Laboratorio de operaciones de separacin IV Practica No. 3 Secado por aspersin 24/10/20 2011 ESIQIE Fecha de entrega [SECADO POR ASPERSIN]24 de octubre de 2011 Laboratorio de operaciones de separacin IV2 Objetivos Observar las caractersticas y condiciones de operacin de este tipo de secado. Obtener leche en polvo con una concentracin mxima de 30% de slidos. Determinar la cantidad de agua eliminada y aire necesario para el secado mediante un balance de materia.Introduccin Secado Se efecta removiendo la humedad a temperaturas menores a la de ebullicin del agua usando aire o gases calientes provenientes de una combustin.Existenvariostiposdeoperacionesdesecado,quesediferencianentresporlametodologa seguidaenelprocedimientodesecado;puedeserporeliminacindeaguadeunasolucin medianteelprocesodeebullicinenausenciade aire;tambinpuedeserporeliminacinde aguamedianteadsorcindeunslido,yporreduccindelcontenidodelquidoenunslido, hasta un valor determinado mediante evaporacin en presencia de un gas. Clasificacin de los secadores Los secadores se clasifican segn: 1.El mtodo de transmisin de calor a los slidos hmedos 1.Secadores directos. 2.Secadores indirectos. 3.Secadores diversos. 4.Secadores discontinuos o por lote. 5.Secadores continuos. 6.Secadores para slidos granulares o rgidos y pastas semislidas. 7.Secadores que pueden aceptar alimentaciones lquidas o suspensiones. Elprimermtododeclasificacinrevelalasdiferenciaseneldiseoyelfuncionamientodel secador, mientras que el segundo es ms til para seleccionar entre un grupo de secadores que sesometenaunaconsideracinpreliminarenrelacinconunproblemadedesecacin especfico. [SECADO POR ASPERSIN]24 de octubre de 2011 Laboratorio de operaciones de separacin IV3 Secador por aspersin Constadetresetapasbsicas,elsecadoporaspersincomienzaconlaatomizacindeuna alimentacin de un lquido en un espray o finas gotas, el espray entra en contacto y es suspendido poruna corrientedegascaliente,permitiendolaevaporacindellquido ysacandoelslido seco, en esencial con el mismo tamao y forma que las gotas atomizadas. Finalmente, de la corriente de gas, el polvo seco es separado y colectado. El gas de secado empleado es tratado para alcanzar los requerimientos ambientales y entonces ser emitido a la atmsfera o, en algunos casos, re circulado al sistema. La atomizacin puede ser: Atomizacincentrifuga:empleaunaruedaodiscorotatoriopararomperla corrientedelquidoenpequeasgotas,estosdispositivosfuncionannormalmenteen el rango de 5.000 a 25.000 RPM con dimetros de rueda de 5 a 50 cm.Atomizacinconboquillaneumtica:Aquellquidoespresurizadopor medio de una bomba y forzado a pasar a travs de un orificio para romper el lquido en finas gotas. El tamao de los orificios est en el rango de 0.5 a 3 mm. Atomizacinsnica:Aqu,energaultrasnicaesutilizadaalhacerpasarel lquidosobreunasuperficievibrandoafrecuenciasultrasnicas.Estossistemasson apropiados para producir gotitas muy finas a bajos flujos.Componentes en un sistema de secado por aspersin. [SECADO POR ASPERSIN]24 de octubre de 2011 Laboratorio de operaciones de separacin IV4 Productos ms comnmente secados Alimentos caf (aire hasta 250C por ser termoestable) Leche (menos de 100C) Huevo (menos de 100C) Jugos Concentrados de frutas SuerosQuesos Mantequilla ProtenasExtracto de carnes Qumicos Sulfato de zinc Hidrxido de aluminio Resina de urea Pigmentos Arreglos de las corrientes en un secador por aspersin. [SECADO POR ASPERSIN]24 de octubre de 2011 Laboratorio de operaciones de separacin IV5 Procedimiento experimental Colocar el atomizador en su posicin, conectndolo a la alimentacin y al aire,colocar el frasco receptor de producto seco Conectar el extractor de aire y encender el quemador hasta conseguir la temperatura deseada Alimentar aire a atomizador procurando que la presin sea de 4 Kg/cm2 Alimentar la suspensin cuidando que la alimentacin sea constante (goteo rpido). Al alcanzar el rgimen permanente tomar temperaturas de bs y bh del aire en la descarga del extractor y del aire ambiente. [SECADO POR ASPERSIN]24 de octubre de 2011 Laboratorio de operaciones de separacin IV6 Al terminar la experimentacin cerrar la vlvula del gas y parar el equipo hasta que tenga una temperatura de 75C . Determinar la humedad residual del producto. Lavar el equipo. DatoPresin de atomizacin 4 Kg/cm2Velocidad de goteo 180 gotas/minTemperaturabs (operacin) 62CTemperatura bh (operacin) 24CTemperaturabs (aire) 25CTemperatura bh (aire) 18CTemperatura de entrada al equipo 110CTemperatura de salida del equipo 70 CPeso neto de la leche evaporada 378 gr.Peso a la salida del secador 74.36 grPeso a la salida de la mufla 73.21 gr[SECADO POR ASPERSIN]24 de octubre de 2011 Laboratorio de operaciones de separacin IV7 Clculos (Mtodo Analtico) Calculo de la humedad y % humedad relativa. KgKcalmmHg P C TS S BH668 . 587 481 . 15 181 1= = = KgasKgaguaSSISmmHg mmHgmmHgPPY 01690 . 0481 . 15 585481 . 15622 . 0585622 . 0 '11===T CpT Cp YYAS SIA SI SIA +A =** * ''1 ( )( )KgasKgaguaCC KgKcalKgKcalCC KgKcalKgKcalY 0139 . 018 25 48 . 0 668 . 58718 25 * 24 . 0 668 . 587 0169 . 0'1= + ||.|

\|=111' 622 . 0' 585YYP+=mmHg P 7873 . 120139 . 0 622 . 00139 . 0 * 5851=+= Para la humedad relativa 1 tenemos que: ConmmHg P C Tv BS769 . 23 251 1= =5379 . 0769 . 237873 . 12111= = =mmHgmmHgPvPYR % 79 . 53 100 * 5379 . 0 100 * %1 1= = =R RY Y Condicionesdel aire a la salida del equipo. 2) KgKcalmmHg P C TS BH B298 . 584 389 . 22 242 2 2= = = KgasKgagua2220247 . 0389 . 22 585389 . 22622 . 0585622 . 0 ' ===mmHg mmHgmmHgPPYBHBHS [SECADO POR ASPERSIN]24 de octubre de 2011 Laboratorio de operaciones de separacin IV8 T CpT Cp YYAS SA S SA +A =** * ''22 22 ( )0088 . 024 62 48 . 0 289 . 58424 62 * 24 . 0 298 . 584 0247 . 0'KgasKgagua2= + ||.|

\|=CC KgKcalKgKcalCC KgKcalKgKcalY222' 622 . 0' 585YYP+=mmHgmmHgP 1610 . 80088 . 0 622 . 00088 . 0 * 5852=+= Para la humedad relativa 2 tenemos que: mmHg P C Tv BS833 . 164 622 2= =0495 . 0833 . 1641610 . 8222= = =mmHgmmHgPvPYSR % 95 . 4 100 * 0495 . 0 100 * %2 2= = =R RY Y Cantidad de aire seco ( )1 23 2' ' Y YW WGAS=g g W 64 . 303 36 . 74 3782= =g W 15 . 1 21 . 73 36 . 743= =( )hKggKghg gGAS31 . 591000177 . 76 . 593110088 . 0 0139 . 015 . 1 64 . 303= == Volumen. ( ) ( )KgasmmmHgmmHgKPRTPMYPMVA BH322562 . 176058515 . 273 62 * 082 . 0180088 . 082 . 281 ' 1=+((

+ =((

+ =[SECADO POR ASPERSIN]24 de octubre de 2011 Laboratorio de operaciones de separacin IV9 1*G V VH=hmhKgasKgasmV3 351 . 74 31 . 59 * 2562 . 1 = =Calor. ( )( )2 , 1 2 , 1 1' 42 . 596 ' 45 . 0 24 . 0 Y t t Y HR G G+ + =( )( ) ( )KgaireKcalC HG4466 . 14 0139 . 0 42 . 596 0 25 0139 . 0 * 45 . 0 24 . 01= + + =KgaireKcalHG37 . 202 =( )1 2 1 limH H G Qe =KgKcalKgaireKcalKgaireKcalhKgasQe71 . 351 4466 . 14 37 . 20 31 . 59lim=||.|

\| =MTODO GRFICO Con los datos experimentales EntradaTbh=18C De la carta psicomtricaY= 0.014kga/kgas Tg=25C@ 585mmHg:YR=53% SalidaTbh=24C De la carta psicomtricaY= 0.009 Kga/kgas Tg=62C@ 585mmHg:YR=5% [SECADO POR ASPERSIN]24 de octubre de 2011 Laboratorio de operaciones de separacin IV10 Lecturas de la carta psicomtrica: Cantidad de aire seco ( )1 23 2' ' Y YW WGAS=g W 64 . 303 36 . 74 3782= =g W 15 . 1 21 . 73 36 . 742= =( )hKggKghg gGAS498 . 601000160498009 . 0 014 . 015 . 1 64 . 303= ==Volumen. ( ) ( )KgasmmmHgmmHgKPRTPMYPMVA BH322566 . 176058515 . 273 62 * 082 . 018009 . 082 . 281 ' 1=+((

+ =((

+ =1*G V VH=[SECADO POR ASPERSIN]24 de octubre de 2011 Laboratorio de operaciones de separacin IV11 hmhKgasKgasmV3 3021 . 76 498 . 60 * 2566 . 1 = =Calor. ( )( )2 , 1 2 , 1 1' 42 . 596 ' 45 . 0 24 . 0 Y t t Y HR G G+ + =( )( ) ( )KgaireKcalC HG507 . 14 014 . 0 42 . 596 0 25 014 . 0 * 45 . 0 24 . 01= + + =KgaireKcalHG4988 . 202 =( )1 2 1 limH H G Qe =KgKcalKgaireKcalKgaireKcalhKgasQe4919 . 362 507 . 14 4988 . 20 498 . 60lim=||.|

\| = Humedad contenida en el producto %solidos=73.21/378=0.1936*100=19.36% en concentracin de solidos Datos MtodoAnaltico Mtodo Grfico% de error (E) Y10.0139 Kga/Kgas0.014 Kga/Kgas0.7143 Y20.0088 Kga/Kgas0.009 Kga/Kgas2.22 G159.31Kg/h60.498 Kg/h1.9637 Vh1.2562 m3/Kgas1.2566 m3/Kgas0.0318 V74.51 m3/h76.021 m3/h1.9876 Q351.71 Kcal/Kg362.4919 Kcal/Kg2.9744 %solidosObtenido= 19.36Esperado= 30% [SECADO POR ASPERSIN]24 de octubre de 2011 Laboratorio de operaciones de separacin IV12 Conclusiones: Se consigui obtener leche en polvo con una concentracin de 19.36% a lasalida de la muflayalasalidadelequipode19.67%lasdossiendomenoresqueelvaloresperado paralaprcticaquefuedeun30%conloquepodemosconcluirquelaoperacindel equipo fue eficiente y las condiciones de operacin que se establecieron son correctas. Encuantoalacomparacinquehacemosentreelmtodograficoyelanaltico mostradaenlaltimatabladeestaprcticapodemoscomprobarunavezmsquela operacindelequiposellevoacabosatisfactoriamenteyaqueseobtuvieron porcentajes de error muy bajos todos menores del 3%. Ademsdequelogramoscomprenderelfenmenodesecadoylacomposicindel equipo.