formulas de calculo de secado

Cálculos en secado
Ing. Gabriela Barraza J.

Definiciones
• Contenido de humedad, en base húmeda. El
contenido de humedad de un sólido o solución
generalmente se describe en función del porcentaje en
peso de humedad; a menos que se indique otra cosa, se
sobreentiende que está expresado en base húmeda, es
decir, como (kg humedad/kg sólido húmedo)100 = [kg
humedad/(kg sólido seco + kghumedad)]100 = 100X/(1
+ x).
• Contenido de humedad, base seca. Se expresa como
kg humedad/kg sólido seco = X. Porcentaje de
humedad, base seca = 100X.
• Humedad en el equilibrio x*. Es el contenido de
humedad de una sustancia que está en el equilibrio con
una presión parcial dada del vapor.

Definiciones
• Humedad libre. La humedad libre es la
humedad contenida por una sustancia enexceso de la humedad en el equilibrio: X - x*.
Sólo puede evaporarse la humedad libre; el
contenido de humedad libre de un sólido
depende de la concentración del vapor en el
gas.

Curvas de secado
• La
velocidad
de
secado
se
determina
experimentalmente, colocando una muestra en una
bandeja.
• Si se trata de un material sólido, debe llenar por
completo la base de la bandeja, de talmanera que solo
quede expuesta a la corriente del aire de secado la
superficie de dicho sólido.
• La pérdida en peso de humedad durante el secado
puede determinarse a diferentes intervalos sin
interrumpir la operación, colgando la bandeja a una
balanza adaptada a un gabinete o a un ducto a través
del cual fluye el aire de secado.
• Los datos que se obtienen de un experimento de secado
porlotes generalmente se expresan como peso total de
sólido húmedo (W) a diferentes tiempos de t horas en el
período de secado.

Cálculos en secado
•

Calcular la humedad en base seca para cada valor de W.

Xt 
•

W  Ls kg totales agua
Ls kg sólido sec o

Determinar la humedad libre para cada valor de Xt conociendo la humedad de equilibrio.

X L  Xt  X *
•
•

kg agua librekg sólido sec o

Graficar humedad libre (X) en función al tiempo (t) en horas.
Calcular la velocidad de secado (R) a partir de esta gráfica determinando las pendientes de las
tangentes a la curva, lo cual proporciona valores de dX/dt para ciertos valores de t.

Ls dX kg agua
R
A dt hr m2
•

Graficar la curva de velocidad de secado R vs, X.

Curva de secado XL vs t

Curva develocidad de secado
R vs X

Etapas durante el secado por aire
caliente
• Considerar:
• Aire fluye paralelamente a la superficie de secado
• Temperatura y humedad del aire sobre la superficie de
secado se mantienen constantes durante todo el ciclo de
secado.
• El calor necesario se le aporta al producto por
convección.

Período de estabilización
• Etapa A-B:
• Las
condicionesreinantes sobre la
superficie del sólido
se equilibran con las
del aire de secado.
• Es muy corto y
frecuentemente
se
ignora en el análisis.

Período de velocidad constante
• Etapa B-C:
• Superficie del sólido se mantiene saturada de
agua líquida,
• Secado implica desplazamiento del vapor de
agua desde la superficie saturada, a través de la
capa delgada de aire estático, hasta la corrientede principal de aire.

Período de velocidad constante
• La velocidad de transferencia
de masa se equilibraron la
velocidad de transferencia de
calor:
temperatura
de
superficie de secado se
mantiene constante y puede
considerarse
igual
a
temperatura de bulbo húmedo
del aire.
• Fuerza
impulsora
del
movimiento del vapor a través
de la capa delgada de aire
estático: gradientede presión
de vapor de agua entre la
superficie de desecación y la
corriente principal del aire de
secado.

Los factores que controlan la
velocidad durante el PSVC
• Área de la superficie de secado
• Diferencia de temperatura o contenido de agua ,
entre el aire y la superficie de secado
• Coeficientes de transferencia de calor y masa
• La velocidad del aire y las dimensiones del...