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CAPÍTULO 4
PROCESO DE SECADO
Introducción
El secado con aire caliente por medio de la fluidización se ha utilizado ampliamente desde
1948 [2] y se usa actualmente esta técnica para secar minerales molidos, arena, polímeros,
fertilizantes, fármacos, materiales cristalinos y muchos otros materiales. Las razones
principales por la cual el secado por fluidización es tan popular son:
a)Contacto eficiente de gas y sólido permite unidades compactas y relativamente
bajos costos de capital combinado con una relativa alta eficiencia térmica.
b) El manejo de las partículas es bastante gentil comparado con algunos otros tipos de
secadores.
c) La carencia de partes móviles, como alimentación y descarga de material, hace que
los costos de mantenimiento sean muy bajos.
Una de laslimitantes en el secado por fluidización es la elección de materiales
fluidizables, algunos materiales tienden a aglomerarse o simplemente no fluidizan, algunas
técnicas permiten ampliar la fluidización a algunos materiales dado que implementan
mecanismos de vibración.
El secado es el objetivo principal de este trabajo por lo que hay que entender cuales son
los principios de este fenómeno.
Losmateriales húmedos consisten en dos fases la fase sólida o esqueleto y la fase
líquida. La fase sólida puede tener muchas propiedades físicas, químicas, estructurales,
mecánicas, biomecánicas y muchas otras propiedades que pueden afectar el secado del
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material, estas propiedades también afectan la técnica y la tecnología utilizada en proceso
de secado.
En el secado, las graficasutilizadas son una herramienta muy útil y de gran importancia
por que de ellas puede mostrarse el comportamiento del secado y servirá a esta tesis para
determinar el efecto de la porosidad.

Parámetros de Materiales Mojados
El primer parámetro es el contenido de humedad la cual puede ser definida de dos maneras
como explica Strumillo y Kudra [34].
Base seca:
mA
Kg de humedad
=
mS Kg dematerial seco

(4.1)

mA
mA
Kg de humedad
=
=
m m A + mS Kg de material mojado

(4.2)

X=

Base húmeda
X '=

En el secado existen algunos valores característicos que identifican estados en el
contenido de humedad.

Equilibrio en el contenido de humedad (equilibrium moisture content) e.m.c. La
humedad que esta en equilibrio con el vapor contenido en el agente de secado. Este es elmínimo contenido de humedad en la cual un material puede teóricamente ser secado.
También es llamado: contenido mínimo de humedad higroscópica.

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Contenido crítico de humedad (critical moisture content) c.m.c. Es una humedad
característica ocurre un cambio en las condiciones de secado en las cuales pasa del secado a
velocidad constante a la velocidad decreciente de secado.
Contenidomáximo de humedad (maximum moisture content). Esta es el contenido
máximo de humedad en el cual todos los vacíos están llenos de humedad.
Contenido inicial de humedad (inicial moisture content). El contenido de humedad al
comienzo del secado.
Contenido máximo de humedad higroscópica (maximum hygroscopic moisture
content). Esta es el equilibrio en el contenido de humedad del sólido cuando lahumedad del
ambiente está saturada.

Equilibrio en el Secado
Investigaciones han demostrado que la humedad atrapada en pequeños poros ejerce una
presión de vapor menor a la del puro líquido a cierta temperatura. Este efecto se muestra en
la ecuación de Kelvin.
ln ϕ = −

− 2σ M
r ρRT

(4.3)

A este tipo de sólidos que presentan propiedades de higroscopia puede ser interpretado
por elmodelo de sorpción. El símbolo f es la humedad gaseosa relativa. Esto se refiere a la
humedad relativa de sorpción arriba de 0.2 donde

la formación de una capa

monomolecular de moléculas de agua en las paredes de los poros. Para una mayor humedad
relativa (0.2 < f < 0.6) se forman capas multimoleculares; sucesivamente más capas en la

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monocapa. Arriba de f > 0.6 en humedad relativa...