Objetivos

-Que el alumno identifique las partes de que consta el secador de tambor.-Determinar la velocidad de secado de un material húmedo.-Calcular la masa de vapor empleada durante el secado.

Introducción

Este tipo de secadores se clasifican como calentadores de tipo indirecto, su mayor aplicación es para secar suspensiones y emulsiones.

El proceso de secado en tambor

El cuerpo del tambor de la secadora de tambor se calienta en el interior por vapor. Una composición especial de hierro fundido de una combinación de propiedades favorables: retención de forma precisa incluso a alta presión de vapor y la temperatura, y excelente "propiedades de raspado" para el cuchillo de raspado.

Calentamiento por vapor da una distribución de temperatura uniforme sobre la superficie del tambor y esto resulta en una calidad constante del producto. El vapor se condensa en el interior del tambor de secado. El condensado se separa continuamente del tambor, de modo que la mayor superficie posible permanece disponible en el interior del tambor para la condensación del vapor. El sistema de vapor es un sistema cerrado, lo que significa que el producto no puede entrar en contacto con el vapor o condensado.

Dependiendo del diseño del secador de tambor, el producto se aplica continuamente como una película delgada en la parte inferior o la parte superior del tambor principal. Como el tambor gira y se calienta en el interior, el producto se seca en el exterior de la superficie del tambor. La corta exposición a una temperatura alta reduce el riesgo de daños en el producto. El agua o disolvente se evapora y deja el proceso en la parte superior. Si es necesario, el vapor también puede ser aspirado fuera localmente alrededor del tambor. La película producto seco finalmente llega el cuchillo y se raspa.

En un secador de doble tambor el producto se introduce en el colector de aceite entre los dos tambores principal (que siempre giran en direcciones opuestas). El pequeño espacio entre los tambores puede ajustarse con precisión para obtener una capa de película deseada.

Diagrama de bloques

Preparación de la solución calite-agua

Agregar la solución al tanque de alimentación

al secador

Se abre la válvula de alimentación del tanque

al secador

Se mantiene un nivel constante en el secador

Se alimenta vapor al secador

Se enciende el motor que hace girar el rodillo

Al comenzar a depositarse el calite en el

rodillo se comienza a tomar el tiempo

Después de cierto tiempo. se para el motor,

se detiene la alimentación de vapor y

de soluciónSe pesa el calite humedo

y el calite seco

Se mide el volumen de solución finalCalculos

Tabla de datos experimentales

Masa inicial de calite(kg) 0.3Talimentación °C 24Tebullición °C 92T bulbo húmedo °C 15Tbulbo seco °C 22Peso final(kg) 0.058Volumen final de solución (L) 4Peso después de evaporar muestra de 1.04gr de producto

1.02 gr

Cálculo de la humedad inicial(X1) y final (X2)

X1=W H 2Oinicial

W decalite= 4 kg0.3kg

=13.33k gaguak gsoln seca

Cálculo de la humedad de la solución

%humedad=WH 2Oinicial

W total¨∗100= 4kg

4 .3kg=93.02%

Humedad final:

X2=W masahumeda−Wmasa seca

Wmasaseca=0.058 kg∗1.04−0.058 (1.02 ) kg

0.058 (1.02 ) kg=0.019608

k gaguak gsolnseca

Cálculo de la velocidad de secado

NC=−LsA∗θ (X2−X1 )= −0.058 (1.02 ) kg

0.1884m2∗30min∗( 1h60min )

(0.019608−13.33 )k gaguak gsolnseca

=8.35927k gaguaevaporada

hm2

Balance de energía en el secador

M v H v+M solnhsoln=M vHVC+M shs+M EH E

M v (H v−HVC )=M shs+MEH E−mLhLM v λv=M shs+MEH E−M LhL

Conocemos que el Cp de la solución es de C psoln=0.924kcalkg° C . Se encontró en literatura

xagua=4 kg

4kg+0.3kg=0.9302

xcalite=1−0.9302=0.06976

C pcalite=(1∗0.9302 )−0.924

0.06976=0.088876 kcal

kg°C

hs=C pcalite∆T=(24° C−0 )=0.088876∗24=2.13302 kcalkg

hL=C psoln∆T=0.924∗24=22.176 kcalkg

La masa de sólidos(calite) es de 0.058 (1.02 ) kg=0.05916 kg

M E=8.3592k gaguaevaporada

hm2 ∗(0.1884m2 )(30 min∗1h60min )=0.7874 k gaguaevapMasa de la solución

M soln=4 kg+0.3kg=4 .3kg

De tablas de vapor se obtiene λv=534.622kcalkg

y H E=92.3kcalkg

Finalmente la masa de vapor es

M v=(0.05916 kg∗2.13302 kcalkg )+(0.7874 kg∗92.3 kcalkg )+(4 .3kg∗22.176 kcalkg )

534.622 kcalkg

=0.31454 k gvapor

Relación de masa de vapor necesario respecto al sólido seco obtenido:

MV

M S=0.314540.05916

=5.31677k gvapork gsolseco

Tabla de resultados

Velocidad de secado(k g liq. evaphm2

¿8.35927

Masa de vapor(kg) 0.31454Relación masa de vapor contra masa de solido seco 5.3167

k gvapork gsol seco

Conclusiones

El secador de tambor por su diseño parece ser simple y de bajo costo en lo que respecta al precio del equipo, sin embargo la relación de masa de vapor con respecto a la masa de sólido seco es pequeño. Habría que buscar las condiciones idóneas de operación, o bien ver para qué tipo de soluciones es conveniente este tipo de secador.

Sugerencias

En cuanto al diseño del equipo sería aumentar el área de contacto, buscar diferenciales de temperatura idóneos.Por la parte de la operación es ocupar el equipo de la manera indicada y trabajo en equipo eficiente.

Instituto Politécnico NacionalEscuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

Hernández Barrón Yamilith Lizbeht

Laboratorio de procesos de separación por membranas y los que involucran una fase sólida

Grupo: 3IM92

Práctica: Secado de Tambor