UNIVERSIDAD POLITECNICA DE PENJAMO

BALANCES DE MATERIA Y ENERGIA

BALANCE DE MATERIA DE UN PROCESO DE SECADO DE MAIZ

INTEGRANTES: DIEGO ADOLFO FABELA RODRIGUEZ

OBJETIVO.

Conocer los principios bsicos de la operacin de secado mediante el uso de un secador de charolas, para poder realizar un balance de materia durante algn momento del proceso de secado de maz hmedo. INTRODUCCION.

Un secador de charolas o bandejas es un equipo totalmente cerrado y aislado en el cual los slidos se colocan en grupos de charolas en el caso de slidos particulados. La transmisin de calor puede ser directa del gas a los slidos, utilizando la circulacin de grandes volmenes de gas caliente, o indirecta, utilizando repisas o bases calentadas, serpentines de radiador o paredes refractarias al interior de la cubierta. En unidades de calor indirecto, exceptuando los equipos de repisas al vaco, casi siempre se necesita la circulacin de una pequea cantidad de gas para eliminar el vapor de humedad del comportamiento y evitar la saturacin y condensacin del gas. Las unidades de compartimientos se emplean para calentar y secar madera, cermica, materiales en hojas (sostenidas en postes), objetos pintados y metlicos, y todas las formas de slidos particulados.

El funcionamiento satisfactorio de los secadores de charolas depende del mantenimiento de una temperatura constante y una velocidad de aire uniforme sobre todo del material que se est secando. Conviene tener una circulacin de aire con velocidades de 1 a 10 m/s para mejorar el coeficiente de transferencia de calor en la superficie y con el propsito de eliminar bolsas de aire estancado. La corriente de aire adecuada para este gnero de secadores depende de que el ventilador tenga una capacidad suficiente, del diseo de la red de ductos para modificar cambios repentinos de direccin y de desviadores correctamente ubicados. La corriente de aire no uniforme es uno de los problemas ms graves que se presentan en el funcionamiento de los secadores de charolas.

Los secadores de charolas pueden ser del tipo de carretillas de charolas o de charolas estacionarias. En el primer caso, las charolas se cargan sobre carretillas que se empujan hasta el interior del secador y, en el segundo, las charolas se cargan directamente en bastidores fijos dentro del secador. Las carretillas estn provistas de ruedas con pestaa que corren sobre carriles, o bien, de ruedas planas giratorias. Tambin se pueden suspender de monorrieles sobre los cuales se desplazan. Las carretillas cuentan por lo comn con dos hileras de charolas, cada una de las cuales tiene de 18 a 48 charolas, segn sean las dimensiones de stas. Las charolas pueden ser cuadradas o rectangulares, con una superficie de 0.37 a 0.75 m2/charola y se fabrican de cualquier material que sea compatible con las condiciones de corrosin y temperatura prevalecientes. Cuando se amontonan en una carretilla, debe dejarse un espacio libre de no menos de 3.80 cm entre el material que contienen y la base de la que est inmediatamente encima. Cuando las caractersticas del material y el manejo lo permitan, las charolas deben tener bases perforadas para proveer una mayor superficie de secado.

En general, se prefieren las charolas metlicas, ya que conducen el calor con mayor facilidad. Las cargas de las charolas varan comnmente de 1.25 a 10.0 cm de profundidad. El aire se hace circular por medio de ventiladores de hlice o centrfugos; por lo comn, el ventilador se monta dentro o directamente arriba del secador. La cada total de presin por las charolas, los calentadores y los ductos es, casi siempre, del orden de 2.5 a 5 cm de agua. La recirculacin del aire es usualmente del orden de l 80 al 95%, excepto durante la etapa inicial de desecacin de evaporacin rpida.

Las operaciones de s cado pueden llevarse a cabo en lotes o en continuo. El secado por lotes es una operacin relativamente cara, en consecuencia se limita a operaciones a pequea escala, a plantas piloto, a trabajos de investigacin y para secar materiales valiosos cuyo costo total ser poco alterado por el costo agregado en la operacin de secado. Para reducir el contenido de humedad en el secado de diversos materiales, es conveniente estimar el tamao del secador, las diferentes condiciones de operacin de humedad y temperatura para el gas empleado, y el tiempo requerido para lograr el grado de secado requerido. El contenido de humedad de equilibrio del material a secarse bajo condicione especficas de humedad y temperatura del gas debe determinarse experimentalmente. Las mediciones de velocidad del secado por lotes son relativamente fciles de obtener a partir de datos experimentales y proporcionan mucha informacin no slo para la operacin por lotes sino tambin para la continua.

Fig. 1: Secador de Charolas.

PROCEDIMIENTO.

Se introdujo maz humedecido en las charolas del equipo de secado, cada grupo de estudiantes se encarg de realizar mediciones en una charola especfica, en nuestro caso, seleccionamos la charola 2, se realizaron mediciones en lapsos de 5 minutos, tanto de temperatura como de velocidad de aire y peso total del material, esto para realizar clculos mediante un balance de masa en un momento determinado y as obtener concentraciones de aire, agua en el aire, maz y agua en el maz. Los resultados obtenidos se reportan en la siguiente tabla:

TIEMPO (min)TEMPERATURA (C)FLUJO (m/s)PESO (g)

ARRIBAABAJO

SECAHUMEDASECAHUMEDA

5351936201072680

1037203820.51522670

15392139.521.51442660

20412341.2231652650

A continuacin se presenta el diagrama de flujo del proceso:

CONCLUSION.Con este diagrama podemos realizar clculos de las concentraciones mencionadas anteriormente, en cualquier instante, as como de la charola nmero 2, que fue la elegida por nuestro equipo, la cual reporto un peso inicial de 436 g y un peso final de 432, no es muy grande la perdida de humedad que sufri el maz, sin embargo es de utilidad para saber cmo realizar un diagrama de flujo de un proceso para posteriormente poder realizar los clculos pertinentes y obtener algn dato que deseamos conocer.

BIBLIOGRAFIA. Foust S. Alan,(1993), Principios de Operaciones Unitarias, 4a Ed., CECSA, Cap. 18. Geankoplis, C.J. (1995), Procesos de transporte y Operaciones Unitarias, 2 Ed. CECSA Perry, R. H., Chilton C.H., (1986), Manual del Ingeniero Qumico, 5a Ed., Mc Graw Hill, Vol II, 20-20 Treybal R.E., (1993), Operaciones de Transferencia de masa, 2 Ed., Mc Graw Hill, Cap. 12 Principios Elementales de los Procesos Qumicos, Felder R.M.