Secado

Introducción
El secado es una operación unitaria básica que se refiere a la eliminación de líquidos de un material sólido, el líquido se elimina como vapor y es arrastrado por un gas (generalmente aire). El líquido a remover es generalmente agua.
El contenido de humedad final del producto seco varía ya que depende del tipo de producto que se está secando y de las condiciones de operación.Algunos de los objetivos del secado son
-Aumentar la vida útil del producto: el secado permite disminuir la actividad bacteriana o microbiológica en general ya que reduce aw (actividad acuosa).
-Reducción del peso y volumen del producto, aumentando la eficacia de los procesos de almacenaje y transporte.
-Alternativas de consumo.
De acuerdo con la forma de operación, los secaderos puedenclasificarse en procesos continuos y batch.
Entre los equipos de secado se encuentra el secadero de bandejas. El mismo consiste en un gabinete donde se hace correr una cantidad de aire caliente y seco. El material se distribuye uniformemente sobre bandejas de metal, que pueden ser cribadas las cuales se colocan dentro del gabinete.

Figura 1. Esquema representativo de un secadero debandejas.
El aire utilizado debe poseer una temperatura de bulbo húmedo alta, una entalpia alta y una humedad relativa baja.
En general, las variables que pueden fijarse o variarse son los gradientes temperatura y humedad del aire.

El contenido de humedad de un sólido se expresa por lo común como la cantidad de agua por unidad de peso de solido seco o húmedo.
Contenido de humedad en base húmeda, esla que expresa la humedad de un material como porcentaje de peso del solido mojado (W). Se define como:



donde:
W [g de agua/ g de solido húmedo]
WS [g de solido seco]: peso del solido seco.
h [g agua /g de sólido húmedo]
Contenido de humedad en base seca, es el que expresa la humedad de un material como porcentaje de peso de solido seco. Se define como



donde:Xt [g de agua / g de solido seco]
Contenido de humedad en equilibrio (X*), es la humedad limitante a la cual un material dado se puede secar en condiciones específicas de temperatura y humedad del gas. La humedad de equilibrio es la cantidad de agua que existe en el sólido cuando la presión de vapor de agua en el alimento esta en equilibrio con la presión parcial de vapor de agua en el aire.donde:
X* [g de agua /g de solido seco]

Contenido critico de humedad (XC), es el contenido de humedad promedio cuando concluye el periodo de velocidad de secado constante.

Contenido de humedad libre (X), es el líquido que se puede separar a una temperatura y humedad del aire dadas. Este valor llega a incluir tanto la humedad ocluida como la no ocluida (retenida).Velocidad de secado
Es la cantidad de agua que se elimina del producto por unidad de tiempo. El factor más importante está dado por la transmisión de calor entre el aire de secado y el producto que se está secando.
Hay distintas etapas de eliminación de agua, ya que la velocidad de secado no es la misma durante todo el proceso.
En una curva de secado, podemos observar la relaciónentre la velocidad de secado y el contenido de humedad del producto.

Figura 2. Curva de secado.
La velocidad de secado (R) para cada punto se calcula con la siguiente expresión:

En la primera etapa A-B, la velocidad de secado es creciente en forma exponencial. La temperatura del solido en la superficie alcanza su valor de equilibrio (temperatura de bulbo húmedo). Durante esta etapa ocurre elcalentamiento del alimento y la evaporación del agua no es muy importante. Se dice que hay control externo porque la velocidad de evaporación del agua va a depender de las condiciones del aire que se utilice (temperatura, velocidad, humedad).
En la segunda etapa B-C la velocidad de secado aumenta y se vuelve constante. Se produce la evaporación del agua de la superficie. Parte del calor que...