Ejercicios Deshidratacion


3. Un secador de lecho fluidizado está siendo utilizado para secar cubitos de zanahoria. El producto ingresa al secador con 60% de humedad (base húmeda) a 25ºC. El aire de secado entra al secadora 120ºC después de ser calentado desde condiciones ambientales, 20ºC y 60 % HR. Estime la cantidad de material que está siendo procesado cuando el caudal de aire en el secador es de 700 kg aireseco/hr y el producto que sale del secador tiene un contenido de humedad de 10 % (base húmeda). Asuma que el producto deja el secador a la temperatura de bulbo húmedo del aire y el calor específico de lamateria seca es de 2.0 kJ/kg ºC. El aire deja el secador a una temp. de 10ºC por encima de la temperatura del producto final.

Datos:
Humedad inicial del prod., W1 = 0.6/0.4 = 1.5 kg H2O / kg materiaseca
Condición inicial del aire: 20ºC y 60% HR (H2 = 0.009kg H2O/kg a.s)
Temp. aire que entra a cámara secado = 120ºC
Caudal de aire, ma = 700 kg a.s./hr
Humedad final del prod., W2 = 0.1/0.9 =0.111kg H2O/kg m.s.
Calor específico de materia seca, Cpp = 2.0 kJ kg-1 K-1
Temp. final del prod. = temp. bulbo húmedo del aire
Temp. final del aire, Ta1 = Tp2 + 10ºC
Solución:
El volumen deproducción de producto se va a determinar haciendo uso de balances de materia y energía y de la carta psicrométrica

Balance de masa (humedad):
ma H2 + mp W1 = maH1 + mp W2 (1)

Air
Producto

(700 kg a.s./hr) (0.009 kg H2O/kg a.s) + mp(1.5 kg H2O/kg m.s)
= (700 kg a.s./hr) H1 + mp (0.111 kg H2O/kg m.s)
Haciendo un balance de energía
ma ha2 + mp hp1 = ma ha1 + mp hp2 + q
donde h es entalpía específica y q es pérdida decalor del secador
cálculo de entalpías:
para el aire:
ha2 = Cpa2 (120 – 0) + 0.009 Lv2
donde
Cpa2 = 1.005 + 1.88 (0.009) = 1.0219 kJ/kg a.s. K
Lv2 = 2501.4 kJ/kg H2O a 0.01ºC (de...