Secadores de Bandejas

7/23/2019 Secadores de Bandejas

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Secadores de Bandejas[editar]

El secador de bandejas, o secador de anaqueles, consiste en un gabinete, de tamao

suficientemente grande para alojar los materiales a secar, en el cual se hace correr

suficiente cantidad de aire caliente y seco. En general, el aire es calentado por vapor,pero no saturado, de modo que pueda arrastrar suficiente agua para un secado eficiente.

Es necesario hacer notar una situacin interesante de optimizacin de secadores. En este

caso, cuando se calienta el aire con vapor, debe tomarse en cuenta varios aspectos, si

nos situamos en la carta psicromtrica, el aire a utilizar, debe poseer una temperatura de

bulbo hmedo alta, una entalpa alta, pero una humedad relativa baja. !uesto, que la

operacin de secado, como cualquier operacin de transferencia, depende del tiempo de

contacto interfacial "el cual no vara notablemente en este tipo de secador debido a la

variacin de la velocidad del aire#, el $rea de contacto interfacial "que para nuestro caso

requerimos que sean slidos en terrones, o granos, para aumentar esta relacin#, el

gradiente de temperatura y de humedad y la resistencia. En general, en este tipo desecadores, las variables que pueden fijarse o variarse son los gradientes, he all la

importancia que el aire no entre fro ni hmedo, puesto que esto minimiza el gradiente y

elimina la eficiencia del secador.

Esto ltimo es cierto para todos los tipos de secadores, no obstante, es m$s marcado en

este tipo de secador, puesto que en los siguientes, las otras variables no son tan

rigurosamente fijas.

1. es.wikipedia.org/wiki/Secado_de_slidos

2. es.wikipedia.org/wiki/Secado_de_slidos

En general, el secado de slidos consiste en separar pequeas cantidadesde agua u otrolquido de un material slido con el fn de reducir el contenidode lquido residual hastaun valor aceptablemente bajo. El secado eshabitualmente la etapa fnal de una serie deoperaciones y, con recuencia,el producto que se extrae de un secadero pasa aempaquetado. El agua uotros lquidos pueden separarse de slidos mecnicamentemedianteprensas o centrugas, o bien t!rmicamente mediante evaporacin.

Estecaptulo versa sobre el secado por vapori"acin t!rmica. #eneralmenteeliminar lquidospor m!todos mecnicos es ms barato que por m!todost!rmicos, y por esta ra"n esaconsejable reducir el contenido de lquido enlo posible antes de operar en secaderot!rmico. El contenido de lquido deuna sustancia seca vara de un producto a otro.$casionalmente el productono contiene lquido y recibe el nombre de totalmente seco,pero lo msrecuente es que el producto contenga algo de lquido. %a sal de mesa,porejemplo, contiene del orden de &,' por (&& de agua, el carbn seco un )por (&& y lacasena un * por (&&. +ecado es un t!rmino relativo y tan sloquiere decir que hay unareduccin del contenido de lquido.%os slidos que

se secan pueden tener ormas dierentes escamas, grnulos,cristales,polvo, tablas o lminas continuas y poseer propiedades muy
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Secado_de_s%C3%B3lidos&action=edit&section=3http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Secado_de_s%C3%B3lidos&action=edit&section=3


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dierentes.El lquido que ha de vapori"arse puede aumentar sobre lasuperfcie del slido, como enel secado de cristales salinos, en el interior delslido, como en el caso de eliminacinde disolvente de una lmina de unpolmero, o parte en el exterior y parte en el interior.%a alimentacin dealgunos secaderos es un lquido en el que est suspendido el slidoen orma

de partculas o en disolucin. El producto que se seca puedesoportartemperaturas elevadas o bien requiere un tratamiento suave atemperaturas bajas omoderadas. Esto da lugar a que en el mercado existaun gran n-mero de tipos desecaderos comerciales. %as dierencias residenundamentalmente en la orma en que semueven los slidos a trav!s de la"ona de secado y en la orma en la que se transmitecalor.

INTRODUCCION

El secador de bandejas, o secador de anaqueles, consiste en un gabinete,de tamaosufcientemente grande apara alojar los materiales a secar, en elcual se hace corrersufciente cantidad de aire caliente y seco. En general, elaire es calentado por vapor,pero no saturado, de modo que pueda arrastrarsufciente agua para un secado efciente.Es necesario hacer notar unasituacin interesante de optimi"acin de secadores. En estecaso, cuando secalienta el aire con vapor, debe tomarse en cuenta varios aspectos, sinossituamos en la carta psicrom!trica, el aire a utili"ar, debe poseer unatemperatura debulbo h-medo alta, una entalpa alta, pero una humedadrelativa baja. uesto, que laoperacin de secado, como cualquier operacinde transerencia, depende del tiempo decontacto interacial /el cual no varanotablemente en este tipo de secador debido a lavariacin de la velocidad

del aire0, el rea de contacto interacial /que para nuestro casorequerimosque sean slidos en terrones, o granos, para aumentar esta relacin0,elgradiente de temperatura y de humedad y la resistencia. En general, eneste tipo desecadores, las variables que pueden fjarse o variarse son losgradientes, he all laimportancia que el aire no entre ro ni h-medo, puestoque esto minimi"a el gradiente yelimina la efciencia del secador.Esto -ltimoes cierto para todos los tipos de secadores, no obstante, es ms marcadoeneste tipo de secador, puesto que en los siguientes, las otras variables noson tanrigurosamente fjas.

$bjetivo general1onocer y evaluar los principios bsicos de la operacin de secado,mediante el uso de un secador de bandejas que opera por lotes, a nivel delaboratorio.$bjetivos Especfcos

(. 2eterminar la velocidad de secado, para dierentes valores de losparmetros del aire y dierentes propiedades de los slidos.


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3. 4erifcar experimentalmente la in5uencia de la temperatura y lahumedad del aire en la intensidad del secado.

6. Elaborar las curvas caractersticas de secado, a partir de datos

obtenidos en diversas condiciones externas constantes.

). 1alcular los coefcientes de transerencia simultnea de calor y masa,de la operacin de secado, a trav!s de balances de energa y masa.

FUNDAMENTOS TERICOSEn el presente trabajo se emplear el t!rmino 7secado8 para reerirse ala remocin deagua de materiales de proceso u otras sustancias porevaporacin, mediante laaplicacin de calor bajo condiciones controladas,aunque la expresin

7secado8 tambi!nse usa en operaciones orientadas a remover otros lquidos orgnicos/benceno, por Ej.0de slidos. En algunos casos, el agua puede ser removidade los slidos mecnicamentepor medio de prensas, centriugacin y otrosm!todos. En nuestro concepto, sinembargo, secado signifcar la remocint!rmica de agua.PRINCIPIOS DE SECADOEl secado consiste generalmente en la eliminacin de humedad de unasustancia porevaporacin del agua de la superfcie del producto,traspasndola al aire circundante. %arapide" de este proceso depende delaire /la velocidad con la que !ste circule alrededordel producto, su grado desequedad, etc.0, y de las caractersticas del producto/composicin,

contenido de humedad, tamao de las partculas, etc.0. El secado esunproceso en el que se intercambian calor y masa. 9ncluye una operacinenerg!ticaelemental y representa una de las acciones t!rmicas bsicas enla industria de procesos yagroalimentaria. El secado o deshidratacin seusa como t!cnica de preservacin, puesmuchas en"imas y microorganismosque causan cambios qumicos en los alimentos yotros materiales, no puedencrecer y desarrollarse en ausencia de agua.%as ra"ones para su empleo sonde diversos tipos:;provechar subproductos.MTODOS DE SECADOEn general, los distintos m!todos para llevar a cabo la desecacin de slidoso lquidospueden ser de tipo mecnico o sicoqumico. %os msimportantes son los siguientes:Mecnicos:a)Prensado:1osiste en separar un lquido de un sistema slidolquido, porcompresin

del sistema en condiciones que permitan que el lquido escapemientras queel slido quede retenido entre las superfcies que lo comprimen.


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b)Centri!"aci#n:1onsiste en aplicar una uer"a centruga lo sufcientementeelevada, deorma que el lquido se despla"a en direccin de la uer"aproduci!ndose laseparacin.

F$sico%&!$'icos:a)E(aoraci#n s!er*cia+:1uando el producto h-medo se somete a la accin deuna corriente de airecaliente, el lquido se evapora aumentando la humedad delaire.b),io*+i-aci#n:El lquido a eliminar, previamente congelado, se separa delproducto que locontiene mediante sublimacin, por aportacin de calor y vaco.+e aplicasobre todo a alimentos.c)Absorci#n:

Este t!rmino se aplica a gases h-medos, de los que se elimina elvapor de lame"cla gaseosa solubili"ndolo en un lquido, como por ejemploladesecacin de gases por tratamiento con cido sul-rico.d)Adsorci#n:1onsiste en la separacin de la humedad por retencin sobre unslidoabsorbente, como por ejemplo la desecacin de aire con gel de slice.e)Con"e+aci#n:+eparacin de la humedad de un lquido por cristali"acin de lamisma, quese separa en orma slida.CONCEPTOS ./SICOS

1onviene establecer la dierencia entre dos conceptos similares que suelenconundirse:2esecacin, que consiste en la eliminacin de agua de unmaterial hasta que sucontenido est! en equilibrio con el aire que lo rodea, ydeshidratacin, que consiste en laeliminacin prcticamente total del aguaque pueda contener. %a dierencia entre estosconceptos es, bsicamentecuantitativa.0!'edad +ibre:Es la humedad en exceso que contiene un slido sobre la humedaddeequilibrio en unas condiciones dadas de temperatura y de humedad. +lola humedadlibre puede ser evaporada, y lgicamente depende de laconcentracin del gas /> trav!sde la humedad de equilibrio0.

0!'edad +i"ada:Es aquella humedad que en un slido ejerce una presin de4apor menor quela del agua pura a una temperatura dada. Esta humedad puede tratarsedeaquella contenida dentro de las paredes celulares, pequeos capilares ogrietas, porsolucin homog!nea dentro del slido y por adsorcin qumica osica en la superfciedel slido.0!'edad no +i"ada:En un material higroscpico, la humedad en exceso porEncima de lahumedad de equilibrio y que ejerce una presin de vapor igual a la delaguapura a la misma temperatura.Contenido de 1!'edad:El contenido de humedad de un producto puede expresarse sobre la base

del pesoh-medo, es decir la masa de agua por unidad de masa de productoh-medo. $tra manerade expresar el contenido de humedad es en base al


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peso seco, es decir la masa de aguapor unidad de masa de componentesslidos desecados. %a humedad de los slidos se puede determinar pordistintos procedimientos. %os m!todos directos se basan eneliminar el aguaque contiene el slido y determinar la cantidad por pesada o pormediosqumicos. or ejemplo el secado en estua de vaco hasta pesadaconstante, se utili"asobre todo para materiales que pueden deteriorarse aelevadas temperaturas. ?ambi!n seutili"a el secado en estua a presinatmos!rica, que suelen utili"ar aire or"ado y dondeel tiempo de secadoest estandari"ado. %os m!todos indirectos se basan en la medidade algunapropiedad del material que resulte aectada por el contenido de humedad.Contenido de 1!'edad en base 12'eda 34b1):=epresenta la humedad en unmaterial como un porcentaje del peso delslido h-medo. +e expresa como @g. 2e aguaentre @g. de material h-medo/@g. de slido seco A @g. de agua0.Contenido de 1!'edad en base seca 34bs):+e expresa como @g. de aguaentre @g. de slido seco.0!'edad cr$tica 34c):

Es el contenido de humedad promedio cuando la tasa desecado constantetermina y comien"a la tasa de secado decreciente.0!'edad de e&!i+ibrio 34e):%a humedad contenida en un slido h-medo oen una solucin ejerce unapresin de vapor dependiente de la naturale"a de lahumedad, de lanaturale"a del slido y de la temperatura. +i el slido h-medo se exponeauna corriente de gas con una presin parcial de vapor, el slido perder humedadpor evaporacin, o la ganar a expensas del gashasta que la presin de vapor de lahumedad del slido iguale a la presinparcial de dicha corriente gaseosa. El slido y elgas se encuentran, entoncesen equilibrio, y la humedad del slido se denominahumedad de equilibrio.

Materia+ 1i"rosc#ico:Es aquel tipo de material que puede contener humedad ligada.Materia+ no 1i"rosc#ico:Es aquel tipo de material que puede contener humedad noligada.Per$odo de secado constante:Es el perodo de secado durante el cual la=emocin de agua por unidad derea de secado es constante.Per$odo de secado decreciente:Es el perodo de secado en el cual la tasa de secadoinstantnea decrececontinuamente.F+!5o cai+ar:

Es el 5ujo de lquido a trav!s de los intersticios por encima de lasuperfciedel slido, causado por la atraccin molecular lquidoslido.

6E,OCIDAD DE SECADO>l desecar un slido h-medo con aire caliente, el aire aporta el calorsensibley el calor latente de la evaporacin de la humedad y tambi!n act-acomo gas portadorpara eliminar el vapor de agua que se orma en lavecindad de la superfcie deevaporacin.PERIODO DE 6E,OCIDAD DE, SECADOExisten muchos mecanismos posibles de secado, pero aquellos quecontrolan el secadode una partcula dependen de su estructura yde +os ar'etros de secado%condicionesde secado 3te'erat!ra T7

(e+ocidad ( 8 1!'edad re+ati(a de+ aire


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0, contenido dehumedad, dimensiones, superfcie expuesta a la velocidad detranserencia, y contenidode humedad de equilibrio de la partcula.

Periodo de (e+ocidad constante:durante el periodo de secado constante lasuperfcie del solido est muymojada y sobre ella hay una pelcula de aguacontinua, eta capa de agua esagua no combinada y act-a como si el slido noestuviera presente. %avelocidad de evaporacin con las condiciones establecidaspara el proceso,es independiente del slido y esencialmente igual a la velocidadque tendrauna superfcie lquida pura. +in embargo, las ondulaciones yhendiduras en lasuperfcie del slido ayudan a obtener una velocidad ms altade la quetendra una superfcie completamente plana.+i el slido es poroso, lamayorparte del agua que se evapora durante el periodo de velocidadconstanteproviene de su interior.

Periodo de (e+ocidad decreciente:El punto 1 de la fgura anterior correspondeal contenido crtico de humedad

libre B1, en este punto no hay sufciente aguaen la superfcie para manteneruna pelcula continuaC la superfcie ya no esttotalmente mojada, y laporcin mojada comien"a a disminuir durante el periodode velocidaddecreciente hasta que la superfcie queda seca en su totalidad en elpunto 2de la fgura anterior. El segundo periodo de velocidad decrecienteempie"aen el punto &, cuando la superfcie est seca en su totalidad, el planodeevaporacin comien"a a despla"arse con lentitud por debajo de lasuperfcie.El calor de evaporacin se transfere a trav!s del slido hasta la"ona devapori"acin, el agua evaporada atraviesa el slido para llegar hastala corrientede aire. En algunos casos no hay discontinuidad defnida en elpunto 2, y elcambio de condiciones de secado de una superfcie conhumedad parcial a unasuperfcie completamente seca, es tan gradual que

no se detecta un punto dein5exin.

para condiciones de secado constantes.+i se empie"a con un tiempo cero, elcontenido inicial de humedad libre corresponde alpuntoA. >l principio, el slido suele estar a una temperatura inerior a la que tendralfnal y la velocidad de evaporacin ir en aumento. >l llegar al punto., la temperaturade la superfcie alcan"a su valor de equilibrio. Este perodoinicial de ajuste o7

estabili"acin8 con estado inestable suele ser bastante corto ygeneralmente se ignoraen el anlisis de los tiempos de secado. %a curva dela fgura es recta entre los puntos.yC, por lo que la pendiente y la velocidad son constantes durante este perodo.> esta"ona se le conoce como regin de velocidad de secado constante. Enel punto Cde la

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OPERACIONES UNITARIASOPERACIN DE SECADO EN UN SECADOR DE BANDEJASL E.A.P. INGENIERIA QUIMICAMNOMNOMNOMNOMNOMNOMNOMNOMNOMNO ..Jhonny HaNcCoMNOMNOMNO(1ontenido

1ontenido($peraciJKn de secado en un secador de bandejas 3=esumen 39ntroducciJKn6$bjetivos 6


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E.A.P. INGENIERIA QUIMICAMNOMNOMNOMNOMNOMNOMNOMNOMNOMNO ..Jhonny HaNcCoMNOMNOMNO3OPERACIASRESUMENEn general, el secado de sJKlidos consiste en separar pequeJZascantidades de agua u otrolJquido de un material sJKlido con el fn de reducirel contenido de lJquido residual hastaun valor aceptablemente bajo. Elsecado es habitualmente la etapa fnal de una serie deoperaciones y, conrecuencia, el producto que se extrae de un secadero pasa aempaquetado.El agua u otros lJquidos pueden separarse de sJKlidosmecJTnicamentemediante prensas o centrJugas, o bien tJSrmicamentemediante evaporaciJKn. EstecapJtulo versa sobre el secado porvapori"aciJKn tJSrmica. #eneralmente eliminar lJquidospor mJStodosmecJTnicos es mJTs barato que por mJStodos tJSrmicos, y por esta

ra"JKn esaconsejable reducir el contenido de lJquido en lo posible antes deoperar en secaderotJSrmico. El contenido de lJquido de una sustancia secavarJa de un producto a otro.$casionalmente el producto no contiene lJquido y recibe el nombre de totalmente seco,pero lo mJTs recuente es queel producto contenga algo de lJquido. %a sal de mesa, porejemplo, contienedel orden de &,' por (&& de agua, el carbJKn seco un ) por (&& y lacaseJnaun * por (&&. +ecado es un tJSrmino relativo y tan sJKlo quiere decir quehay unareducciJKn del contenido de lJquido.%os sJKlidos que se secanpueden tener ormas dierentes escamas, grJTnulos, cristales,polvo, tablaso lJTminas continuas y poseer propiedades muy dierentes.El lJquido queha de vapori"arse puede aumentar sobre la superfcie del sJKlido, como enelsecado de cristales salinos, en el interior del sJKlido, como en el caso de

eliminaciJKnde disolvente de una lJTmina de un polJmero, o parte en elexterior y parte en el interior.%a alimentaciJKn de algunos secaderos es unlJquido en el que estJT suspendido el sJKlidoen orma de partJculas o endisoluciJKn. El producto que se seca puede soportartemperaturas elevadas obien requiere un tratamiento suave a temperaturas bajas omoderadas. Estoda lugar a que en el mercado exista un gran nJ[mero de tipos desecaderoscomerciales. %as dierencias residen undamentalmente en la orma en quesemueven los sJKlidos a travJSs de la "ona de secado y en la orma en laque se transmitecalor.

OPERACIONES UNITARIASOPERACIN DE SECADO EN UN SECADOR DE BANDEJASE.A.P. INGENIERIA QUIMICA

\\\\\\\\\\..Jhonny HaNcCo


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\\\6INTRODUCCIONEl secador de bandejas, o secador de anaqueles, consiste en un gabinete,de tamaosufcientemente grande apara alojar los materiales a secar, en elcual se hace corrersufciente cantidad de aire caliente y seco. En general, elaire es calentado por vapor,pero no saturado, de modo que pueda arrastrarsufciente agua para un secado efciente.Es necesario hacer notar unasituacin interesante de optimi"acin de secadores. En estecaso, cuando secalienta el aire con vapor, debe tomarse en cuenta varios aspectos, sinossituamos en la carta psicrom!trica, el aire a utili"ar, debe poseer unatemperatura debulbo h-medo alta, una entalpa alta, pero una humedadrelativa baja. uesto, que laoperacin de secado, como cualquier operacinde transerencia, depende del tiempo decontacto interacial /el cual no varanotablemente en este tipo de secador debido a lavariacin de la velocidaddel aire0, el rea de contacto interacial /que para nuestro casorequerimosque sean slidos en terrones, o granos, para aumentar esta relacin0,

elgradiente de temperatura y de humedad y la resistencia. En general, eneste tipo desecadores, las variables que pueden fjarse o variarse son losgradientes, he all laimportancia que el aire no entre ro ni h-medo, puestoque esto minimi"a el gradiente yelimina la efciencia del secador.Esto -ltimoes cierto para todos los tipos de secadores, no obstante, es ms marcadoeneste tipo de secador, puesto que en los siguientes, las otras variables noson tanrigurosamente fjas..O.>ETI6OS:Ob5eti(o "enera+

1onocer y evaluar los principios bsicos de la operacin de secado,medianteel uso de un secador de bandejas que opera por lotes, a nivel delaboratorio.

Ob5eti(os Esec$*cos(.2eterminar la velocidad de secado, para dierentes valores de losparmetrosdel aire y dierentes propiedades de los slidos.3.4erifcar experimentalmente la in5uencia de la temperatura y lahumedaddel aire en la intensidad del secado.6.Elaborar las curvas caractersticas de secado, a partir de datos obtenidosendiversas condiciones externas constantes.).1alcular los coefcientes de transerencia simultnea de calor y masa, delaoperacin de secado, a trav!s de balances de energa y masa.


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E.A.P. INGENIERIA QUIMICA\\\\\\\\\\..Jhonny HaNcCo\\\)FUNDAMENTOS TERICOSEn el presente trabajo se emplear el t!rmino 7secado8 para reerirse ala remocin deagua de materiales de proceso u otras sustancias porevaporacin, mediante laaplicacin de calor bajo condiciones controladas,aunque la expresin7secado8 tambi!nse usa en operaciones orientadas a remover otros lquidos orgnicos

/benceno, por Ej.0de slidos. En algunos casos, el agua puede ser removidade los slidos mecnicamentepor medio de prensas, centriugacin y otrosm!todos. En nuestro concepto, sinembargo, secado signifcar la remocint!rmica de agua.PRINCIPIOS DE SECADOEl secado consiste generalmente en la eliminacin de humedad de unasustancia porevaporacin del agua de la superfcie del producto,traspasndola al aire circundante. %arapide" de este proceso depende delaire /la velocidad con la que !ste circule alrededordel producto, su grado desequedad, etc.0, y de las caractersticas del producto/composicin,contenido de humedad, tamao de las partculas, etc.0. El secado esunproceso en el que se intercambian calor y masa. 9ncluye una operacinenerg!ticaelemental y representa una de las acciones t!rmicas bsicas enla industria de procesos yagroalimentaria. El secado o deshidratacin se


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usa como t!cnica de preservacin, puesmuchas en"imas y microorganismosque causan cambios qumicos en los alimentos yotros materiales, no puedencrecer y desarrollarse en ausencia de agua.%as ra"ones para su empleo sonde diversos tipos:;provechar subproductos.MTODOS DE SECADOEn general, los distintos m!todos para llevar a cabo la desecacin de slidoso lquidospueden ser de tipo mecnico o sicoqumico. %os msimportantes son los siguientes:Mecnicos:a)

Prensado:1osiste en separar un lquido de un sistema slidolquido, porcompresindel sistema en condiciones que permitan que el lquido escapemientras queel slido quede retenido entre las superfcies que lo comprimen.b)Centri!"aci#n:1onsiste en aplicar una uer"a centruga lo sufcientementeelevada, deorma que el lquido se despla"a en direccin de la uer"aproduci!ndose laseparacin.

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E.A.P. INGENIERIA QUIMICA\\\\\\\\\\..Jhonny HaNcCo\\\'F$sico%&!$'icos:a)E(aoraci#n s!er*cia+:1uando el producto h-medo se somete a la accin deuna corriente de airecaliente, el lquido se evapora aumentando la humedad delaire.b),io*+i-aci#n:El lquido a eliminar, previamente congelado, se separa delproducto que locontiene mediante sublimacin, por aportacin de calor y vaco.+e aplicasobre todo a alimentos.c)Absorci#n:Este t!rmino se aplica a gases h-medos, de los que se elimina elvapor de la

me"cla gaseosa solubili"ndolo en un lquido, como por ejemploladesecacin de gases por tratamiento con cido sul-rico.d)Adsorci#n:1onsiste en la separacin de la humedad por retencin sobre unslidoabsorbente, como por ejemplo la desecacin de aire con gel de slice.e)Con"e+aci#n:+eparacin de la humedad de un lquido por cristali"acin de lamisma, quese separa en orma slida.CONCEPTOS ./SICOS1onviene establecer la dierencia entre dos conceptos similares que suelen

conundirse:2esecacin, que consiste en la eliminacin de agua de unmaterial hasta que sucontenido est! en equilibrio con el aire que lo rodea, ydeshidratacin, que consiste en laeliminacin prcticamente total del aguaque pueda contener. %a dierencia entre estosconceptos es, bsicamentecuantitativa.0!'edad +ibre:Es la humedad en exceso que contiene un slido sobre la humedaddeequilibrio en unas condiciones dadas de temperatura y de humedad. +lola humedadlibre puede ser evaporada, y lgicamente depende de laconcentracin del gas /> trav!sde la humedad de equilibrio0.0!'edad +i"ada:

Es aquella humedad que en un slido ejerce una presin de4apor menor quela del agua pura a una temperatura dada. Esta humedad puede tratarsedeaquella contenida dentro de las paredes celulares, pequeos capilares ogrietas, porsolucin homog!nea dentro del slido y por adsorcin qumica osica en la superfciedel slido.0!'edad no +i"ada:En un material higroscpico, la humedad en exceso porEncima de lahumedad de equilibrio y que ejerce una presin de vapor igual a la delaguapura a la misma temperatura.Contenido de 1!'edad:El contenido de humedad de un producto puede expresarse sobre la basedel pesoh-medo, es decir la masa de agua por unidad de masa de producto

h-medo. $tra manerade expresar el contenido de humedad es en base al


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peso seco, es decir la masa de aguapor unidad de masa de componentesslidos desecados. %a humedad de los slidos se

OPERACIONES UNITARIASOPERACIN DE SECADO EN UN SECADOR DE BANDEJASE.A.P. INGENIERIA QUIMICA\\\\\\\\\\

..Jhonny HaNcCo\\\Upuede determinar por distintos procedimientos. %os m!todos directos sebasan eneliminar el agua que contiene el slido y determinar la cantidad porpesada o por mediosqumicos. or ejemplo el secado en estua de vacohasta pesada constante, se utili"asobre todo para materiales que puedendeteriorarse a elevadas temperaturas. ?ambi!n seutili"a el secado en estuaa presin atmos!rica, que suelen utili"ar aire or"ado y dondeel tiempo desecado est estandari"ado. %os m!todos indirectos se basan en la medidadealguna propiedad del material que resulte aectada por el contenido dehumedad.Contenido de 1!'edad en base 12'eda 34b1):=epresenta la humedad en unmaterial como un porcentaje del peso delslido h-medo. +e expresa como @g. 2e aguaentre @g. de material h-medo/@g. de slido seco A @g. de agua0.Contenido de 1!'edad en base seca 34bs):+e expresa como @g. de aguaentre @g. de slido seco.0!'edad cr$tica 34c):Es el contenido de humedad promedio cuando la tasa desecado constantetermina y comien"a la tasa de secado decreciente.0!'edad de e&!i+ibrio 34e):%a humedad contenida en un slido h-medo oen una solucin ejerce una

presin de vapor dependiente de la naturale"a de lahumedad, de lanaturale"a del slido y de la temperatura. +i el slido h-medo se exponeauna corriente de gas con una presin parcial de vapor, el slido perder humedadpor evaporacin, o la ganar a expensas del gashasta que la presin de vapor de lahumedad del slido iguale a la presinparcial de dicha corriente gaseosa. El slido y elgas se encuentran, entoncesen equilibrio, y la humedad del slido se denominahumedad de equilibrio.Materia+ 1i"rosc#ico:Es aquel tipo de material que puede contener humedad ligada.Materia+ no 1i"rosc#ico:Es aquel tipo de material que puede contener humedad noligada.

Per$odo de secado constante:


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Es el perodo de secado durante el cual la=emocin de agua por unidad derea de secado es constante.Per$odo de secado decreciente:Es el perodo de secado en el cual la tasa de secadoinstantnea decrececontinuamente.F+!5o cai+ar:Es el 5ujo de lquido a trav!s de los intersticios por encima de lasuperfciedel slido, causado por la atraccin molecular lquidoslido.6E,OCIDAD DE SECADO

OPERACIONES UNITARIASOPERACIN DE SECADO EN UN SECADOR DE BANDEJASE.A.P. INGENIERIA QUIMICA\\\\\\\\\\..Jhonny HaNcCo\\\V>l desecar un slido h-medo con aire caliente, el aire aporta el calorsensibley el calor latente de la evaporacin de la humedad y tambi!n act-acomo gas portadorpara eliminar el vapor de agua que se orma en lavecindad de la superfcie deevaporacin.PERIODO DE 6E,OCIDAD DE, SECADOExisten muchos mecanismos posibles de secado, pero aquellos quecontrolan el secadode una partcula dependen de su estructura yde +os ar'etros de secado%condicionesde secado 3te'erat!ra T7(e+ocidad ( 8 1!'edad re+ati(a de+ aire0, contenido dehumedad, dimensiones, superfcie expuesta a la velocidad detranserencia, y contenidode humedad de equilibrio de la partcula.

Periodo de (e+ocidad constante:durante el periodo de secado constante lasuperfcie del solido est muy

mojada y sobre ella hay una pelcula de aguacontinua, eta capa de agua esagua no combinada y act-a como si el slido noestuviera presente. %avelocidad de evaporacin con las condiciones establecidaspara el proceso,es independiente del slido y esencialmente igual a la velocidadque tendrauna superfcie lquida pura. +in embargo, las ondulaciones yhendiduras en lasuperfcie del slido ayudan a obtener una velocidad ms altade la quetendra una superfcie completamente plana.+i el slido es poroso, lamayorparte del agua que se evapora durante el periodo de velocidadconstanteproviene de su interior.

Periodo de (e+ocidad decreciente:El punto 1 de la fgura anterior correspondeal contenido crtico de humedad

libre B1


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, en este punto no hay sufciente aguaen la superfcie para mantener unapelcula continuaC la superfcie ya no esttotalmente mojada, y la porcinmojada comien"a a disminuir durante el periodode velocidad decrecientehasta que la superfcie queda seca en su totalidad en elpunto 2 de la fguraanterior. El segundo periodo de velocidad decrecienteempie"a en el punto &,cuando la superfcie est seca en su totalidad, el planode evaporacincomien"a a despla"arse con lentitud por debajo de la superfcie.El calor deevaporacin se transfere a trav!s del slido hasta la "ona devapori"acin,el agua evaporada atraviesa el slido para llegar hasta la corrientede aire.En algunos casos no hay discontinuidad defnida en el punto 2, y elcambiode condiciones de secado de una superfcie con humedad parcial aunasuperfcie completamente seca, es tan gradual que no se detecta unpunto dein5exin.En la


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W

grfca, la velocidad de secado comien"a a disminuir durante el perodo develocidaddecreciente, hasta llegar al punto


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D.


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es una condiciJKn de expansiJKntotal en la cual las partJculas sJKlidasestJTntan separadas entre sJ que prJTcticamente noejercen ningunain5uencia unas sobre otras.


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ADERO DE BANDEJAS

Ob5eto:=eali"ar un balance de materia y energa enEsta prctica servir como herramienta de enexperiencias de secado que aqu se presenta

del aire.+iguiendo las experiencias de secado propue( amiliari"arte con un secadero de bandejas3 determinar los perfles de temperatura, codierentes.6 anali"ar la velocidad de p!rdida de humedB para determinar si /a0 existe un perodo develocidad descendente puede ser dividido enmateria aparentemente dierentes.) ver el enmeno de reduccin de volumensecado.Materia+:

+ecadero de bandejas, materiales a ensayar,termohigrmetro digital, diagrama psicrom!tr


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ecaderos de bandeja son secaderos de pequea escala usados en laboratorios y plantas piloto para expe

%as condiciones experimentales pueden ser vtericos y prcticos de la operacin de secadun ventilador de 5ujo axial, situado en uno dedel secadero es ajustada regulando la velocidencuentra situado corriente arriba del compade+ airevariando la potencia de las mismas.m6de capacidad y es equipado con una puertcapacidad de almacenamiento de slido de *cmara. El t-nel, corriente arriba y corrientepara producir un 5ujo de aire uniorme sobre lF!nda'ento te#ricoEl secado es un enmeno complejo que involcalor hacia dentro del material y el transporteExisten muchos mecanismos posibles de secadependen de su estructura y de los parmetrvelocidad v y humedad relativa del aire0, convelocidad de transerencia, y contenido de hu

aire bajo condiciones ambientales constantescuatro perodos de velocidad de secado /


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Fi"!ra G;=epresentacin esquemtica de lo/B: contenido de humedadC G: velocidad deI Per$odo Inicia+: la evaporacin ocurre cotemperatura incrementa desde su valor inicia/?b0. En algunos casos, cuando la temperatutemperatura de bulbo h-medo del aire, el propocos minutos. /Bo: contenido de humedad inII Per$odo de (e+ocidad constante 3N9c)

evaporacin de la humedad desde una supermaterial permanece a ?b. %a mayora de losvelocidad de secado constante.III Pri'er er$odo de (e+ocidad descendivelocidad constante es el contenido de humeno se encuentra saturada de agua, y la velocicontenido de humedad y el incremento en lahumedad superfcial se ha evaporado complede humedad, la velocidad de secado es contrdentro del slido.I6 Se"!ndo er$odo de (e+ocidad descecorrespondientes a una velocidad de secado

transerencia de humedad puede ocurrir porcapilar, y diusin de vapor. %a temperatura d


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y el contenido de humedad se aproxima asint%os mecanismos 9 y 99 siguen la ley de transe%os mecanismos 999 y 94 siguen la segunda leyde borde: para el mecanismo 999 es la igualdapara el mecanismo 94, la igualdad del conteniMHtodo oerati(o+e utili"a un secadero de bandejas para proc>ntes de las experiencias, el material es prep/velocidad, temperatura y humedad0. %uego,de secado permitiendo que el aire pase sobrea cabo mediciones de la temperatura del pronali"ar los resultados obtenidos y reali"ar elelaboracin de inormes de laboratorio.>cceso a 1arta sicrom!trica.

+E1>2E=$ 2E Y>G2EI>+

$bjeto:=eali"ar un balance de materia y energa en un secadero.Esta prctica servir como herramienta de entrenamiento para losestudiantes de ingeniera. %as experiencias de secado que aqu se presentanson para niveles dierentes de temperatura y velocidad del aire.+iguiendo las experiencias de secado propuestas, sers capa" de:( amiliari"arte con un secadero de bandejas y con el proceso de secadoque en !l se lleva a cabo.3 determinar los perfles de temperatura, contenido de agua y velocidad desecado de productos dierentes.6 anali"ar la velocidad de p!rdida de humedad del producto como unauncin de su contenido de agua B para determinar si /a0 existe un perodode velocidad de secado constante y /b0 si el perodo de velocidaddescendente puede ser dividido en dos o ms regiones con mecanismos detranserencia de materia aparentemente dierentes.) ver el enmeno de reduccin de volumen que ocurre en algunosproductos durante el proceso de secado.Raterial:+ecadero de bandejas, materiales a ensayar, psicrmetro de aspiracin,anemmetro, balan"a digital, termohigrmetro digital, diagrama

psicrom!trico y tablas de vapor de agua.
http://www.sc.ehu.es/nmwmigaj/publicaciones1.htmhttp://www.sc.ehu.es/nmwmigaj/carta_psicrometrica.htmhttp://www.sc.ehu.es/nmwmigaj/publicaciones1.htmhttp://www.sc.ehu.es/nmwmigaj/carta_psicrometrica.htm


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%os secaderos de bandeja son secaderos de pequea escala usados enlaboratorios y plantas piloto para experimentar sobre secado de diversosmateriales.%as condiciones experimentales pueden ser variadas para permitir lademostracin de los aspectos tericos y prcticos de la operacin de secadoa escala industrial. El aire es introducido a la cmara con un ventilador de5ujo axial, situado en uno de los extremos del t-nel. %a velocidad del aire atrav!s del secadero es ajustada regulando la velocidad del ventilador. ]nbanco de resistencias el!ctricas se encuentra situado corriente arriba delcompartimiento de secado permitiendo elevar la temperatura del airevariando la potencia de las mismas. El compartimiento de secado tieneaproximadamente &.&) m6 de capacidad y es equipado con una puerta deacceso transparente. ]na serie de bandejas, con una capacidad dealmacenamiento de slido de * @g aproximadamente, se encuentra ubicadadentro de la cmara. El t-nel, corriente arriba y corriente abajo delcompartimiento de secado, ha sido diseado para producir un 5ujo de aire

uniorme sobre las bandejas.


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94 +egundo perodo de velocidad descendente: Este perodo representa lascondiciones correspondientes a una velocidad de secado totalmenteindependiente de las condiciones externas. %a transerencia de humedadpuede ocurrir por una combinacin de diusin de lquido, movimientocapilar, y diusin de vapor. %a temperatura del producto se acerca a latemperatura de bulbo seco /?g0 y el contenido de humedad se aproximaasintticamente al valor de equilibrio /Be0.%os mecanismos 9 y 99 siguen la ley de transerencia de calor y masa para unobjeto totalmente h-medo. %os mecanismos 999 y 94 siguen la segunda ley dediusin de nali"ar los resultados obtenidos y reali"ar el inorme de la prctica seg-nlas normas generales de elaboracin de inormes de laboratorio.

>cceso a 1arta sicrom!trica.

Secadores de Bandejas

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