Seminario de Secado Ejer.5,6, 11,13,14 y 15

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIA E INGENIERÍA DE ALIMENTOS

SEMINARIO (SECADO DE ALIMENTOS) 1) Deduce las fórmulas para calcular analíticamente la entalpia del aire húmedo, en el sistema ingles de unidades.

Soluc Solucii ón

    . →  


2) A continuación, se presentan presentan los datos datos de un producto producto alimenticio, alimenticio, desde una humedad inicial de 84.8%.

         ..

 ∆∆





0

0.187

5.678

5.535

0.928

0.464

5.303

0.5

0.174

5.214

5.071

1.072

0.536

4.803

1

0.159

4.678

4.535

1.000

0.500

4.035

2

0.131

3.678

3.535

1.000

0.500

3.285

2.5

0.117

3.178

3.035

0.856

0.428

2.821

3

0.105

2.750

2.607

0.786

0.393

2.411

3.5

0.094

2.357

2.214

0.714

0.357

2.036

4

0.084

2.000

1.857

0.714

0.357

1.678

4.5

0.074

1.643

1.500

0.500

0.250

1.375

5

0.067

1.393

1.250

0.500

0.250

1.125

5.5

0.060

1.143

1.000

0.430

0.215

0.892

6

0.054

0.928

0.785

0.356

0.178

0.696

6.5

0.049

0.750

0.607

0.286

0.143

0.536

7

0.045

0.607

0.464

0.286

0.143

0.392

7.5

0.041

0.464

0.321

0.286

0.143

0.249

8

0.037

0.321

0.178

0.178

0.089

0.089

9

0.032

0.143

0

Se trabajó en rodajas de 3 mm de espesor colocadas en una sola capa y en dos bandejas iguales con el fondo cubierto de plástico; el área superficial promedio es 0,056 m2 y densidad 1061 kg/ m3. La temperatura y velocidad del aire son 40 ºC y 0,70 m/s. a) Grafica las curvas de secado b) La humedad de equilibrio y la humedad critica c) La velocidad de secado en el PSVC d) El tiempo para PSVD.



X (libre) VS tiempo 6.100 5.100 4.100 y = -0.6103x + 4.67 R² = 0.9398

3.100 2.100 1.100 0.100 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10


velocidad VS X(prom) 0.600 0.500

Rc = 0.5

0.400 0.300 0.200 0.100 Xc = 3.38 0.000 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 5.500

El tiempo para PSVD Para determinar el tiempo de secado desde X C= 0,5 hasta XE=0,14 estamos en el PSVD y como la curva no es lineal, hacemos uso de la ecuación:

=  = 1 =    =   = 1     =   EL AREA:


3) Estimar la velocidad de secado y el tiempo necesario para reducir el contenido de humedad de 60% a 40% de una gotita de forma esférica de 100 um de diámetro que cae en un secador de aspersión. La densidad inicial de la gota es 900 Kg /m 3 la gotita está en una corriente de aire a 200 ºC; 1 atmosfera, Tbh=60ºC y un coeficiente convectivo de calor de 250 W/m 2ºC suponga que se aplica una velocidad de secado contante sobre todo el proceso de secado y la gotita no cambie de tamaño.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIA E INGENIERÍA DE ALIMENTOS SOLUCIÓN

a) Hallando la velocidad de secado en el periodo de velocidad constante:

  ℎ ……..1   200 °   60 °        

Temperatura

hf (Btu/lb)

hfg (Btu/lb)

hg (Btu/lb)

60=140°F

108.0

1013.7

1121.7

1013.7   561.995 / b) Reemplazando en la ecuación 1: 250      561.20060 62. 2 781 995  .  0.0149 . c) Hallando el tiempo en el periodo de secado a velocidad constante:   .   ………..2 d) Hallando área de la esfera (gotita) − 10   4  4 2   3.1416  10−   43    5.2359  10− e) Hallando S: ∗5.2359∗10− ∗900⁄ 4.71∗10− f) Reemplazando en (2) − 4.71∗10   3.1416  10−.0.0149 1.50.67   0.8356  4) Resuelve en forma ordenada en unidades del SI: En un secador con recirculación de aire este sale del mismo a 60ºC y con una Tbh=50ºC.El 75% de esta corriente se mezcla con aire del ambiente el cual está a 20ºC


y una HR=30% y una entalpia de 30KJ/Kg. La mezcla resultante se conduce a un precalentador, desde donde se envía al secador que opera si intercambio de calor con el exterior. Determine gráficamente las temperaturas del aire a la entrada y salida del precalentador. Si se suprime la recirculación supuesto que la temperatura del aire a la entrada del secador es la misma que en el caso anterior y que su temperatura de salida es 10ºC superior que la del bulbo húmedo, establezca del diagrama psicrométrico. ¿Cuál de los dos sistemas de secado con y sin recirculación es el que: a) Consume menos calor por Kg de agua evaporada en el secador. b) Presenta mayor potencial de secado por Kg de aire seco.

SOLUCIÓN

Graficando el sistema:

Usando el diagrama psicrometrico:


Primero realizamos el balance de masa:

 +    +    + +    +     0.7  0.25 Reemplazando en la ecuación: 75   0.25 +0.   0.25 +0.75 Reemplazando las humedades  0.250.00425+0.750.0818  0.062 Teniendo la  podemos hallar la  Mediante la pendiente de la recta del grafico anterior          0.08180.00425  0.0620.00425 6020  20  50° La temperatura antes de entrar al precalentador es 50°C Grafico para hallar la temperatura después del precalentamiento (

)


La temperatura después del precalentamiento es 102°C b) En el aire pasa primero por entrada del calentador haciendo constante la humedad absoluta. En el proceso de 4 a 5 el aire entra a un sistema adiabático hasta el aire se sature a un 100% de HR donde se da la mayor evaporación. c) A medida que se incrementa la temperatura del bulbo seco el potencial de secado incrementa. 5) Demuestre que para el PSVD lineal el tiempo de secado viene dado por

  ℎ∞  

SOLUCIÓN

Fig. 1. Esquema para el PSVD Fuente: (Quintana, 2010) Por semejanza de triángulos se tiene:

                

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIA E INGENIERÍA DE ALIMENTOS Sustituyendo en:

               Integrando

=   =         

=    =  =    =              

Para en caso de X E=0

        Introduciendo el signo negativo

     ……… Tomando en cuenta la siguiente ecuación

       ℎ∞ ………2 Reemplazando (2) en (1)

   ℎ∞      ∞  


6) Se tiene una manzana con cierta humedad y se desea secar desde 29.8% hasta 10.5%(base húmeda), en condiciones de secado constante en un tiempo de 4 horas. La humedad critica que contiene dicho alimento es de 15.8% y la humedad de equilibrio es 3%(base húmeda). Calcule: a) El tiempo necesario para secarlo desde 10% hasta 6% b) La R en el instante en que la humedad es 10%(base húmeda), si el sólido está formado por placas de 5cm de espesor, de densidad global 1900kg/m3 y se seca por ambas caras.

SOLUCIÓN Convirtiendo a base seca las humedades

8 0.4242/  29.8% 29. 70.2 5 0.1172/   10.5%  10. 89.5 8 0.1872/  15.8% 15. 84.2  3% 973 0.03092/ Para la pregunta A.

 %  ./   %   ./ Colocar los datos en el diagrama

R B

A

C D



R E

  ∗  0.111

0.0309 0.064

0.117





0.187

0.424

X


Periodo A-B

            0.4240.187  0.237   Periodo B-C            0309     0.1870.03090.0.11900. 110.0309     0.15611.813  0.093  

Se sabe que el periodo A-C dura 4 horas, entonces sumamos los periodos A-B más el periodo B-C Dato: (Desde 29.8 hasta 10.5) t = 4 horas

0.237   +0.093    4 0.33    4  12.121  

Reemplazamos los resultados obtenidos en las ecuaciones de los pe riodos A-B y B-C

 − 0.23712.121  2.87   − 0.09312.121  1.13             0309  12.121∗ 0.1870.03090.0.11870. 110.0309   1.26 

Periodo B-D

Periodo B-E


Se sabe que:

Reemplazando

           0309     0.15610.0.10870. 640.0309     0.242  12.121∗0.242  2.93      2.931.26   1.67 

a) Entonces el tiempo de secado de 10& hasta 6% (C-D) es el siguiente:

  1.63  L relación desde C – D es PSVD

         2 1  12.121    ∗ℎ  1∗0.05  0.05 ∗0.05∗190095 ∗=. =. 95 =. %∗=. 66.69 1  12.121   

Calculando el área de 1 metro cuadrado por cara

Volumen del solido

Peso del solido

Hallando S

Formula

Reemplazando en la formula


1  12.121∗2 2.747  66.69

Reemplazando para hallar R

         0.1110.0309 2.747 0.1870.0309  . ∗

7) Se tiene una arvejas circular que no se disuelve e agua y se va a secar en una bandeja de 1.5 pie x 1.5 pie x 1 pulg de profundidad. El alimento ocupa por completo toda la profundidad de la bandeja y se puede considerar que sus lados y su fondo están aislados. El calor se transfiere por convección desde una corriente de aire que fluye paralela a la superficie de 20 pie/s. el aire está a 150°F y tiene una humedad de 0.01 lbH20/lb as. Halle en forma aproximada la velocidad de secado en el periodo constante.

SOLUCIÓN

Cálculo de hc

    ℎ

ℎ 0.0128..    é:2 ≤  ≤ 25 ⁄ 113°≤≤302° Gt=(V)()   20 ⁄  ?  15.6  ..,…   é Como la H=0.010 lb H2O/lb as entonces la densidad de (1 lb as +0.010 lb H2O) es: ⁄   ℎ     1.0+0.01 15.6    ℎ⁄     0.0 647     ℎ   203600ℎ 72000 ℎ


   720000.064  4658.40 ℎ. ℎ 0.0128.. ℎ 0.0128.4658.40. ℎ 11.01 ℎ..°  150° Por tanto Ts= TBH= 83°f (Obtenida de carta psicrometrica) Para 83°F se lee en las tablas de vapor saturado   1046 ⁄   Cálculo de Rc:     ℎ     11.011083 0.71 1046 ℎ.   á   :   1.51.52.25    0.71 ℎ. 2.25   1.60  ℎ.   730  ℎ. 8) Un material sólido insoluble y granular con humedad, se está secando en el periodo de velocidad constante en una bandeja de 0.61 m x 0.61 m, con una profundidad del lecho de 25.4 mm. Los lados y el fondo de la bandeja están aislados. El aire fluye en paralelo por la superficie superior a una velocidad de 3.05 rn/s, y tiene temperatura de bulbo seco de 60 ºC y temperatura de bulbo húmedo de 29.4 ºC (85 ºF). La bandeja contiene 11.34 kg de sólido seco con un contenido de humedad libre de 0.35 kg H 2O/kg de sólido seco, y se desea secar el material en el periodo de velocidad constante hasta lograr 0.22 kg H2O/kg de sólido seco. a) Pronostique la velocidad de secado y el tiempo necesario en horas. b) Pronostique el tiempo necesario cuando la profundidad del lecho de material se aumenta a 44.5 mm.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIA E INGENIERÍA DE ALIMENTOS SOLUCIÓN

Datos Área bandeja:

0.61 m x 0.61 m

Profundidad de lecho:

25.4 mm

Velocidad del aire:

3.05 m/s = 10980 m/h

Temperatura (b.s.):

60 ºC

Temperatura (b.h.):

29.4 ºC (85ºF)

Sólido seco:

11.34 kg

Contenido de humedad libre, X1:

0.35 kg H2O/kg de sólido seco

Humedad final, X2:

0.22 kg H2O/kg de sólido seco

CÁLCULOS De la carta psicrométrica se obtiene que a las temperaturas de bulbo húmedo y seco la humedad es igual a 0.0135 kg H2O/kg aire seco. a) Cálculo del volumen húmedo, VH

  (2.8310− +4.56 10− ).   − −   (2.8310 +4.56 10 0.0135).302.55 0.8748  ..

b) Cálculo de la densidad,

c) Cálculo de G2



        1+0.0135 1. 1 585 0.8748 

.1.1585 .1098012720.28 ℎ. 

d) Cálculo del coeficiente de transferencia de calor, h:

ℎ0.0204.. ℎ0.0204.127020.28. 39.1947 . e) Cálculo del calor latente, 


De las tablas de vapor se tiene que hg y hf son respectivamente: 2554.68 y 123.17 kJ/kg

  ℎ ℎ 2554.6822123.17412431.5081

f) Cálculo de la velocidad de secado, RC:

  3600   ℎ 1000 19476029.43600   39.2431. 50811000  1.7760 ℎ.  g) Cálculo del tiempo de secado,t   .      0.6111.  31.47760 0.350.22   2.2311 ℎ

h) Cálculo del tiempo de secado, cuando la profundidad del lecho de material se aumenta, t:

.  2.2311  44.5    25.4    3.9088 ℎ

9) Cierto alimento sólido húmedo es secado en condiciones de secado constante durante un periodo de 5 horas; de 40% hasta 9% (en base húmeda). La humedad de equilibrio es de 2.5% en base húmeda y una humedad crítica de 12%. Calcular: a. El tiempo que será necesario para un secado de 9% hasta 4%. b. Cuánto será el valor de R en el instante del alimento cuando tiene una humedad de 9% base húmeda, si el alimento está formado por placa de 4 cm de espesor, de densidad global 1850 kg/m3 y se seca por ambas caras. SOLUCIÓN

 40% 4060 0.667⁄    9%  819 0.111⁄   12% 1288 0.136⁄   4% 964 0.042⁄ 


 2.5% 97.2.55 0.026⁄  B

R

A

C

D

E XE=0.026

X=0.111

X1=0.042

X0=0.6

XC=0.136

PARTE “a”

-

-

PERIODO A-B

          0.6670.136  0.531   …….1 PERIODO B-C         .    026     0.1360.026. 0.0.11360. 110.026     0.110. 1.294

X


 0.028   ………2 1+2  5 ℎ 0.531   +0.028    5 0.559    5  8.945……3  

Sustituyendo en (1) y en (2)

 0.531    0.531∗8.945  4.750 ℎ  0.028    0.028∗8.945  0.250 ℎ −  − − ……4

-

PERIODO B-D

Sustituyendo

PARTE “b”

       .     026  8.9450.1360.026. 0.0.10360. 420.026  8.9450.11. 6.875  1.897 ℎ −  1.897 ℎ0.250ℎ − 1.647 ℎ

Asumiendo la relación lineal en el PSVC

    ……..5   

Calculando para A=1 m2 por cara: a=2 m2 De (3) se tiene que 1/ RC:

1  8.945   ………6     ó      1 0.04   0.04    ó     0.04 1850⁄   ó  74    740.60  44.4  


Sustituyendo en (6)

1  8.9452 0.403 ;  2.481  44.4   0.1110.026 2.481 0.1360.026    1.917  ⁄ℎ .

10) Se desea secar peras cuya humedad iniciales 30% en condiciones de secado constante atizando para ello un secador discontinuo. Se necesitó 6 hr para reducir la humedad desde el frente al 10% encontrándose que la Hc = 16% y la humedad de equilibrio es despreciable considerando que las condiciones de secado no varían. ¿Calcule el tiempo total de secado para dicho producto, desde 35% hasta 6% de humedad?.

SOLUCION:

R

Humedad referencial

C

B

A

D

E

R

 X

Xe

6% 0.064

PERIODO A – B

10& 0.111

Xc =16% 0.190

Xo =30% 0,428

35% 0.5384

      ..   . .


 ……….  . .

PERIODO B -C

PERIODO C – D

(2)+(3)=6h

PERIODO C-E

      .  ..   .  …..  . .          .   ..   . .  ……  . .  +.    . . .    . .+. .   .. = 1.95h  ...  ...          .   ....   .    + ..+  .


Total de secado de 35%-6%

 .+.+.+.  .

11) Al realizar experimentos de secado con carambola en condiciones tales como Tbs = 75 °C, Tbh = 35 °C, v=5 m/s. Se obtienen una velocidad de secado igual a 4kg/h.m 2 = dw/dt|c. Calcular

la velocidad de secado constante para la misma velocidad de aire su

Tbs = 70°C y Tbh = 40°C. Considerar que el hc no varía significativamente.

SOLUCIÓN

1

 °  °    /     ∗

2

 75°  40°   5 /   ?

Sabemos que:

  ℎ ∆………1   ∗∆………2    ………3   |  ℎ∆    Condición (1)

4/ℎ  ℎ 7535°  


ℎ 0.1   ℎ. .°

Condición (2)

 /|  ℎ7040°    0.1   ℎ. .° 30°   3 ℎ 12) Para determinar la factibilidad de secar cierto producto alimenticio, se obtuvieron datos de secado con un secador de bandejas y flujo de aire sobre la superficie superior expuesta, con área de 0.186 m2. El peso de la muestra totalmente seca fue de 3.765 kg de sólido seco. La muestra húmeda en equilibrio pesó 3.955 kg H2O + sólido. Por consiguiente, contenía 3.955 - 3.765, o 0.190, kg de humedad de equilibrio. En el ensayo de secado se obtuvieron los siguientes pesos de las muestras en función del tiempo. a) Calcule el contenido de humedad libre X kg H2O/kg de sólido seco para cada punto y construye la curva de X en función del tiempo. (Sugerencia: Para 0 h, hay 4.944 - 0.190 - 3.765 = 0.989 kg de humedad libre en 3.765 kg de sólido seco. Por consiguiente, X = 0.989/3.765.) b) Mida las pendientes, calcule las velocidades de secado R en kg H2O/h·m2, y grafique R en función de X. c) Empleando esta curva de velocidad de secado, pronostique el tiempo total necesario para secar la muestra desde X= 0.20 hasta X= 0.04. Use un método de integración gráfica para el periodo de velocidad decreciente. ¿Cuál es la velocidad de secado Rc en el periodo de velocidad constante y el valor de XC? Datos:

a) Cálculo de la humedad libre, X: Datos de Ensayos de secado de un producto alimenticio


Tiempo Peso (kg (h) 00 04 08 14 22 30 42 50 70 90 12 0

kg de humedad libre en

4 9440 4 8850 4 8080 4 6990 4 5540 4 4040 4 2410 4 1500 4 0190 3 9780 3 9550

3.765 kg de sólido seco 0 9890 0 9300 0 8530 0 7440 0 5990 0 4490 0 2860 0 1950 0 0640 0 0230 0 0000

(kg H2O/kg de sólido seco) 0 2627 0 2470 0 2266 0 1976 0 1591

0 1193

0 0760 0 0518 0 0170 0 0061 0 0000

dX/dt

R kg/h·m2

-0 039 -0 051 -0 048 -0 048 -0 050 -0 036 -0 030 -0 017 -0 005 -0 002

0 00 0 79 1 03 0 98 0 97 1 01 0 73 0 61 0 35 0 11 0 04

b) Cálculo de la velocidad de secado, R C, en el periodo de velocidad constante: Mediante la figura b se puede concluir que el periodo de velocidad constante que esta entre el punto C y e l B , l o q u e corresponde a los valores de R comprendidos entre 1,03 y 1,01, promediando todas estas velocidades se obtiene:

    1.03+0.98+0.97+1.01 0. 9 985 4 ℎ∗

c) Cálculo de la humedad crítica, XC:

El valor de XC se ubica, de acuerdo a la figura b en el punto C, equivalente a 0.1193 kg H2O/kg de sólido seco


Figura a)Xvst

b)R=f(X)

d) Cálculo del tiempo total necesario para secar la muestra desde X= 0.20 hasta X= 0.04:


   +            

   



0.08 ∗ 1.5 + 0.08 ∗ 1 = 2

2

20 .2419 0.2 = 4 .0484h

13) Una bandeja de 60 x 60 cm y 3 cm de profundidad contiene un producto granular húmedo que se desea secar con una corriente de aire. La corriente de aire es caliente y aporta el calor necesario para el secado mediante un mecanismo de convección. El aire a 65 °C fluye a una velocidad de 5 m/s, siendo su humedad de 0,02 kg de agua/kg de aire seco. Si se considera que los lados y fondo de la bandeja están completamente aislados, determinar la velocidad constante de secado.

SOLUCIÓN: A partir del diagrama psicrométrico, para aire a 65 °C y humedad absoluta de 0,02 kg de agua/kg de aire seco se obtienen las siguientes propiedades:

  33,5 °

  0,038   /   


El volumen húmedo se obtiene a partir de:

  22.27341 291 + 18 1    22.27341 65+273291 + 18 1 0.02  0,988 3/  

Como la H=0.02 kg H 2O/kg as entonces la densidad de (1 kg as +0.010 kg H 2O) es:

⁄   ℎ     1.0+0.02 0,988    ℎ⁄    1,032 /3

  53600ℎ 18000 ℎ

La densidad de flujo másica es:

   180001.032  18576 ℎ.  El coeficiente de transmisión de calor por convección se puede calcular a partir de: ℎ 0.0204. . ℎ 0.0204.18576. ℎ 53.063 .°   33,5 ° el calor latente es   2 423,4 /. La velocidad de secado se puede calcular a partir de: 3600 65 – 32.5  2,56 /ℎ.2   ℎ –   53.0632423, 4 1000 Para

Como la superficie que se está secando posee un área de 0,36 m2, la velocidad total de evaporación será:

  á   :   0.60.6  0.36    2.56 ℎ. 0.36   0.92  ℎ


  921.6  ℎ.

14) Un lote de sólido húmedo se procesa en un secador de bandejas usando condiciones de secado constante y un espesor de material en la bandeja de 25.4 mm. Sólo se expone al secado la superficie superior. La velocidad de secado durante el periodo de velocidad constante es R = 2.05 kg H2O/h·m2. La relación S/A usada es 24.4 kg sólido seco/m2 superficie expuesta (5.0 Ibm sólido seco/pie2). La humedad libre inicial es X1 = 0.55 y el contenido crítico de humedad Xc = 0.22 kg de humedad libre/kg de sólido seco. Calcule el tiempo para secar un lote de este material desde X1 = 0.45 hasta X2 = 0.30, usando las mismas condiciones de secado, pero un espesor de 50.8 mm con secado para las superficies superior e inferior. (Sugerencia: Calcule primero Ls/A para estas nuevas condiciones.). Datos:

Espesor(bandeja)

25.4mm

Relación S /A

24.4kg sólido seco/m2

Velocidad de

2.05 kg H2O/h·m2

secado(RC) Humedad libre

0.55

inicial(X1) Humedad critica (X C)

0.22 kg de humedad libre/kg de sólido seco.

SOLUCIÓN: Calculo de la relación L S /A.

     ∗       24.4∗50.8 25.4 48.8 kg sólido seco/m2

Calculo del tiempo para secar las superficies superior e inferior, t. Los valores X1y X2 suministrados en el enunciado del problema son mayores al valor de XC esto permite evidenciar que el tiempo calculado se encuentra en el periodo de velocidad constante.

ℎ  X1X2  ∗


30 3.5707ℎ ℎ  48.8 0.2.4050. 5 Siendo el tiempo de secado de cada una de las superficies

3.5707ℎ/2 dando t= 1.785h

15) Un producto granular insoluble se va a secar en una bandeja de 1,5 pie x 1,5 pie x 1 pulg. De profundidad. El material ocupa por completo toda la profundidad de la bandeja y se puede considerar que sus lados y su fundo están asilados. El calor se transfiere por convección desde una corriente de aire que fluye paralela a la superficie a 20 pie/s. El aire está a 150 ºF y tiene una humedad de 0,010 lb H2O/ lbas. Halle en forma aproximada la velocidad de secado en el periodo constante RC:

SOLUCIÓN:

    ℎ Cálculo de hc



ℎ 0.0128. .    é:2 ≤  ≤ 25 ⁄ 113°≤≤302°

Gt=(V)( )

  20 ⁄  ?   15.6  ..,…   é

Como la H=0.010 lb H 2O/lb as entonces la densidad de (1 lb as +0.010 lb H 2O) es:

    ℎ⁄    1.0+0.01 15.6    ℎ⁄     0.0 647     ℎ   203600ℎ 72000 ℎ


   720000.064    4658.40 ℎ. ℎ 0.0128. . ℎ 0.0128.4658.40. ℎ 11.01 ℎ..°  150°

Por tanto Ts= TBH= 83°f (Obtenida de carta psicrometrica) Para 83°F se lee en las tablas de vapor saturado

  1046 ⁄ 

Cálculo de Rc:

    ℎ     11.011083 0.71 1046 ℎ.   á   :   1.51.5  2.25    0.71 ℎ. 2.25   1.60  ℎ.   730  ℎ. TEORÍA 1. Explica que es humedad de equilibrio de un alimento y su dependencia con la temperatura durante el secado. Considere la figura donde se ha adaptado a un secador, una bandeja conteniendo un alimento que se quiere secar y una balanza para medir la pérdida de peso en la unidad de tiempo.


Durante el secado, la migración de agua en forma de vapor desde el alimento al aire atmosférico depende de: a) Presión de vapor del agua en el alimento, en el alimento, el cual a su vez depende del contenido de agua y de su composición (concentración de solutos, sales y azúcares) b) Temperatura de bulbo seco y humedad relativa del aire. A una temperatura constante, el contenido de agua en el alimento cambia constantemente, hasta alcanzar un equilibrio con la P, del aire secado. En ese momento, el cuerpo no pierde peso y la humedad se llama humedad de equilibrio y la humedad relativa del aire del aire, humedad relativa de equilibrio y la Aw de equilibrio.

2. Complete Durante el deshidratado de alimentos por arrastre mediante aire caliente, se elimina agua en forma de vapor . Mientras este se calienta; se produce simultáneamente transferencia de calor y transferencia de masa y termodinámicamente tiene lugar

de forma aproximadamente adiabática.

3. Menciona 4 características del deshidratado continuo por arrastre con aire caliente

Costoso





Producto final homogéneo



Poca mano de obra



Contenido de humedad final bajo

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIA E INGENIERÍA DE ALIMENTOS 

La operación de secado es continua y puede hacerse totalmente automática

4. Complete La disponibilidad de agua en un alimento llamada actividad de agua en los alimentos es la que controla reacción bioquímica, actividad microbiana y su reducción puede hacerse por evaporación, deshidratación, etc. Y también mediante la adición de sustancias humectantes: sal y azúcar.

5. Complete La relación entre la humedad X de un alimento y su actividad de agua a w se expresan mediantes modelos matemáticos llamados isotermas de sorción y un ejemplo de tal modelo es B.E.T (BRUNAUER-EMMETT-TELLER). 6.

Complete Durante el PSVC el agua migra a la superficie a la misma velocidad velocidad a la que se evapora y dicha transferencia es directamente proporcional a espesor y no es

afectada por las propiedades del alimento.

7. Complete Durante el PSVD a causa de la sensibilidad térmica de los alimentos se necesita rebajar la tbs del aire y resulta indispensable utilizar al final un aire a baja HR (humedad relativa).

8. Explica cómo se utiliza el método de integración grafica para evaluar el tiempo de secado durante el PSVD

CUANDO LA CURVA NO ES UNA RECTA (PSVD)

G

Se integra la ecuación

   

XC


=  = 1 =    =   = 1     =  

ESTA INTEGRAL SE EVALUA CON INTEGRACIONES GRAFICAS O NUMERICAS Se grafica x y (1/R)

EL AREA DEBAJO DE LA CURVA CORRESPONDE AL VALOR DE LA

∫    1     ℎ0.5  + +⋯………+− +− +0.5

INTEGRAL

9. Completa los espacios con la respuesta correcta a.

Durante el secado por arrastre con aire caliente la transferencia de masa externa desde la superficie hacia el aire se da por Difusión y Convección másica

b.

Los alimentos cuya presión parcial de vapor varía de acuerdo a su contenido de agua se llama Hidroscopios

c.

En un sistema de evaporación para el cálculo de la economía de vapor se requiere

Balance de entalpias d.

Explica y escribe la fórmula para calcular la entalpia del vapor secundario en el caso que haya EPE

    + + ´ 

e. En los sistemas de evaporación de efecto múltiple con alimentación en retroceso su capacidad evaporativa es mayor cuando Soluciones viscosas y proporciona mayor economía de vapor cuando La alimentación entra fría

Seminario de Secado Ejer.5,6, 11,13,14 y 15

Recommend Documents