la transformación tiene lugar mediante una única operación de una alimentación líquida (solución, suspensión o emulsión) en un producto seco en polvo. La alimentación es atomizada mediante un disco giratorio o boquillas de aspersión, donde la nube de gotas formada entra en contacto directo y por poco tiempo con una corriente de aire caliente; en consecuencia, se presente una rápida evaporación que mantiene bajas temperaturas en las gotas atomizadas, favoreciendo la aplicación de altas temperaturas en el aire de secado sin afectar las características del producto. Componentes del sistema de atomización Unidad de concentración Atomizador Cámara de secado Sistema de manejo de aire Sistema de separación Sistema de transporte y enfriamiento      

La unidad de concentración es un evaporador que lleva el producto hasta concentraciones entre 30% y 55% de sólidos (Orrego 2003)

Figura 7. Secado por spray

La cámara de secado más común es de tipo cilíndrico con un cono inferior que hace un ángulo con la vertical entre 40 y 60º para que pueda ser retirado de allí el polvo por gravedad. Esta unidad está

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aislada térmicamente para reducir pérdidas energéticas. Su tamaño varía desde unos metros hasta 30 metros de altura en las unidades más grandes. Los productos más difíciles de secar por spray son aquellas en que los sólidos totales contienen poco soporte celulósico o amiláceo y contienen azucares o componentes que produzcan sólidos higroscópicos. Actualmente el 80 % de equipos industriales en uso se dedican a la deshidratación de leche y derivados lácteos, y el 20 % restante casi por completo a la deshidratación de huevo, café, tomate y glucosa.

Figura 8. Esquema de un secador spray

Este tipo de secador sólo se utiliza para manipular fluidos como soluciones y pastas delgadas, de modo que, el fluido se dispersa como gotas finas en una corriente de gas caliente donde el líquido se evapora antes de alcanzar la pared de la cámara. Al final, se obtiene un material seco fino que es llevado por una corriente de gas a un recipiente recolector. Los gránulos secos se forman alrededor de la carcasa seca por difusión del vapor. De esta forma, la presión interna de la gota hace que esta se hinche y que el gránulo se haga cada vez más delgado permitiendo la rápida difusión de la humedad a través de éste. Posteriormente ocurre la fragmentación del gránulo formado.

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La velocidad se puede regular inspeccionando la cantidad del material que queda adherida en las paredes. La velocidad se ajusta de manera tal que cada gota del spray este completamente seca antes de que esta contacte las paredes de la cámara del secado. La excesiva velocidad de alimentación disminuye la temperatura de salida acumulando el material en las paredes de la cámara. La separación del sólido del gas efluente se logra por medio de un ciclón. Finalmente, el producto se colecta en la cámara de secado. La velocidad de salida del producto se controla para que la temperatura del aire a la salida esté comprendida entre 90 °C y 100 ° C. Si baja en exceso por debajo de 90 °C, el producto resultante será demasiado húmedo, mientras que se desperdiciará energía si la temperatura excede de 100 °C. La correspondiente temperatura del foco húmedo está entre 40 °C y 50 °C. Las temperaturas del material en polvo no excederán de la temperatura del foco húmedo, siempre que el sistema este diseñado para evitar una larga permanencia de polvo seco en el sistema conductor.

Secadores Flash En un secadero flash se transporta un sólido húmedo pulverizado durante pocos segundos en una corriente de gas caliente. El secado tiene lugar durante el transporte. La velocidad de transmisión de calor desde el gas hacia las partículas de sólido suspendido es elevada y el secado es rápido, de forma que son se requieren más de 3 o 4 segundos para evaporar toda la humedad del sólido. La temperatura del gas es elevada con frecuencia del orden de 1200 °F a la entrada pero el tiempo de contacto es tan corto que la temperatura del sólido raramente supera los 100 °F durante el secado. Por tanto, el secado Flash se puede aplicar a materiales sensibles que en otro tipo de secaderos tendrían que secarse indirectamente con un medio de calefacción mucho más f río. 

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Figura 9. Partes de un secador tipo flash

Secadores directos discontinuos o por lotes Como ya se dijo anteriormente estos secadores discontinuos operan de manera intermitente en condiciones de estado no estacionario. 

Secadores de silo (deep-bed): Se deberá tener en cuenta que para el secado de Granos en Silos Secadores, y dadas las condiciones de los Equipos, inicialmente se deberá comenzar el proceso en Aireación, luego en Secado y así sucesivamente y finalmente en enfriamiento del Grano en el Silo. Cuenta con ventiladores de aireación los cuales deben tener en cuenta dos parámetros a la hora de llevar a cabo el proceso de secado: la presión estática y los caudales de aire. Los ventiladores tipo axiales se utilizan para bajos requerimientos de presión estática o sea baja altura de granos, y los Centrífugos se utilizan para vencer grandes presiones estáticas, es decir a grano más pequeño, más presión estática en un mismo volumen Estos secadores son frecuentemente usados para el acabado del proceso de deshidratación (normalmente reduce el contenido de la humedad desde un 15% hasta valores próximos al 3 – 6% aproximadamente) de productos pre-deshidratados en otro tipo de instalación así como también es usado para homogeneizar el contenido de humedad en productos como el lúpulo, malta y rodajas de manzana. Se consiguen, por tanto, bajas velocidades de secado con elevados tiempos de secado. Así se favorece la reducción del contenido de humedad en cereales (evitando un sobrecalentamiento superficial). Además, tienen la ventaja de los bajos costes de instalación y de

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mantenimiento en comparación con la mayor parte de secadores de aire caliente.

Figura 10. Vista interna del producto en un silo de secado.

Figura 11. Secado en silo a bajas temperaturas 

Secadores de bandeja: Este tipo de secadores se caracteriza por tener una serie de bandejas en donde es colocado el alimento. Las bandejas se colocan dentro de un compartimiento del secador donde es expuesto al aire caliente. El

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secador cuenta con un ventilador y una serie de resistencias eléctricas a la entrada que permiten generar aire caliente el cual es llevado a través de la sección de bandejas. La figura 8 muestra un ejemplo de un secador de bandejas.

Figura 12. Secador de bandejas 

Los secadores de horno Granos, frutas y vegetales pueden ser procesados usando este tipo de secador. Esta consiste en una construcción de dos secciones con un piso con ranuras que separa la sección de secado con la sección de calefacción. La figura 9 muestra un ejemplo de in secador de este tipo. El producto es colocado sobre la placa ranurada y el aire caliente es llevado de la sección baja hacia la sección de secado a través de la placa.

Figura 13. Configuración típica de un horno secador 

Secador de torre Un secador de torre contiene una serie de bandejas puestas una encima de la otra en un eje central que gira, la alimentación de gas se hace por encima de las bandejas descendiendo el gas y pasando a

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través de cada bandeja, donde estas bandejas están interconectadas unas con otras y el producto va pasando de la bandeja superior a la inferior, descargando el producto en el fondo.

Figura 14. Turbosecadero

En la figura 14 se muestra un turbosecadero que consiste en una torre con recirculación interna de gas caliente. Los ventiladores en el cetro hacen pasar el gas a través de las bandejas hacia la parte de los calefactores que se encuentran en los extremos. 

Secador de columna Cuando se trabaja en secadores de columnas el caudal se reduce al aumentar el ancho de estas; esta reducción del caudal permite que el aire tenga un mayor tiempo de contacto con el grano y el secado sea más eficiente, sin embargo, es común que la capacidad de secado disminuya. El espesor de las columnas es de aproximadamente 3040 cm en la parte superior, ya que si se tiene un espesor mayor, este podría ocasionar la saturación más rápida del aire en el caso del secado de granos de maíz con alto contenido de humedad; esta saturación podría traer consigo la condensación del agua cerca de la salida del aire. Cuando las columnas son muy anchas se corre el riesgo de producirse un secado no uniforme. El aire del exterior es aspirado por el ventilador externo con el fin de hacerlo pasar por la columna en la sección de enfriado, de esta manera el calor restante del aire que ha pasado por la columna es recirculado y también el grano se enfría. Por otro lado, en algunas secadoras se ha implementado uno o más períodos en los que se deja reposar el grano en la torre. Durante estos períodos, los granos no reciben aire caliente y adsorben cierta cantidad

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de humedad, lo que ayuda evitar daños, como fisuras, en el grano, haciendo el secado más uniforme (FAO 1996).

Figura 15. Esquema del secador de granos tipo columna

Secadores indirectos (conducción) Se puede eliminar el agua de un producto poniéndolo en contacto con una superficie caliente. Estos tipos de secadores se caracterizan porque en ellos la transmisión de calor hasta el producto húmedo tiene lugar por conducción a través de una pared, generalmente metálica. Son por tanto, secadores indirectos donde el calor sensible y el calor latente de vaporización se aportan por conducción. Con el objetivo de conseguir tiempos de secado razonables y contenidos en agua bajos, la temperatura de la superficie caliente suele ser bastante superior a los 100 ºC por tanto, la temperatura del producto se eleva excesivamente hacia la parte final del proceso de secado. Esto puede perjudicar la calidad de los alimentos termosensibles. Para reducir este riesgo es frecuente efectuar el secado a presión inferior a la atmosférica (vacío), para que puedan usarse temperaturas más bajas sobre el producto. La distribución del alimento sobre la superficie caliente es un aspecto fundamental. Para favorecer una buena transmisión de calor y de masa evitando un calentamiento excesivo, la capa de producto tiene que ser muy delgada: se debe tener en cuenta que la conductividad térmica de los alimentos es en general baja y que disminuye a medida que se reduce su contenido en agua. También es importante evitar la contracción del producto durante el proceso de secado porque al reducir su contacto con la superficie caliente se dificulta la transmisión de calor.

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Este sistema es muy apropiado para el secado a presiones reducidas y en atmósferas inertes, además se usa para deshidratar productos termosensibles o fácilmente oxidados. Los secadores indirectos pueden ser de funcionamiento continuo: secadores de tambor; o por lotes: secadores de armario al vacío, de cinta transportadora al vacío.

Secadores indirectos continuos  Secador de tornillo sin fin Un secador de tornillo transportador es un secadero continuo de calentamiento indirecto, que consiste esencialmente en un transportador horizontal de tornillo (o un transportador de palas) confinado dentro de una carcasa cilíndrica encamisada. La alimentación de sólido entra por el otro extremo. El vapor que se desprende se retira a través de una serie de tuberías situadas en la parte superior de la carcasa. La carcasa tiene un diámetro de 3 a 24pulgadas (75 a 600mm) y una longitud mayor se instalan varios transportadores unos encima de otros formando una bancada. Con frecuencia en una bancada de este tipo la unidad inferior está a temperatura más baja, debido a que el sólido seco, antes de su descarga, es enfriado con agua u otro refrigerante que circula por el encamisado. Los secaderos de tornillo transportador tratan sólidos que son demasiado finos y demasiado espesos para operar con un secadero rotatorio. Están conjuntamente cerrados y permiten recuperar los vapores de disolvente con poco y ninguna dilución con aire. Cuando se les acopla un alimentador adecuado, pueden operar a un vacío moderado. Por tanto, pueden adaptarse a la separación y recuperación continua de disolventes volátiles a partir de sólidos húmedos con disolventes, procedentes de operaciones de lixiviación. Por esta razón a veces se les llama recuperadores de disolvente. Un tipo de secaderos relacionados con este equipo son los secaderos se película delgada.

Figura 16. Secador de tornillo sin fin

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Secadores de atmósfera modificada Cuando la alimentación contiene líquidos orgánicos el aire de secado deberá sustituirse por un gas inerte como el nitrógeno para eliminar el riesgo de explosión. Para recuperar totalmente el disolvente y reutilizar el gas inerte se emplean los sistemas cerrados donde el calentamiento se realiza de forma indirecta y emplea un condensador al final de ciclo.

Figura 17. Secador en atmosfera de bajo contenido de oxígeno 

Secadores de película delgada. En algunos casos pueden ser competitivos con los secaderos de pulverización los secaderos de película delgada, que pueden aceptar una alimentación líquida o una suspensión para dar lugar a un producto sólido que fluye libremente. Generalmente se construyen en dos secciones; la primera de ellas es un secadero-agitador vertical. Aquí la mayor parte del líquido se separa de la alimentación, y el sólido parcialmente húmedo descarga en la segunda sección, donde el contenido residual del líquido del material procedente dela primera sección se reduce hasta el valor deseado. La eficacia térmica de los secaderos de la película delgada es elevada y se produce una escasa pérdida de sólidos ya que poco o nada de gas se retira de la unidad. Son útiles para separar y recuperar disolventes de productos sólidos. Son relativamente caros y están limitados en cuanto al área de transmisión de calor. Tanto con alimentaciones acuosas como no acuosas la velocidad de alimentación aceptable está generalmente comprendida entre 20y 40lb/pie2-h (100 y 200kg/m2-h)

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Figura 18. Secador de película delgada 

Secadores de tambor Un secadero de tambor consiste en uno o más rodillos metálicos calentado, en cuya superficie exterior se evapora hasta sequedad una delgada capa de líquido. El sólido seco es retirado de los rodillos a medida que estos giran lentamente. El líquido de alimentación queda confinado en la parte superior de los rodillos y limitado por placas estacionarias. El calor es transmitido por conducción hacia el líquido que es parcialmente concentrado en el espacio comprendido entre los rodillos. El líquido concentrado desciende formando una capa viscosa que recubre el resto de la superficie de los tambores, dejando una delgada capa de material seco que es retirado mediante cuchillas rascadoras y cae en los transportadores situados debajo. La humedad evaporada se recoge y retira a través de la campana situada encima de los tambores. Los secaderos de doble tambor son eficaces con disoluciones diluidas, disoluciones concentradas de materiales muy solubles, así como con suspensiones de partículas relativamente finas. No son adecuados para disoluciones de sales de solubilidad baja o para suspensiones de sólidos abrasivos que sedimentan y crean una presión excesiva entre los tambores

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Figura 19. Secador de tambor

Para el secado de productos sensibles al calor pueden usarse tambores cerrados en cámaras herméticas bajo vacío, que permiten secar a presiones inferiores a la atmosférica. El coste de instalación de este tipo de equipos es relativamente elevado y es por eso que normalmente se usan para secar productos que requieran un tratamiento especial.

Secadores indirectos discontinuos 

Secadores de armario al vacío Se usan para secar alimentos termosensibles., líquidos o sólidos, mediante la aplicación de calor por conducción. Son secadores de platos (sobre los cuales se coloca el alimento) cuyos gabinetes, hechos de hierro colado o de acero, se ajustan con puertas que cierran perfectamente, de forma que pueden operarse a presiones inferiores a la atmosférica. El interior de la cámara está provisto de placas vacías horizontales (anaqueles huecos) y paralelas sobre las cuales se coloca el alimento, por las que circula el medio calefactor (agua tibia o vapor), es decir, no se pasa ni se recircula aire a través de estos secadores. El calor se conduce hasta el sólido a través del metal de los anaqueles y platos. Después de cargar y sellar, el aire en el secador se evacua mediante una bomba de vacío mecánica o un eyector de vapor; luego se continúa la destilación de la humedad. Los vapores generalmente pasan hasta un condensador, en donde se licuan y se recolectan; sólo el gas no condensable se saca de la bomba. Las velocidades iniciales del secado son elevados pero a medida que el producto se seca y se contrae, el contacto con la bandeja va siendo progresivamente menos eficaz y disminuye la velocidad de transmisión de calor. La temperatura de las placas tiene que ser muy cuidadosamente controlada para evitar el sobrecalentamiento de las porciones secas del producto que contactan con las bandejas. El coste de inversión en los secadores de placas al vacío y su equipo auxiliar es

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elevado, es por esta razón que solo se usan normalmente para secar alimentos muy sensibles al calor.

Figura 20. Secador de bandejas a vacío

Secadores de cinta al vacío Se usa principalmente para secar concentrados de frutas, concentrados de extractos de café, bebidas malteadas y la yema y clara del huevo. Es muy adecuado para alimentos termosensibles y permite obtener productos deshidratados con espuma (estructura porosa). Ahora bien, se trata de instalaciones caras con un elevado coste de mantenimiento y baja capacidad de secado. 

Figura 21. Secador de cinta al vacío

Secado por radiación El secado de calor radiante depende de la generación, transmisión y absorción de rayos infrarrojos. Los dieléctricos operan sobre el principio de la generación de calor en el interior de los sólidos, colocándolos dentro de un campo eléctrico de alta frecuencia. Este sistema de secado ha sido poco utilizado en el secado de alimentos. Únicamente el sistema por infrarrojos en continuo se ha usado para el secado de trozos de pan, almidones, mezclas para

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elaborar pasteles, té, almendras y especias. Si bien es cierto que en la mayoría de equipos de calor radiante, procedente de las superficies metálicas calientes, participan en cierta manera aportando calor sensible y calor latente de evaporación. La razón por la cual no es habitual usar el calor radiante como principal fuente de calor es debido a que solo un cierto rango de longitud de onda tiene una profundidad de penetración adecuada en el alimento. Además, es difícil conseguir un secado homogéneo cuando la superficie de los alimentos no es regular o bien si sus componentes difieren en cuanto a las características de absorción de calor. Es muy importante controlar muy cuidadosamente las fuentes de alta temperatura para poder evitar un sobrecalentamiento en los alimentos. 

Secador microondas. El uso de las microondas en materiales constituidos por moléculas polares como el agua, permiten que la radiación electromagnética penetre los cuerpos, generando un calentamiento casi instantáneo de las piezas según sea su tamaño, pero sin importar su morfología; ello contrasta con el calentamiento convencional, en el que el calor se transporta de la superficie al interior a una velocidad de 10 a 20 veces más lenta. En los últimos años, las microondas han ganado importancia en el procesamiento y sinterización de materiales cerámicos, debido a su rápido calentamiento, lo cual favorece la cinética de las reacciones. En el presente trabajo, se comparan las ventajas y desventajas de la utilización de las microondas en los procesos de secado de piezas de materiales arcillosos producidas por extrusión. Los resultados indican que la utilización de las microondas reduce los tiempos de secado a un 33 % y que la resistencia mecánica a la compresión de las muestras secadas por microondas es equivalente a la de las muestras secadas convencionalmente.

CLASIFICACION DE SECADORES Una gran variedad de diseños de secadores han sido construidos con el fin de crear un eficiente sistema de secado. Para clasificar adecuadamente los secadores se han tenido en cuenta tres parámetros que son prioritarios, como lo son:   

De acuerdo al modo de operación. Mecanismo de Transferencia de Calor que predomina. Tipo de contacto.

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Dicho esto y con la variedad de secadores definidas en el presente trabajo, se ha clasificado cada uno de los secadores anteriores en el esquema 1

Esquema 1. Clasificación de los secadores según parámetros definidos (De acuerdo al modo de operación, mecanismo de Transferencia de Calor que predomina y tipo de contacto).

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

https://www.academia.edu/7583805/SECADOR_DE_LECHO_FLUIDIZADO https://www.3ciencias.com/wp-content/uploads/2014/12/SECADO-DE ALIMENTOS-MEDIANTE-ENERG%C3%8DA-SOLAR1.pdf http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/cabrera_v_a/capitulo5.pdf https://www.academia.edu/7583805/SECADOR_DE_LECHO_FLUIDIZADO https://procesosdeseparacion.files.wordpress.com/2014/01/equiposecado.pdf https://es.scribd.com/document/135847980/Secadores-de-Tambor https://es.scribd.com/doc/143619191/Secador-de-Tambor http://personal.us.es/mfarevalo/recursos/tec_far/secado.pdf https://es.scribd.com/doc/27036363/SECADO-I-Definicion-La-Operacion-deSecado https://www.slideshare.net/AnngeeLiiToO/investigacin-de-secado

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