Secado De Solidos

1.-Introducción
El secado de sólidos consiste en la eliminación de cantidades pequeñas de agua u otro líquido contenido en un material sólido, con el fin de reducir el líquido residual hasta un valor aceptablemente bajo. Suele ser la operación final de un proceso de fabricación y se hace antes del envasado o expedición; con ello se reducen costes de transporte, se evita la humedad que puede sercausante de corrosiones y se obtienen materiales más manejables.
El secado se puede hacer por métodos mecánicos, prensado o por métodos térmicos, evaporación. En este capítulo se estudiará el secado como fenómeno de evaporación.
2.-Conceptos básicos
El contenido de humedad de una materia suele expresarse como porcentaje en peso respecto al material seco. Un sólido expuesto al aire a unadeterminada humedad y temperatura pierde o gana agua hasta alcanzar unas condiciones de equilibrio; el grado de humedad, en el equilibrio, depende de las características del material, figura 1.
♦ Humedad de un sólido es el peso de agua que acompaña a la unidad de peso de sólido seco.
♦ Humedad de equilibrio es la humedad alcanzada por un sólido en equilibrio con una masa de aire a una determinadatemperatura y humedad. También, es el límite de humedad que puede alcanzar un sólido en contacto con una masa de aire. Si la humedad del sólido es mayor que la humedad de equilibrio, el sólido se seca; si es menor, el sólido capta agua hasta la humedad de equilibrio, figura 2.

Figura 1. Húmedad de equilibrio de un sólido en función de la humedad relativa del aire
♦ Humedad libre es el excesode humedad de un sólido, respecto a la humedad de equilibrio, en contacto con una determinada masa de aire. Es la humedad que puede perder un sólido después de un contacto prolongado con el aire.
♦ Humedad ligada es la humedad de equilibrio de un sólido en contacto con una masa de aire de humedad relativa del 100 %. También, la humedad mínima necesaria para que el sólido deje de comportarsecomo higroscópico.
♦ Humedad desligada es la diferencia entre la humedad del sólido y la humedad ligada, ó la humedad libre del sólido en contacto con aire saturado. El sólido se comporta como sólido húmedo.

Figura 9.2.-Curva de humedad de equilibrio
♦ Sólido húmedo es aquel cuya presión de vapor del agua contenida en él es igual a la del agua pura a la misma temperatura. El sólido húmedo estotalmente inerte para el agua que le acompaña.
♦ Sólido higroscópico, el agua tiene una presión de vapor menor que la del agua pura a la misma temperatura; el cuerpo higroscópico modifica la tensión de vapor del agua que está ocluida en sus poros o entre las partículas del mismo.

3.-Mecanismos de secado
En la operación de secado hay que eliminar la humedad sobre la superficie y la delinterior del sólido. Si la humedad es elevada, la evaporación tiene lugar sobre la superficie totalmente mojada; el líquido se renueva continuamente por difusión rápida desde el interior y la velocidad de secado permanece constante sin depender de la humedad total, es el periodo de velocidad de secado constante y se prolonga hasta alcanzar la humedad crítica.
Cuando la humedad del sólido esinferior a la humedad crítica, la difusión desde el interior no puede suministrar todo el líquido que se evapora en la superficie, lo que lleva consigo el descenso de la velocidad de evaporación. Tiene lugar la aparición de zonas secas sobre la superficie, y termina cuando la superficie de sólido queda libre le líquido, se le conoce como 1er periodo de velocidad decreciente.
A continuación, lavelocidad de secado sigue descendiendo, la evaporación se produce en el interior del sólido, cada vez más lejos de la superficie, difundiendo posteriormente el vapor, es el 2er periodo de velocidad decreciente.
En cada momento, la velocidad de secado es función de la velocidad de transmisión de calor y de la velocidad de transferencia de materia que depende del tipo y características del material. En...