Metodo y etica

FUNDAMENTOS DE SECADO, EXTRACCION SOLIDO LIQUIDO Y DESTILACION: A. TECANTE 1
UNIDAD 1
PSICROMETRIA
El aire seco y libre de contaminantes es una mezcla cuya
composición típica se muestra en el Cuadro 1.
Para la mayoría de los cálculos de ingeniería se considera una
mezcla de 79 % de Nitrógeno y 21 % de Oxígeno.
Cuadro 1. Composición del aire seco y limpio al nivel del mar
Componente %volumen = % mol
Nitrógeno 78.084
Oxígeno 20.9476
Argón 0.934
Dióxido de carbono 0.0314
Neón 0.001818
Helio 0.000524
Metano 0.0002
Otros gases(1) 0.000358
(1) Kr, N2O, H2, Xe, O3, NH3, Co, NO2 y SO2.
FUNDAMENTOS DE SECADO, EXTRACCION SOLIDO LIQUIDO Y DESTILACION: A. TECANTE 2
La Psicrometría es la parte de la Termodinámica que estudia las
propiedades de las mezclas gas-vapor.
Para elsecado de alimentos es de particular interés estudiar las
propiedades de la mezcla aire-vapor de agua.
Aunque es posible que el aire exista en estado líquido, se lo
considera "el gas" porque es esencialmente incondensable a las
condiciones de temperatura y presión usadas en el secado
convencional.
Por el contrario, el agua puede existir en estado líquido y en estado
vapor sin necesidad deefectuar modificaciones drásticas en la
temperatura y la presión.
Aire seco =====> no contiene vapor de agua.
Aire húmedo ==> sí contiene vapor de agua.
En muchas ocasiones conviene considerar al aire seco como si
fuera un solo componente. Entonces
Aire húmedo = aire seco + vapor de agua
Esto facilita los cálculos y evita complicaciones innecesarias
durante el análisis de situacionesfísicas que involucran el manejo y
acondicionamiento del aire durante el secado de alimentos.
FUNDAMENTOS DE SECADO, EXTRACCION SOLIDO LIQUIDO Y DESTILACION: A. TECANTE 3
1.1 Presión de vapor, p*
Es la presión ejercida por las moléculas de un componente que está
en el estado vapor y que se encuentran en equilibrio dinámico con
las moléculas del mismo componente que está en estado líquido.
En laFig. 1.1 se representa un sistema hipotético formado por un
recipiente cerrado que tiene conectado un medidor de presión para
indicar la presión dentro del mismo. El recipiente contiene un
líquido puro a una temperatura constante, T1.
Figura 1.1 Concepto de presión de vapor
líquido
t = 0
p = 0
t > 0
p > 0
t = t
p = p*
p
t
p*
0
1
3
4 5
6
7
8
líquido
0
1
3
4 5
6
7
8líquido
0
1
3
4 5
6
7
8
vapor
vapor
FUNDAMENTOS DE SECADO, EXTRACCION SOLIDO LIQUIDO Y DESTILACION: A. TECANTE 4
En t = 0 p = 0
El espacio sobre el nivel del líquido está vacío.
No hay moléculas de vapor.
En t > 0 p > 0
Parte del líquido se evapora.
El vapor comienza a ocupar el espacio inicialmente vacío.
El medidor detecta la presión ejercida por las moléculas del vapor.En t = t p = p*
La evaporación continua hasta alcanzar una presión constante.
El líquido no ha dejado de evaporarse.
Se establece equilibrio dinámico entre fase líquida y fase vapor.
Velocidad de evaporación igual a velocidad de condensación.
No hay cambio neto en las condiciones macroscópicas del sistema.
La presión alcanza su valor de equilibrio (la presión de vapor).
Aunque la presiónejercida por el vapor cambia con el tiempo, sólo
nos interesa el valor de equilibrio.
FUNDAMENTOS DE SECADO, EXTRACCION SOLIDO LIQUIDO Y DESTILACION: A. TECANTE 5
Si el proceso anterior se repite desde el principio a una temperatura
T2, (T1 . T2), que se mantiene constante, el valor de la presión de
equilibrio será diferente al correspondiente a T1.
La presión de vapor de un compuesto esfunción de la temperatura
y existe una relación biunívoca entre ambas variables.
La presión de vapor aumenta con el aumento de la temperatura.
Sin embargo, el aumento no es proporcional.
Cuadro 2. Presión de vapor del agua
Temperatura
K °C
Presión de vapor
kPa mmHg
Temperatura
K °C
Presión de vapor
kPa mmHg
273.15 0 0.611 4.58 323.15 50 12.333 92.51
283.15 10 1.228 9.21 333.15 60...