Secado

Departamento de Ingeniería Química. EIQ-IV

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ESTUDIO EXPERIMENTAL DEL SECADO

MATERIAL Dispositivo experimental Sólido a secar Estufa

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I. INTRODUCCION. Se entiende por desecación la eliminación de un líquido de una sustancia que lo contiene. Se deduce de la definición anterior que podrán desecarse materiales sólidos, gaseosos o líquidos. La desecación difiere de la evaporación(que también puede definirse así) en los aspectos más esenciales que son: los aparatos, los métodos y los productos. En la evaporación el líquido se elimina por ebullición, mientras que en la desecación se hace por otros métodos que se describen más adelante. Por otro lado, las mezclas que se separan por evaporación contienen el líquido a eliminar en una proporción considerable mientras que, cuandola separación se hace por desecación, el problema se refiere a un producto que contiene dicho líquido en escasa medida. De todos modos, las diferencias son más bien cuantitativas que cualitativas y de aquí que en muchos casos sea difícil la clasificación del proceso como uno u otro tipo de operación. La desecación puede llevarse a cabo por diferentes medios: K Métodos mecánicos de desecación: KPrensado K Centrifugación K Métodos fisico-químicos de desecación:
K Evaporación K Liofilización K Absorción K Adsorción K Congelación

superficial

Cada una de estas operaciones citadas constituye por sí sola un capítulo de la Ingeniería Química por lo que no es posible detallar cada una de ellas. Basta saber que se emplean en la desecación de productos. En adelante nos ocuparemosexclusivamente de la desecación por evaporación superficial a la que nos referiremos como el secado propiamente dicho.

1. EVAPORACION SUPERFICIAL.

La evaporación superficial o secado consiste en la separación de un líquido, normalmente agua, contenido en un sólido, por medio de la vaporización del líquido en el seno de una fase gas, que es normalmente aire. Al secar un sólido en el seno de una masa deaire ocurren dos fenómenos. En primer lugar, hay una transmisión de calor desde el aire hacia el sólido merced al gradiente de
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temperaturas que existe entre ambos. Por otro lado hay una transferencia de materia ya que el agua contenida en el sólido se desplaza hacia la interfase sólido-gas y posteriormente pasa a la fase gaseosa. En lafigura 1 encontramos esquematizados los fenómenos de transferencia que se producen en el secado.

Fase Gas
Calor
(3) (2)

H2O vapor

Calor

(4)

(1)

H2O líquida

Sólido

Figura 1

(1). Indica el transporte de materia a través del sólido. Este se produce por dos mecanismos que son: difusión y capilaridad. La difusión tiene lugar cuando la humedad del producto es baja (25%aproximadamente, expresada en función de los kg de sólido húmedo), en tanto que la capilaridad se produce a altos niveles de humedad (60% expresado de la misma forma). (2). Representa la transferencia de vapor del líquido que humedece el sólido desde la interfase sólido-gas hacia el seno del gas. Este fenómeno ocurre por transporte turbulento. (3). Esquematiza la transferencia de calor hacia elproducto. Puede realizarse por conducción, por convección y por radiación. (4). Es la transferencia de calor desde la interfase sólido-gas hacia el seno del sólido y sólo puede tener lugar por conducción. Así pues, el mecanismo del proceso de secado está controlado por la transferencia simultánea de materia y calor, y por ello habrá que tener en cuenta ambos fenómenos de transporte en el diseño desecadores. El tiempo de secado dependerá de la velocidad de secado que a su vez dependerá de la velocidad a la que se desarrollen las distintas etapas representadas en la figura 1. Es por ello por lo que el conocimiento del mecanismo de secado es fundamental para el diseño de secadores.

4 1.1 PROPIEDADES DEL AIRE HUMEDO.

Humedad absoluta (X): Son los kilos de agua par cada kilo de aire seco. X=...