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SECADO

Objetivo del secado

Métodos generales del secado

Equipos para el secado

Secado en bandejas

Secadores indirectos al vacío con anaqueles

Secadores continuos de túnel

Secadores rotatorios

Secadores de tambor

Secadores por aspersión

Secado de cosechas y granos

Presión de vapor de agua y húmedad

Presión de vapor de agua

Humidificación

Deshumidificación

Presión del vapor de agua y estados fisicos

Húmedad

Porcentaje de Húmedad

Porcentaje de húmedad relativa

Punto de rocío de una mezcla de aire y vapor de agua

Volumen húmedo de una mezcla de aire y vapor de agua

Entalpía total de una mezcla de aire y vapor de agua

Temperaturas de saturación adiabática

Temperatura de bulbo húmedo

HUMEDAD DE EQUILIBRIO DE LOS MATERIALES

Datos experimentales para el contenido de humedad de equilibrio de materiales inorghnicos y biológicos

Datos típicos para diversos materiales

Materiales alimenticios tipicos

Efecto de la temperatura

Agua combinada y no combinada en los sólidos

Humedad libre y en equilibrio en una sustancia

Calor húmedo en una mezcla de aire y vapor de agua

Se refiere a la eliminación de agua de los materiales de proceso y de otras sustancias

Se dividen en procesos de lotes, cuando el material se introduce en el equipo de secado y el proceso se verifica por un periodo; o continuos, si el material se añade sin interrupción al equipo de secado y se obtiene material seco con régimen continuo.

También se llama secador de anaqueles, de gabinete, o de compartimientos, el material, que puede ser un sólido en forma de terrones o una pasta, se esparce uniformemente sobre una bandeja de metal de 10 a 100 mm de profundidad

Esta clase de secador consta de un gabinete construido de hierro colado o plancha de acero con puertas hermeticas, de tal manera que se pueda operar al vacio.

suelen ser compartimentos de bandejas o de carretillas que operan en serie. Los sólidos se colocan sobre bandejas o en carretillas que se desplazan continuamente por un túnel con gases calientes que pasan sobre la superficie de cada bandeja.

Consta de un cilindro hueco que gira por lo general, sobre su eje, con una ligera inclinación hacia la salida. Los sólidos granulares húmedos se alimentan por la parte superior.

consta de un tambor de metal calentado,en cuyo exterior se evapora una capa delgada de un líquido o una suspensión hasta que se seca. El sólido seco final se le raspa al tambor, que gira lentamente.

Un íquido o una suspensión se atomiza o se roela en una corriente de gas caliente para obtener una lluvia de gotas tinas. El agua se evapora de dichas gotas con rapidez, y se obtienen partículas secas de sólido que se separan de la corriente de gas.

Los granos de una cosecha contienen aproximadamente de 30 a 35% de humedad y para poder almacenarlos sin problemas durante un año deben secarse hasta un 13% de humedad en peso (Hl).

En diversas operaciones unitarias, así como en los procesos de transporte, es necesario efectuar cálculos que se basan en las propiedades de mezclas de vapor de agua y aire.

implica la transferencia de agua de una fase líquida a una mezcla gaseosa de aire y vapor de agua.

Implica una transferencia inversa, esto es, el vapor de agua se transfiere del estado gaseoso al estado líquido.

La humedad H de una mezcla aire-vapor de agua se define como los kilogramos de vapor de agua por kilogramo de aire seco

El porcentaje de humedad HP se define como 100 multiplicado por la l humedad real H del aire, dividida entre la humedad Hs que tendría el aire si estuviera saturado a esa misma temperatura y presión.

La cantidad de saturación de una mezcla de aire-vapor de agua i también puede expresarse como porcentaje de humedad relativa HR usando presiones parciales.

La temperatura a la cual cierta mezcla de aire y vapor de agua esta saturada se llama temperatura de punto de rocío, o simplemente punto de rocío

El calor húmedo cs es la cantidad de calor en J (o kJ) requerido para elevar la temperatura de un kilogramo de aire seco más el vapor de agua presente en 1 K o 1 “C.

El volumen húmedo vH es el volumen total en metros cúbicos de 1 kg de aire seco más el vapor que contiene a 101.325 kPa (1.0 atm) abs de presión y a la temperatura del gas.

La entalpía total de 1 kg de aire más su vapor de agua es HY J/kg o kJ/kg de aire seco. Si Tc es la temperatura base seleccionada para ambos componentes, la entalpía total es el calor sensible de la mezcla aire-vapor de agua más el calor latente

. Gráfica de humedad para mezclas de aire-vapor de agua.

Representa una gráfica muy conveniente de las propiedades de las mezclas de aire y vapor de agua a 1.0 atm abs de presión. En esta figura se grafíca la humedad H en función de la temperatura real de la mezcla de aire y vapor de agua (temperatura de bulbo seco).

La temperatura de saturación adiabática es aquella que se logra en estado estacionario cuando se pone en contacto una gran cantidad de agua con el gas de entrada

La temperatura de bulbo húmedo es la temperatura de entrada en estado estacionario y no de equilibrio que se alcanza cuando se pone en contacto una pequeña cantidad de agua con una corriente continua de gas en condiciones adiabáticas.

Al igual que en otros procesos de transferencia, como la transferencia de masa, el proceso de secado de materiales se debe considerar desde el punto de vista de las relaciones de equihbrio y, ademas, de lasde rapidez.

Si el material contiene más humedad que su valor de equilibrio en contacto con un gas a determinada humedad y temperatura, se secará hasta alcanzar su valor de equilibrio. Si el material contiene menos humedad que su valor de equilibrio, adsorberá agua hasta alcanzar dicho valor de equilibrio.

En general, cuando las humedades relativas son bajas, el contenido de humedad de equilibrio es mayor para materiales alimenticios con alto porcentaje de proteínas, almidones, u otros polímeros de alto peso molecular, y mas bajo para los materiales alimenticios con gran cantidad de sólidos solubles. Las sales cristalinas y los azúcares, así como las grasas, generalmente adsorben cantidades pequefias de agua.

El contenido de humedad de equilibrio de un sólido disminuye al aumentar la temperatura. Por ejemplo, para algodón crudo con humedad relativa de 50%, el contenido de humedad de equilibrio disminuye desde 7.3 kg H20/100 kg de sólido seco a 37.8 “C (3 ll K) hasta aproximadamente 5.3 a 93.3 “C (366.5 K), esto es, una disminución de casi el 25%. Con frecuencia, para intervalos de temperatura moderados, se supone que el contenido de humedad de equilibrio es constante cuando no se dispone de datos experimentales a diferentes temperaturas.

El contenido de humedad libre de una muestra es la humedad por encima del contenido de humedad de equilibrio. Esta humedad libre se puede eliminar por secado con las condiciones dadas de porcentajes de humedad relativa.

Si el contenido de humedad de equilibrio de un material se prolonga hasta intersecar la línea de humedad de 1 OO%, se obtiene la humedad llamada agua combinada. Esta agua en el sólido desarrolla una presión inferior a la del agua líquida a la misma temperatura. Si dicho material contiene más agua que la que indica la intersección con la línea de humedad de lOO%, sólo podrá desarrollar curvas de velocidad de secado una presión de vapor tan alta como la del agua común a la misma temperatura.