Operaciones unitarias

Introducción

El secado de un producto constituye una operación de mucha importancia en las industrias químicas, alimentaria, agroindustrial, siendo los objetivos fundamentales preservar los productos durante su almacenamiento y transporte, fácil manipulación y empacado; generalmente se aplica al final de los procesos de fabricación y se constituye en una “operación de acabado”.Operaciones de secado
Existen varios tipos de operaciones de secado, que se diferencian entre sí por la metodología seguida en el procedimiento de secado; puede ser por eliminación de agua de una solución mediante el proceso de ebullición en ausencia de aire; también puede ser por eliminación de agua mediante adsorción de un sólido, y por reducción del contenido de líquido en un sólido, hasta un valordeterminado mediante evaporación en presencia de un gas.
Los sólidos que se secan pueden tener formas diferentes -escamas, gránulos, cristales, polvo, tablas o láminas continuas- y poseer propiedades muy diferentes.
El producto que se seca puede soportar temperaturas elevadas o bien requiere un tratamiento suave a temperaturas bajas o moderadas. Esto da lugar a que en el mercado exista un grannúmero de tipos de secadores comerciales. Las diferencias residen fundamentalmente en la forma en que se mueven los sólidos a través de la zona de secado y en la forma en la que se transmite.
Equipos de secado
Las operaciones de secado pueden clasificarse ampliamente según que sean por lotes o continúas. Estos términos pueden aplicarse específicamente desde el punto de vista de la sustancia queestá secando.
El equipo de secado, puede ser tan sencillo como un soplador con una resistencia adaptada, o tan complejo como un secador rotatorio.
Métodos generales de Secado
Los métodos y procesos de secado se clasifican de diferentes maneras; se dividen en procesos de lotes, cuando el material se introduce en el equipo de secado y el proceso se verifica por un periodo; o continuos, si el materialse añade sin interrupción al equipo de secado y se obtiene material seco con régimen continuo.
Los procesos de secado se clasifican también de acuerdo con las condiciones físicas usadas para adicionar calor y extraer vapor de agua: (1) en la primera categoría, el calor se añade por contacto directo con aire caliente a presión atmosférica, y el vapor de agua formado se elimina por medio del mismoaire; (2) en el secado al vacío, la evaporación del agua se verifica con más rapidez a presiones bajas, y el calor se añade indirectamente por contacto con una pared metálica o por radiación (también pueden usarse bajas temperaturas con vacío para ciertos materiales que se decoloran o se descomponen a temperaturas altas); (3) en la liofilización, el agua se sublima directamente del materialcongelado.
Contenido de humedad de Equilibrio
Al igual que todo proceso de transferencia, el motor principal de la transferencia es un gradiente. Por ejemplo, en la transferencia de momento, el gradiente era de presión (o altura, que induce una presión), para la transferencia de calor, era un gradiente térmico, en este caso, es un gradiente de concentración, más específicamente para secado deconcentración de líquido en la corriente de vapor y el sólido, que se entiende como humedad.
Cuando se coloca en un secador un sólido, debido a la gran cantidad de aire que se hace fluir, a pesar que el aire se humedece, su variación de humedad no es considerable, por ende se considera como una humedad constante. El comportamiento de la humedad de un sólido con respecto del tiempo es decrecienteasintótico, este valor límite al cual tiende la humedad luego de un tiempo suficientemente largo, supuesto infinito, se considera como su humedad al equilibrio, que es el contenido de humedad mínimo para una humedad de aire determinada. Este valor se expresa en lb de H2O por lb de sólido seco, o bien Kg.
Este tipo de datos suele estar tabulado en manuales específicos para cada material, no...