SISTEMA DE SECADO

Carolina Mecas, Sofa Flrez, Sara Patio

RESUMENEl principal objetivo de esta prctica es estudiar el proceso de secado, por medio de deshidratacin de rodajas de pera con una corriente de aire caliente utilizando un secador de tnel con una velocidad de secado de 1732 rpm, tambin se busca analizar los parmetros que ms afectan este proceso y obtener las curvas de secado. El mtodo por el cual se obtiene el calor necesario para la evaporacin de la humedad es directo, puesto que en este caso se tiene un secador directo, dnde el calor se obtiene por contacto directo de la sustancia con el gas caliente en el cual tiene lugar la evaporacin. A partir de los datos obtenidos se hallaran las curvas de rapidez de secado y velocidad de secado, esto con el fin de hacer un anlisis del proceso para diferentes variables como la humedad y el tiempo.

ABSTRACT

1. 2. INTRODUCCINEl secado es una operacin unitaria mediante lacual se elimina humedad de una sustancia.En ella se somete el producto hmedo a la accin de una corriente de aire caliente y seco, evaporndose el lquido con el consiguiente aumento de la humedad del aire. El punto final o lmite de la desecacin estar en la eliminacin del lquido (normalmente agua) del material, hasta que la humedad de dicho material est en equilibrio con el aire que le rodea; es decir, hasta que la presin de vapor de la humedad del slido iguale a la presin parcial de la corriente gaseosa. Al secar un slido en el seno de una masa de aire tiene lugar simultneamente transferencia de materia y transmisin de calor. El agua contenidaen el slido sedesplaza hacia la inter-fase y posteriormente al seno del gas. [1]El mecanismo particular que controla el secado de determinado producto depende tanto de su estructura como de parmetros de secado tales como contenido de humedad, dimensiones del producto, temperatura del medio de secado, ratas de transferencia de calor y contenido de humedad en equilibrio [2]Los mtodos y procesos de secado se clasifican de diferentes maneras; se dividen en procesos de lotes, cuando el material se introduce en el equipo de secado y el proceso se verifica por un periodo; o continuos, si el material se aade sin interrupcin al equipo de secado y se obtiene material seco con rgimen continuo. Los procesos de secado se clasifican tambin de acuerdo con las condiciones fsicas usadas para adicionar calor y extraer vapor de agua [3]DATOSLos datos tomados en la prctica se muestran en el anexo 1

Modelo de Clculo Determinacin de la humedad

Para determinar el contenido de humedad en el tiempo se usa la relacin:

Donde:

El peso tomado incluye el de la bandeja por lo que debe restrsele para efectos de clculos.La humedad en equilibrio se obtiene a partir de los datos de humedad relativa y temperatura del ltimo registro. Determinacin de la humedad libre

La cual se calcula con el fin de obtener la curva de velocidad de secado vs humedad libre. Clculo de la rapidez de secadoDeterminar la variacin de la humedad con respecto al tiempo (dX/dt) y relacionarlo con la masa del slido seco y el rea de secado permite encontrar la velocidad de secado o flux:

Donde:N: Rapidez de secado del slido, Flux de Secado

dx/dt: Variacin de la humedad con respecto al tiempo

A: Seccin transversal del slido a secar o superficie de secado

Este diferencial se debe calcular para a partir de l determinar el coeficiente de transferencia de masa para el slido. Se grafica la velocidad de secado vs la humedad para obtener de velocidad analizar.

Clculo del Coeficiente de Transferencia de Masa

La rapidez a la cual se evapora la humedad tambin puede describirse en funcin de Ky, un coeficiente de transferencia de masa del gas y de la diferencia de humedad entre el gas en la superficie lquida Ys y en la corriente principal Y.

N: velocidad de secado en la zona de rapidez constante

Ky: coeficiente de transferencia de masa en la zona de rapidez constante

Ysat: humedad de saturacin en la temperatura superficial del lquido (Ts)Resultados Valores para determinar la curva de secado.Tiempo (min)X

00,32

50,265

100,235

150,195

200,165

250,145

300,12

350,095

400,075

450,06

500,05

550,035

600,0255

650,02

700,005

750,005

800

Figura 1. Curva de secado a partir de los resultados de la tabla anterior

Valores para determinar la curva de rapidez de secado.

dxdtN

-0,055536,1842105

-0,03519,7368421

-0,04526,3157895

-0,03519,7368421

-0,02513,1578947

-0,025516,4473684

-0,025516,4473684

-0,02513,1578947

-0,01559,86842105

-0,0156,57894737

-0,01559,86842105

-0,009556,25

-0,005553,61842105

-0,01559,86842105

050

Figura 2. Curva de rapidez de secado a partir de los resultados de la table anterior

Analisis de resultados

En la figura 1, se puede observar la perdida de humedad del slido (pera) es decir se pudo observar que el peso disminuye en funcin del tiempo, debido fundamentalmente a la deshidratacin o prdida de humedad de la pera gracias a la corriente de aire caliente suministrada por el equipo, en el secado ocurre la eliminacin total o parcial del agua contenido en la fruta, por transferencia de calor al agua y posterior evaporacin de sta; adems se da el fenmeno de transferencia de masa ya que el agua contenida en la pera se transfiere en forma de vapor a la corriente de aire.Segn la teora, las curvas de secado tpicas tienen 3 perodos: De induccin, Velocidad Constante y Velocidad Decreciente. En los materiales con humedades iniciales bajas, el secado transcurre en todo momento con velocidad de secado decreciente, como en el caso de la experiencia realizada. As pues, y segn la figura 2, la humedad del producto disminuy hasta alcanzar la humedad de equilibrio; en este perodo las lneas que se obtienen son curvas, como ocurri en este caso.

Bibliografa

[1] A. Marcilla Gomis, Introduccin a las operaciones de separacin, Publicaciones Universidad de Alicante, ISBN 84-7908-405-7. pag.

[2] C. ORREGO. Procesamiento de alimentos. [En lnea] 30/07/2014 http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4070035/lecciones/cap7/cap7.htm

[3] C. GEANKOPLIS. Procesos de transporte y operaciones unitarias, 3a edicin, Mexico 1998, Pag. 580

Anexo 1

Tiempo (min)Peso muestra (g)Haire entradaH aire salidaT secado C

026411,1327,339,6

525314,129,440,6

1024710,624,143,4

152399,122,342,5

2023310,423,741,3

2522911,724,840,9

3022412,825,841,5

3521910,522,544,1

402158,119,943,4

452129,421,742,2

5021011,524,141,1

5520712,124,541,6

60205,110,42244

652047,919,644,5

702017,81942,8

752019,921,542,4

8020010,622,541,2