Operación de secado en sistemas particulados

I. Resumen.
El secado se describe como un proceso de eliminación de la humedad, con el fin de obtener un producto sólido y seco. Esta humedad en el concentrado se presenta como una solución líquida dentro del sólido. Mientras se produce el secado de la humedad superficial, al mismo tiempo se produce una migración de la humedad desde dentro del sólido hacia la superficie. Esto mediante latransferencia de calor.

Objetivos.

a. Determinar la cinética de secado de un sistema particulado.
b. Comprobar los efectos de la granulometría en el proceso.

Procedimiento.

Primeramente se debe obtener la masa de concentrado y el volumen de agua a utilizar. Se debe tamizar el mineral por medio de las mallas (50# y 100#). Al terminar el proceso de tamizado obtendremos la cantidad de masaseca, previamente calculada al inicio, tanto para
las granulometrías +50#, -50# +100# y -100#.
Una vez que se tienen las masas para cada granulometría se agrega el volumen de agua, ya calculado para humedecer el concentrado de manera uniforme. Esto lo hacemos mediante el roleo de la muestra (40 veces). Luego tomamos 8 muestras de 60 gr. para cada granulometría. Realizado esto, se ingresan lasmuestras al horno a una temperatura de 105ºC. Se retiran las muestras para cada granulometría para los tiempos t = 5, 13, 30, 45, 60, 75, 90 y 110 minutos, luego que se deja enfriar un momento, pasamos a masar las muestras y calculamos la diferencia de masa debido a la pérdida de humedad.

Conclusión.

De acuerdo con la experiencia práctica, se puede decir que para todas las granulometrías, aldejar pasar un tiempo t, van a converger a un valor constante de diferencia de masas respecto de la muestra inicial. Es decir, que llegaremos a un tiempo en el cual independientemente de la granulometría, las muestras del sistema particulado no podrá disminuir más su humedad.
Es por esto que al llegar al punto en que la variación de masas es constante, se debe detener el secado, ya que es de altocosto e innecesario ya que las muestras no perderán más humedad.

II. Resultados.

Calculando la masa inicial y el volumen de agua a utilizar durante la experiencia.



Como necesitamos calcular el peso seco, lo despejamos de la ecuación:

Peso seco = 408 gramos.

Luego necesitamos obtener el volumen de agua para humedecer la muestras:



Volumen que resulta ser igual a 72 ml deagua.
Este volumen debe agregarse a cada muestra granulométrica para tener como resultado la masa total a trabajar que es de 480 gramos.
Esta masa es la que se debe separar en muestras de 60 gramos cada una e ingresarlas al horno para su posterior secado.
De acuerdo a los resultados de las tablas y gráficos, se concluye que el tiempo óptimo de secado para las granulometrías es de 75 min,tiempo en el cual las diferencias de masa entre la muestra inicial y la obtenida del horno no es significativa, manteniéndose casi constante. Esto indica que las muestras ya no perderán más humedad y si lo hacen éstas no serán variaciones importantes, por lo cual no tiene sentido continuar con el proceso de secado.


Tabla 1: Diferencias de masa para malla +50#.


Tabla 2: Diferencias de masapara malla -50# +100#.


Tabla 3: Diferencias de masa para malla -100#.


Tabla 4: Resumen diferencias de masas.

Gráfico 1: Diferencias de masa (gr) v/s tiempo (min).



Gráfico 2: Curvas Sigmoidales Y(t) v/s tiempo (min).

III. Discusiones.

Durante la experiencia se sucedieron diversas extrañezas en los resultados, los cuales se
discutirán a continuación.
Para lagranulometría +50#, al tomar las 8 muestras de 60 gr. faltó material (0,23 gr.) para
completar una de ellas. Esto pudo haberse debido a la pérdida de material fino durante el tamizado o inclusive en el mismo proceso de roleo.
Esta masa faltante se consideró al final para comparar los resultados.
Al sacar las muestras del horno y masarlas, se obtuvieron diferencias de masas “extrañas” respecto de la...