Secado de un solido

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Química

Laboratorio de Ingeniería Química III

Práctica # 3: “Secado de Sólidos en Charolas”

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Problema
Se requiere determinar experimentalmente en un secador de charolas, cual deberá ser el espesor de pasta húmeda que permita maximizar la rapidez de secado de pasta, expresada en kg de producto seco por día de operación, bajo lassiguientes condiciones de operación:

* El espesor de cada muestra será de 5, 10, 15 y 20 mm.
* La velocidad del aire en la descarga del secador deberá regularse entre 1.5 y 2.2 m/s. (valor recomendado 2 m/s).
* La humedad inicial del sólido estará entre el 6 y el 8 % masa.
* La presión del vapor en el intercambiador de calor se establece entre 18 y 21 lb/pulg2.
* Un día deoperación equivalente a 8 horas de operación del secador.

Descripción del equipo:
Secador de charolas Armfield Tecnical Education.

El secador de charolas del laboratorio está constituido por una cámara de secado, donde se colocan dos juegos de charolas con el material a tratar, suspendidos en dos balanzas.
La balanza superior permite operar con un juego de cuatro charoles como máximo. Labalanza inferior permite suspender solo una charola. Dimensiones de las charolas 200 x 200 mm y una profundidad de 10 mm y de 5 mm respectivamente.
La cámara de secado tiene una sección cuadrada de 450 x 450 mm y 450 mm de longitud.
El equipo está dotado de un calentador de aire que utiliza como fluido de calentamiento vapor saturado, el intercambiador de calor aletado, es de tipo “flujocruzado”.
La línea de vapor tiene 3 válvulas, la primera corresponde a la alimentación principal, la segunda sirve para “purgar los condensados”, la tercera da paso al vapor hacia el intercambiador. Se dispone además de una válvula reguladora de presión de vapor que permite fijar, dentro de ciertos límites, la presión del vapor en un valor constante. La descarga de condensados del secador se hace a travésde una “trampa de vapor” y una válvula en el extremo de la tubería. El aire se suministra al secador por medio de un ventilador de tipo “axial” localizado en uno de sus extremos. La velocidad del aire se regula mediante una válvula de mariposa. El ducto de descarga de los gases es de sección circular y mide 250 mm de diámetro.

Resultados:

  | % humedad |
muestra 1 | 24.31% |
muestra 2 |22.14% |
muestra 3 | 24.06% |
promedio | 23.50% |

Charola | Espesor (mm) | Masa sin tierra humeda (g) | Masa con tierra humeda (g) | Masa después del experimento (g) |
| | | | |
2 | 5 | 332.7 | 676.5 | 601.9 |
3 | 15 | 328.9 | 1201.5 | 1107.6 |
4 | 15 | 382.1 | 951.2 | 855 |

Charola | Humedad inicial (%) | Masa de tierra sin secar (g) | Masa de agua (g) | Masa total deagua retirada (g) | Humedad final (%) |
| | | | | |
2 | 23.50% | 262.99554 | 80.80446 | 74.6 | 9.54% |
3 | 23.50% | 667.5099133 | 205.0900867 | 93.9 | 11.40% |
4 | 23.50% | 435.34253 | 133.75747 | 96.2 | 18.79% |

Charola 2
tiempo (min) | Balanza arriba charola 3-4 (g) | Balanza abajo (g) | Tbs IN (ºC) | Tbh IN (ºC) | Tbs OUT (ºC) | Tbs OUT (ºC) | Vaire (m/s) |
| | | | | || |
0 | 2547 | 0.00 | 21.50 | 16.50 | 28.00 | 17.50 | 0.00 |
10 | 2531.5 | -6.00 | 22.00 | 15.50 | 46.00 | 22.00 | 1.70 |
20 | 2510.5 | -13.20 | 23.00 | 15.00 | 50.00 | 23.00 | 1.90 |
30 | 2490.5 | -21.40 | 24.00 | 15.00 | 50.50 | 23.00 | 2.00 |
40 | 2468.4 | -30.40 | 24.00 | 16.00 | 53.00 | 24.00 | 2.00 |
50 | 2446.6 | -39.00 | 24.00 | 16.00 | 54.00 | 24.00 | 2.30 |
60 | 2422.2 |-46.80 | 22.00 | 16.00 | 54.00 | 24.00 | 1.85 |
70 | 2407.4 | -55.00 | 24.00 | 16.00 | 52.00 | 23.00 | 1.80 |
80 | 2387.9 | -61.60 | 25.00 | 16.00 | 52.00 | 24.00 | 1.80 |
90 | 2269.5 | -67.60 | 25.00 | 16.00 | 51.00 | 24.00 | 1.80 |

Charola 3
tiempo (min) | Balanza arriba charola 3-4 (g) | Balanza abajo (g) | Tbs IN (ºC) | Tbh IN (ºC) | Tbs OUT (ºC) | Tbs OUT (ºC) | Vaire (m/s) |...