laboratorio de procesos ii-secado.paulina.carolina.javier.ivan.danilo

UNIVERSIDAD DE MAGALLANESFACULTAD DE INGENIERIADEPTO. DE INGENIERIA QUÍMICA

Laboratorio de Procesos II

[Secado en Bandeja]

4 de octubre del 2013

Integrantes: Paulina BarrientosCarolina HernándezJavier MenzIván NavarroDanilo Raddatz

Profesor: Sr. Hugo Llerena


Resumen

La operación de secado es una operación de transferencia de masa de contacto gas- sólido, donde la humedad contenida en el sólido se transfiere por evaporación hacia la fase gaseosa, en base a la diferencia entre la presión de vapor ejercida por el sólido húmedo y la presión parcial de vapor de la corriente gaseosa. El presente informe expone la experiencia de laboratorio de secado de bandeja, en la cual se utilizaron pellets humedecidos para ser secados en el equipo. Se obtuvieron datos de humedades relativas de entrada y salida del aire con sus respectivas temperaturas, además de la variación de la masa de los pellets cada intervalos de cinco minutos, para así calcular los balances de masa y energía en el secador y la posterior determinación de las curvas del secado y velocidad de los pellets que pueden ser visualizadas en la sección Datos y Resultados.

Finalmente se concluye que la humedad tiene un comportamiento decreciente a medida que transcurre el tiempo, de igual manera, en la zona final de la gráfica, la humedad tiende a mantenerse constante, siendo este el momento donde se alcanzan las condiciones de equilibrio, es decir, la presión parcial del vapor de agua en el aire (agente secante) es igual a la presión de vapor del líquido contenido en el sólido húmedo. La curva de velocidad de secado indica con que velocidad se seca el material y muestra la cantidad de humedad removida desde el pellets secado por unidad de tiempo por unidad de superficie secada. La explicación de la forma de esta curva está conectada con los fenómenos de transferencia de masa y calor.

Durante la experiencia es lógico que se produzcan errores inherentes en el proceso afectan en pequeña escala al resultado final de la experiencia, sin embargo, este trabajo concluye que los objetivos planteados inicialmente son realizados satisfactoriamente.

1


Introducción

La operación de secado es una operación de transferencia de masa de contacto gas- sólido, donde la humedad contenida en el sólido se transfiere por evaporación hacia la fase gaseosa, en base a la diferencia entre la presión de vapor ejercida por el sólido húmedo y la presión parcial de vapor de la corriente gaseosa. El proceso se estudia considerando las relaciones de equilibrio que se establecen cuando el material a secar se pone en contacto con el medio secante, y de las relaciones que expresan cuantitativamente la velocidad de transferencia del proceso, la cual depende de la velocidad de circulación del aire, del grado de sequedad que este tenga, y de las características de la sustancia a secar (composición, contenido de humedad, tamaño de partículas).

En el siguiente informe se expone la experiencia de secado en bandejas, a partir de pellets humedecidos, proceso realizado en un equipo conformado de una cámara de secado con bandejas, por el cual circula aire a una cierta temperatura suministrado por un inyector. Se presentan los datos obtenidos, cálculos realizados, análisis de estos resultados y conclusiones finales a partir de la realización del laboratorio.

2


Índice

Resumen I

Introducción II

1. Objetivos 4

2. Teoría 5

2.1 Generalidades 5

2.2 Pruebas de secado y curvas de secado 6

3. Procedimiento Experimental 7

3.1 Materiales y Equipos 7

3.2 Procedimiento 7

4. Datos y Resultados 8

4.1 Datos 8

4.2 Resultados 8

5. Discusión de Resultados 10

6. Conclusión 12

7. Anexos 13

7.1 Datos del proceso de secado para la comida de perro en forma de pellets 13

7.2 Resultados obtenidos a partir de los balances de masa y energía realizados 14

7.3 Datos de humedad absoluta, volumen específico y entalpía según carta psicométrica14

7.4 Memoria de Cálculo 16

7.5 Nomenclatura 20

Bibliografía 21

Ilustraciones

Figura N°1 6

Figura N°2 7

Figura N°3 7

3


Figura N°4 6

Figura N°5 7

Gráficos

Gráfico N°1 9

Gráfico N°2 10

Tablas

Tabla N°1 8

Tabla N°2 8

Tabla N°3 9

Tabla N°4 9

Tabla N°5 14

Tabla N°6 15

Tabla N°7 17

4


1. Objetivos

Analizar el proceso de secado en bandejas, para así:

Determinar el balance de energía y de masa en el secador. Obtener las curvas de secado y de velocidad del secado.

5


2. Teoría

2.1 Generalidades

La operación de secado es una operación de transferencia de masa de contacto gas- sólido, donde la humedad contenida en el sólido se transfiere por evaporación hacia la fase gaseosa, en base a la diferencia entre la presión de vapor ejercida por el sólido húmedo y la presión parcial de vapor de la corriente gaseosa. Es decir, en cualquier proceso de secado se verifican:

a) Mecanismos de transferencia de masa b) Mecanismos de transferencia de calor

La transferencia de masa ocurre cuando el sólido pierde humedad y la transferencia de calor se verifica cuando el medio ambiente (aire) entrega calor al sólido.

La concentración de vapor de agua en un gas se denomina humedad del gas. La humedad puede ser expresada de varias maneras dependiendo de la información requerida. Cuando un sólido húmedo se pone en contacto con aire de menor humedad que la correspondiente al contenido de humedad del sólido, el sólido tiende a perder humedad y secarse hasta alcanzar equilibrio con el aire. Al revés, cuando el aire es más húmedo que el sólido con el que está en contacto, el sólido absorbe humedad del aire hasta que se alcanza el equilibrio. Un factor crítico en las operaciones de secado es la capacidad de arrastrar vapor del aire, nitrógeno u otra corriente de gas que pasa sobre el material a secar. Esta capacidad de arrastre determina no solo la velocidad de secado, sino también el fin del secado, es decir el menor contenido de humedad al cual un material dado puede ser secado.

Una de las formas usuales de secado consiste en hacer circular una corriente de aire caliente sobre el material a secar. El nivel de agua se determina según el tipo de producto final deseado. Un secador de bandeja es un equipo conformado por bandejas dispuestas horizontalmente, éste permite controlar la velocidad y la temperatura del flujo de aire, el cual es impulsado por un termo-ventilador. Además cuenta con una balanza digital que permite registrar en el tiempo la masa del sólido, y por lo tanto la pérdida de humedad. La velocidad del aire se determina con velocímetro digital y con un psicrómetro se determinan las temperaturas del flujo de aire, por lo tanto es posible obtener la velocidad de secado, la cantidad de agua evaporada y la humedad relativa del aire.

6


Figura N°1: Esquema de un equipo de secado.

2.2 Pruebas de secado y Curvas de secado

Para determinar experimentalmente la velocidad de secado de un material dado, se coloca una muestra en una bandeja y se expone a una corriente de aire, tomándose mediciones de humedad de la muestra a intervalos de tiempo sin interrumpir el proceso.

Los datos que se obtienen de un experimento de secado son generalmente peso del sólido (húmedo) a diferentes tiempos de proceso. Las gráficas típicas del contenido de humedad en el

tiempo y de velocidad de secado vs contenido de humedad se presentan a continuación:

Figura N°2: Curva de secado Figura N°3: Curva de velocidad de secado.

7


3. Procedimiento Experimental

3.1 Materiales y Equipos

Tabla N°1: Equipos empleados.

Equipo de secado de bandeja “Elettronica Veneta”

Tabla N°2: Materiales empleados.1 Vaso Precipitado, 1 litro1 Cronómetro

Alimento para perro, en pellets.

3.2 Procedimiento

1. Una vez encendido el equipo y dispuestas las bandejas completamente limpias, presionar el botón “TARE”.

2. Distribuir en al menos dos bandejas, una cantidad adecuada de pellets para obtener su masa inicial.

3. Humedecer los pellets en un vaso precipitado, tener la precaución de utilizar guantes para no obstruir los micro-poros del alimento para perros.

4. Secar superficialmente el pellets y disponerlos de forma uniforme en las bandejas.5. Una vez que el equipo haya alcanzado su estacionario (condiciones de velocidad de flujo

de aire, temperatura de entrada y humedad inicial constantes), introducir las bandejas y proceder a su pesaje.

8


6. Registrar los datos iniciales señalados en el equipo, de temperatura de entrada y salida, humedad relativa de entrada y salida, velocidad del aire y masa de los pellets.

7. Registrar cada cinco minutos los mismos datos hasta obtener una masa constante en los pellets.

4. Datos y Resultados4.1 Datos

Tabla N°3: Datos de masa de pellets y bandeja de secadoMasa pellets secos + bandeja [gramos] 463,2Masa pellets húmedos + bandeja [gramos] 673,4

A continuación se presentan los primeros y últimos datos del proceso de secado de la comida para perro. La tabla que ilustra los datos de todos los tiempos puede ser revisada en la sección Anexos (Tabla N°5).

Tabla N°4: Datos obtenidos del proceso de secadoTiempo [min] H1 [%] T1 [°C] H2 [%] T2 [°C] F1 [m/seg] C [grs.]

0 24,7 25,3 33 21,9 4,1 673,4240 22,8 24,4 33,2 19,5 4 498,5

4.2 Resultados

A partir de los datos presentados en la Tabla N°6 se obtiene la siguiente curva de secado para la experiencia realizada:

9


0 50 100 150 200 2500

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Gráfico N°1: Curva de secado

Tiempo [min]

Cont

enid

o de

hum

edad

[%]

A su vez realizando los balances de masa y energía apreciados en la Tabla N°, se presenta a continuación la curva de velocidad de secado:

10


5 10 15 20 25 30 35 400

1

2

3

4

5

6

7

Gráfico N°2: Velocidad de secado

Contenido de humedad [%]

- dX/

dT

5.1 Discusión de Resultados

11


La curva de secado ilustrada en el Gráfico N°1, nos muestra el contenido de humedad a través del tiempo del proceso de secado. Cuando el pellet se pone en contacto con el aire caliente (agente secante) absorbe calor y aumenta su temperatura. Al mismo tiempo la humedad comienza a evaporarse, lo que hace que el sólido tienda a enfriarse. Después de un período de ajuste inicial, tramo AB, las velocidades de calentamiento y enfriamiento se igualan y la temperatura del material que se está secando se estabiliza. En el tramo BC el contenido de humedad comienza a disminuir lentamente hasta llegar a un punto en donde la curva tiende a estabilizarse (desde el minuto 220 transcurrida la experiencia), es aquí donde las condiciones de equilibrio entre el aire y el sólido húmedo se alcanzan, es decir, la presión parcial del vapor de agua en el aire (agente secante) es igual a la presión de vapor del líquido contenido en el sólido húmedo. Esta condición de equilibrio no implica la obtención del producto cien por ciento seco, ya que claramente no fue posible obtener el peso de la muestra sin humedecer, para lograr esto se debería considerar un lapso de tiempo mucho mayor, y por ende también un gasto de energía superior, que por supuesto en la industria se traduce en costos.

0 50 100 150 200 25005

101520253035404550

Curva de secado

Tiempo (min)

Cont

enid

o de

hum

edad

%

A

B

C

Figura N°4: Análisis curva de secado.

Con respecto a la curva de velocidad de secado, presentada en el Gráfico N°2, se observa que los datos presentan dispersión, esto debido a los bruscos cambios de humedad debidos por el aumento de temperatura dentro del secador. Sin embargo, estos datos presentan una tendencia la cual se ve reflejada en el Gráfico N°3. Se pueden observar claramente los tres períodos de secado, el primer período de secado inicial, el cual es muy corto pasando rápidamente al período de velocidad constante y por último el período de caída en la velocidad de secado, La evaporación empieza con el contacto de la capa de líquido con el aire caliente, teniendo presente la resistencia a la transferencia de masa, tenemos las condiciones límite y la capa circundante de gas, limitando la velocidad de secado. Como la evaporación de la humedad requiere de la misma cantidad de calor latente de vaporización, la superficie del líquido después de algún tiempo alcanzará una

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temperatura de equilibrio (período inicial de secado), así la cantidad de calor proveída hacia la superficie desde el aire caliente circundante será igual al calor necesario para el cambio de fase.

Esta curva indica con que velocidad se seca el material y muestra la cantidad de humedad removida desde los pellets secados por unidad de tiempo por unidad de superficie secada. La explicación de la forma de la curva de secado se explica a través de la transferencia simultánea de calor y masa, puesto que antes del secado la superficie del material está cubierta con una capa delgada de líquido, teniendo una temperatura menor a la temperatura de equilibrio, y como resultado, la velocidad de secado en el tramo AB se incrementa hasta que la temperatura de la superficie alcanza el valor correspondiente al tramo BC. La explicación a CD se traduce a que el sólido húmedo está inicialmente a alta temperatura mayor que la temperatura de bulbo húmedo del aire, por lo tanto se enfriará.

5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

1

2

3

4

5

6

Velocidad de secado

Contenido de humedad

- dX/

dT

A

B

C

D

Figura N°5: Análisis curva de velocidad de secado.

Cabe destacar que otro error en el que se incurrió obligatoriamente, fue que al pesar la masa de pellets y remojarla se perdió masa, sólidos que eran muy pequeños y difíciles de incluir en la muestra, por esta razón la masa de sólidos secos pesada inicialmente no será la misma que la cantidad de sólidos utilizada para secar.

Durante la experiencia se obtuvieron valores de temperaturas y humedades relativas, tanto como para la entrada como para la salida del flujo de aire, los cuales no sufrieron grandes variaciones en el transcurso de la experiencia, sin embargo, estas variaciones se traducen en pequeños errores que son llevados a los balances realizados los que finalmente son utilizados para la confección de las curvas previamente expuestas.

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Cabe destacar que otro pequeño error se debe a que el flujo del aire influía en la sensibilidad de la balanza al realizar la medición de la masa, y esto, sumado a errores inherentes en el proceso afectan en pequeña escala al resultado final de la experiencia.

6. Conclusión

Al realizar la experiencia de Secado en bandejas, la cual consistió en secar una masa determinada de alimento para perros en forma de pellets mediante un flujo de aire constante; se obtuvieron valores de humedades y temperaturas a intervalos equidistantes de cinco minutos, los cuales permitieron establecer los balances de masa y energía para finalmente construir las curvas de secado y velocidad de secado. La primera de las curvas, ilustrada en el Gráfico N°1, nos permite apreciar como la humedad tiene un comportamiento decreciente a medida que transcurre el tiempo, de igual manera, en la zona final la humedad tiende a mantenerse constante, siendo este el momento donde se alcanzan las condiciones de equilibrio, la presión parcial del vapor de agua en el aire (agente secante) es igual a la presión de vapor del líquido contenido en el sólido húmedo. En el Gráfico N°2 se aprecia la curva de velocidad de secado la cual indica con que velocidad se seca el material, y muestra la cantidad de humedad removida desde el pellets secado por unidad de tiempo por unidad de superficie secada, de esto es posible concluir que a mayor cantidad de humedad mayor es la velocidad de secado y viceversa. La explicación de la forma de esta curva está conectada con los fenómenos de transferencia de masa y calor.

La mayor complicación radica en mantener las condiciones del aire de entrada constantes tanto en humedad como en temperatura, como en la realidad esto es muy difícil, existen desviaciones asociadas, las cuales sin embargo, permiten aplicar los supuestos teóricos.

Es así como finalmente se dan por concluidos satisfactoriamente los objetivos asociados a este laboratorio.

14


7. Anexos

7.1 Datos del proceso de secado para la comida de perro en forma de pellets.

Tabla N°5: Datos obtenidos del proceso de secadoTiempo [min] H1 [%] T1 [°C] H2 [%] T2 [°C] F1 [m/seg] C [grs.]

0 24,7 25,3 33 21,9 4,1 673,45 25,4 25,3 33,6 21,8 4 645,5

10 25,8 25,3 33,7 21,8 4 640,515 27 25,3 35,4 21,8 4 63020 28,5 25,3 37 21,8 4 619,525 29,5 25,3 38 21,7 4 611,730 29,7 25,3 38,1 21,7 4 604,135 30,2 25,3 38,6 21,8 4 598,240 30,4 25,1 38,8 21,6 4 59145 31 25,1 39,3 21,6 4 585,850 31,1 25 39,5 21,6 4 580,255 31,5 25 39,7 21,5 4 575,660 32,5 24,9 40,8 21,5 4 57165 32,7 24,9 41,3 21,5 4 56670 32,5 25 40,6 21,6 4 563,475 34,3 24,9 42,7 21,4 4,1 559,680 33,4 24 42,2 20,5 4 554,685 35 24 43,8 20,3 4 55290 32,5 24,7 41,6 21,1 4 549,595 32,5 24,7 41,2 21 4,1 547,5

100 32,4 24,4 40,7 20,9 4,1 542,2105 32,2 24,2 40,3 20,9 4,1 541110 30,8 24,5 39,3 20,9 4 538,6115 29,8 24,8 38,5 21 4,1 536,3120 29,8 24,6 38,4 20,9 4,1 533,2125 29,6 24,5 38,1 20,7 4 531,7130 29,3 24,5 37,8 20,6 4 528,5135 29,6 24,5 37,9 20,5 4 527,5140 28,9 24,4 37,6 20,4 4 525,4145 28,9 24,5 37,2 20,4 4 523,6150 28,7 24,4 37,1 20,4 4 521,8155 28 24,6 37 20,3 4 520,6160 27,7 24,6 36,8 20,3 4 519,8165 27,5 24,5 36,2 20,2 4 516,2170 27,3 24,5 36 20,2 4 514,8175 26,6 24,7 35,5 20,1 4 514,4

15


180 26,2 24,7 35 20,1 4 512,2185 25,7 27,7 34,5 20 4 511,3190 25,1 24,8 34,4 20 4 509,3195 24,5 24,8 34,1 19,9 4 508,6200 23,8 24,7 34,1 19,8 4 507,9205 23,7 24,7 34 19,8 4 506,6210 23,7 24,7 34 19,7 4 504,6215 23,5 24,6 33,7 19,7 4 503,8220 23,5 24,5 33,7 19,6 4 503,1225 23,4 24,5 33,6 19,5 3,9 501,3230 23,2 24,5 33,5 19,4 4 500,8235 23,2 24,4 33,5 19,3 4 499,3240 22,8 24,4 33,2 19,5 4 498,5

7.2 Resultados obtenidos a partir de los balances de masa y energía realizados.

Tabla N°6: Resultados obtenidos del balance de masa, balance de energía, contenidos de humedades y velocidad de secado.

m (gr/s); [BM] Q (KJ/s); [BE] %X X* dX/dT

2,140230158 -11,28484992 45,3799655 7,6208981

1,756259642 -12,38875044 39,3566494 7,6208981 6,02331606

1,423825344 -13,14665401 38,2772021 7,6208981 1,07944732

1,613094532 -12,71498043 36,0103627 7,6208981 2,26683938

1,375222288 -13,23058684 33,7435233 7,6208981 2,26683938

1,043395779 -14,60754091 32,0595855 7,6208981 1,68393782

0,901114536 -14,89210339 30,4188256 7,6208981 1,64075993

0,995496563 -14,22137947 29,1450777 7,6208981 1,27374784

0,948766603 -14,37381404 27,5906736 7,6208981 1,55440415

0,758923278 -14,84643662 26,4680484 7,6208981 1,12262522

0,995968698 -13,75385345 25,2590674 7,6208981 1,208981

0,569327482 -15,2769541 24,2659758 7,6208981 0,99309154

0,664057868 -14,56184039 23,2728843 7,6208981 0,99309154

0,853687456 -14,1332701 22,193437 7,6208981 1,07944732

0,521574206 -14,93598862 21,6321244 7,6208981 0,56131261

0,291676547 -16,57695044 20,8117444 7,6208981 0,82037997

16


0,618900262 -15,2820757 19,7322971 7,6208981 1,07944732

-0,047630388 -17,90902596 19,1709845 7,6208981 0,56131261

0,902505641 -15,05759411 18,6312608 7,6208981 0,53972366

0,438398479 -17,19496258 18,1994819 7,6208981 0,43177893

0,487398954 -16,03542558 17,0552677 7,6208981 1,14421416

1,510936757 -13,93961008 16,7962003 7,6208981 0,25906736

1,141498216 -15,83828775 16,2780656 7,6208981 0,51813472

1,121150874 -14,96492688 15,7815199 7,6208981 0,49654577

1,170313987 -14,67768792 15,1122625 7,6208981 0,66925734

0,857142857 -16,0952381 14,7884283 7,6208981 0,3238342

0,190566937 -18,19914245 14,097582 7,6208981 0,69084629

0,905516502 -16,48993209 13,8816926 7,6208981 0,21588946

0,047681488 -19,50172845 13,4283247 7,6208981 0,45336788

0,381497377 -18,35956128 13,0397237 7,6208981 0,38860104

0,477042338 -19,55873584 12,6511226 7,6208981 0,38860104

0,572519084 -19,22709924 12,3920553 7,6208981 0,25906736

0,334128878 -19,85680191 12,2193437 7,6208981 0,17271157

0,381861575 -19,76133652 11,4421416 7,6208981 0,77720207

0,23880597 -21,6358209 11,1398964 7,6208981 0,30224525

0,238834488 -21,59063769 11,0535406 7,6208981 0,08635579

-4,444444444 -48,41099164 10,5785838 7,6208981 0,47495682

0,573476703 -21,74432497 10,3842832 7,6208981 0,19430052

0,717188621 -21,70690892 9,95250432 7,6208981 0,43177893

1,387062059 -20,08848499 9,80138169 7,6208981 0,15112263

0 -28,52340936 9,65025907 7,6208981 0,15112263

1,292020577 -20,86373968 9,36960276 7,6208981 0,2806563

1,387725805 -20,09809786 8,93782383 7,6208981 0,43177893

1,388390186 -20,15559545 8,76511226 7,6208981 0,17271157

1,245210728 -20,97701149 8,61398964 7,6208981 0,15112263

1,214516709 -20,97376931 8,2253886 7,6208981 0,38860104

1,198322349 -21,56980228 8,11744387 7,6208981 0,10794473

17


1,676445935 -19,44677284 7,79360967 7,6208981 0,3238342

1,676245211 -19,44444444 7,6208981 7,6208981 0,17271157

7.3 Datos de humedad absoluta, volumen específico y entalpía según carta psicométrica

18


19

Tabla N° 7: datos de humedad absoluta, volumen específico y entalpía según carta psicométrica

Tiempo (min) HA1 (g/Kg) HA2 (g/Kg) Vs (m3/Kg) h1 (KJ/Kg) h2 (KJ/Kg)

0 4,93 5,37 0,8429 37,86 35,545 5,07 5,44 0,8427 38,22 35,61

10 5,15 5,45 0,8428 38,42 35,6515 5,39 5,73 0,8431 39,04 36,3620 5,7 5,99 0,8435 39,81 37,0225 5,9 6,12 0,8434 40,32 37,2430 5,94 6,13 0,8434 40,42 37,2835 6,04 6,25 0,8438 40,68 37,6840 6,01 6,21 0,8432 40,4 37,3745 6,13 6,29 0,8433 40,7 37,5750 6,11 6,32 0,8434 40,56 37,6655 6,19 6,31 0,8431 40,76 37,5460 6,35 6,49 0,8433 41,06 37,9965 6,39 6,57 0,8434 41,17 38,1970 6,39 6,5 0,8436 41,26 38,1175 6,7 6,76 0,8434 41,97 38,5680 6,18 6,31 0,8402 39,73 36,5290 6,27 6,46 0,8421 40,67 37,595 6,27 6,36 0,8417 40,67 37,14

100 6,14 6,24 0,8412 40,03 36,74105 5,87 6,18 0,8412 39,44 36,58110 5,78 6,02 0,841 39,52 36,19115 5,71 5,94 0,8411 39,14 36,07120 5,64 5,88 0,8408 38,85 35,84125 5,58 5,76 0,84 38,71 35,33130 5,64 5,68 0,8396 38,85 35,03135 5,47 5,66 0,8393 38,33 34,87140 5,51 5,52 0,8389 38,51 34,42145 5,43 5,51 0,8388 38,23 34,38150 5,36 5,46 0,8385 38,25 34,15155 5,31 5,43 0,8384 38,11 34,08160 5,24 5,31 0,838 37,83 33,67165 5,2 5,28 0,838 37,73 33,59170 5,12 5,17 0,8375 37,75 33,22175 5,05 5,1 0,8374 37,55 33,03185 4,86 4,98 0,837 37,18 32,63190 4,75 4,9 0,8366 36,88 32,34195 4,58 4,87 0,8363 36,36 32,16205 4,56 4,83 0,8359 36,31 31,95210 4,5 4,79 0,8359 36,04 31,84215 4,47 4,76 0,8355 35,87 31,66220 4,45 4,71 0,8352 35,83 31,45225 4,41 4,67 0,8349 35,73 31,24230 4,39 4,64 0,8345 35,56 31,06235 4,31 4,66 0,8351 35,37 31,31240 4,32 4,67 0,8352 35,38 31,32


7.4 Memoria de Cálculo Datos obtenidos en el laboratorio para un tiempo de 15 min

H1 (%) T1(°C) H2(%) T2(°C) F1(m/s) C(g)27 25,3 35,4 21,8 4 630

Ingresando datos de humedad y temperatura respectivas al software PSICRO (carta psicométrica) se obtienen los datos de humedad absoluta, volumen específico de salida y entalpía.

HA1 (g/Kg) HA2(g/Kg) Vs(m3/Kg) h(1)(KJ/Kg) h(2)(KJ/Kg)5,39 5,73 0,8431 39,04 36,36

Balance de masa a los 15 min

m=(F 1Vs ) ∙ (HA2−HA1 )

m=( 40,8431 )∙ (5,73−5,39 )

m=1,61309 g/ (m2 s) Balance de energía a los 15 min

Q=( F1Vs ) ∙ (h2−h1 )

Q=( 40,8431 ) ∙ (36,36−39,04 )

Q=−12,715( KJm2 s

)

Contenido de humedad a los 15 min

X%=100 ∙C−C0C0

X%=100 ∙ 630−463,2463,2

X%=36,01

Contenido de humedad en el equilibrio a las 15 min

20


X ¿=100 ∙C ¿−C0C0

X ¿=100 ∙ 498,5−463,2463,2

X ¿=7,6209

Velocidad de secado

dxdt

=−(%X2−%X1)

t 2−t 1

dxdt

=−(36,0103627−38,2772021)

15−10

dxdt

=2,26683938

7.5 Nomenclatura

HA1: humedad absoluta de entrada

HA2: humedad absoluta de salida

Vs: volumen específico de salida

h(1): entalpía de entrada

h(2): entalpía de salida

T1: temperatura de entrada del flujo de aire

T2: temperatura de salida del flujo de aire

F1: velocidad del flujo de aire

C: masa de pellet

C0: masa de pellet inicial

C*: masa de pellets finalizado el proceso. En este caso a los 240 min una masa de 498,5 g

H1: humedad relativa de entrada

21


H2: humedad relativa de salida

m: masa obtenida del balance de masa (BM)

Q: calor obtenido del balance de energía (BE)

%X: contenido de humedad

X*: contenido de humedad en el equilibrio

dX/dT: velocidad de secado

Bibliografía

“Operaciones de transferencia de masa”: Treybal R.E,; McGraw-Hill 2da edición, Cap 12.

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laboratorio de procesos ii-secado.paulina.carolina.javier.ivan.danilo

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