Laboratorio Integral III
Secado
Integrantes de equipo:
Arrieta Arjona Nancy Yesenia
Fierro Quintana Khrisna Lizeth
Hernández Ana Jazmín
Limas Rodríguez Layla Valeria
Moya Quevedo Marco Armando
Palacios Moreno Denisse
Tarango Macías María Fernanda
Villareal Alarcón Arely
Docente: Ing. Robles Ruiz Roberto
Fecha realización: jueves 27 de septiembre 2018
OBJETIVO
1.- Determinar la curva de velocidad de secado.
FUNDAMENTO TEÓRICO
El secado de sólidos es una operación de transferencia simultanea de materia y
energía de contacto gas-sólido, donde la humedad contenida en el sólido se
transfiere por evaporación hacia la fase gaseosa, en base a la diferencia de presión
de vapor ejercida por el sólido húmedo y la presión parcial de vapor de la corriente
gaseosa. Cuando estas dos presiones se igualan, se dice que el sólido y el gas
están en equilibrio y el proceso de secado cesa.
Transferencia de calor: el aire se calienta y transmite su calor a un sólido.
Transferencia de materia: las presiones de vapor del agua del sólido es mayor que
en el aire, y para alcanzar el equilibrio este último se lleva la materia.
La velocidad a la cual el secado es realizado está determinado por la velocidad a la
cual los dos procesos de transferencia se llevan a cabo. La transferencia de energía,
en forma de calor, de los alrededores hacia el sólido húmedo puede ocurrir como
resultado de convección, conducción y/o radiación y en algunos casos se puede
presentar una combinación de estos efectos.
El producto final es siempre sólido lo cual diferencia el secado de la evaporación.
En esta última, aunque hay eliminación de agua, se parte siempre de un líquido para
obtener un concentrado líquido.
VARIABLES:
Temperatura: acelera la eliminación de humedad.
Humedad Relativa del Aire: razón de la presión de vapor de agua presente con
respecto a la presión de saturación a esa temperatura.
Equilibrio en el contenido de humedad: es el equilibrio establecido entre la
humedad y el vapor contenido en el agente de secado.
Velocidad del aire: rapidez de transmisión de energía requerida para calentar el
agua contenida en el material para facilitar su eliminación y transportar la humedad
saliente.
Estructura del sólido: sólidos granulares o cristalinos, arena, sólidos amorfos,
fibrosos o en forma de gel.
Curvas de secado:
El comportamiento de los sólidos en el secado es medido como la perdida de
humedad en función del tiempo.
TIPOS DE SECADORES DE CALENTAMIENTO DIRECTO (CON FLUJO DE
AIRE):
Equipos discontinuos: el aire entra por lotes y el sólido no se mueve.
Secadores de bandejas con corriente de aire: son hornos con diferentes niveles
de bandejas, el secado se produce por la circulación de aire caliente sobre bandejas
contienen material húmedo, se diseñan en función de la cantidad de sólido que se
quiera secar.
Secadores de lecho fluidizado: El que fluidiza se suspende, no se transporta. La
suspensión, introducida por medio de la tobera de pulverización en la cámara de
producto, da lugar a la formación de las partículas fluidizadas hasta que se vuelven
a caer en el lecho fluidificado debido a su peso.
Equipos continuos: no cesa el flujo de aire.
Secadores de túnel: Consiste en un túnel que puede tener hasta un poco más de
20 m de longitud con una sección transversal rectangular de, más o menos, hasta
2 por 2 m.
Secadores sprays o por atomización: El secado por atomización es una
operación básica especialmente indicada para el secado de disoluciones y
suspensiones.
Secadores rotatorios: Consiste en una coraza cilíndrica sostenida sobre engranes,
de manera que pueda girar sobre su propio eje. Tiene una tubería que impulsa a los
sólidos alimentados para que fluyan hasta la salida del secador al mismo tiempo
que los remueve para lograr un mejor secado de los mismos.
Secadores horizontales: Se utiliza para productos que no pueden verse sometidos
a fuertes incrementos de temperatura y que no pueden desmenuzarse ni trocearse,
ni recibir una manipulación violenta. Consisten en un arrastrado metálico encerrado
en un túnel por el que se introduce el fluido térmico de secado.
Secador de flujo transversal: La corriente de aire caliente fluye desde los costados del
túnel. Los hay que proveen calor desde un solo lateral, no son los más
convenientes, y los que suministran calor desde ambos lados del túnel y a lo largo
del recorrido.
Ilustración 1: curva de secado
MATERIAL, EQUIPO Y REACTIVOS
Material
Charola
Termómetro
Bandeja
Vaso de precipitado
Cinta métrica.
sustancias
Arena
Agua
Equipo
Anemómetro
Secador
PROCEDIMIENTO.
1. Se colocó la arena en una charola y se agregó paulatinamente agua hasta
que se humedeciera esta totalmente.
Ilustración 2: charola con arena húmeda
2. Calibrar la balanza.
3. Se coloca la charola con la arena previamente húmeda en uno de los
soportes del equipo, y se alinea el soporte en la balanza del equipo esto
con el debido cuidado para que queden en un perfecto equilibrio, esto con
el objetivo de poder observar cual fue el peso que se perdió después de
secar dicha arena.
Ilustración 3: charola colocada en el soporte
Ilustración 4: Bascula en equilibrio
4. Se prosiguió a colocar los termómetros (bulbo seco y bulbo húmedo)
correspondiente, con los cuales se tomaron las temperaturas de estos cada
10min.
5. Por cada intervalo de 10 min además de tomar medidas de los
termómetros, se tomaba el peso que marcaba la balanza, esto con el fin de
ver cual era la perdida que se estaba teniendo la charola con el paso del
tiempo.
Ilustración 5: Bascula que muestra el peso perdido
5. Se realizaron varias corridas esto con el objetivo de poder observar la perdida
que se estaba presentando en la charola con arena.
DIAGRAMA DE FLUJO
Llenado de la Charola
con arena
Tomar nota del peso
Humedecer la charola
Con agua
Colocar termómetros
Tanto en bulbo seco
Como bulbo húmedo
Realizar varias
Tomar nota del peso
corridas
que se esta perdiendo
CÁLCULOS, TABLAS DE DATOS Y RESULTADOS.
Peso de la charola:
313.4 gr
Densidad aparente del material seco:
5
Medidas de la cámara donde se
coloca la charola:
Profundidad:
181mm
Altura: 550 mm
Medidas de
anemómetro:
Profundidad:
155mm
Altura: 155mm
la
cámara
del
Velocidad del aire sin recirculación:
Presión atmosférica:
Tiempo
(min)
P
vap
W (g)
0
10
20
30
40
50
60
39.5
39.5
38.5
35.5
36
39
39
1000
953.5
909.3
856.5
830
758.7
754.5
65.5 cm Hg
Vel
Aire
(m/s)
19.7
19.8
19.5
19.8
19.6
19.5
19.5
𝒕𝑮𝟏
°C
𝒕𝑾𝟏
°C
𝒕𝑮𝟐
°C
𝒕𝑾𝟐
°C
Condensado
(Kg)
30
30
31
32
31
31.5
31.5
19
19
19
19.5
19
19.5
19.5
52
55
48
39
55
56
56
25
27
26.5
27
27
28
28
0
1.600
1.800
1.800
1.600
1.600
1.600
Gráfico 1: Muestra la pérdida de peso que se obtuvo a lo largo de las
corridas realizadas.
W (g)
1200
1000
800
600
400
200
0
0
10
20
30
40
50
60
Porcentaje de aire que recircula = 0%
Flujos volumetricos
Q=V*A A= Área de la Camára del anemometro= .024025 𝑚2
Tiempo
(min)
0
10
20
30
40
50
60
Vel
Aire (m/s)
19.7
19.8
19.5
19.8
19.6
19.5
19.5
𝒎𝟑
Flujo volumetrico 𝒔𝒆𝒈
0
0.475695
0.468487
0.475695
0.470890
0.468487
0.468487
OBSERVACIONES
Se pudo observar que hubo varios errores al momento de hacer las mediciones,
tales como en la balanza ya que no se podía pesar con claridad, y al no ser
correctos no podemos establecer una pérdida de humedad muy confiable, este
valor más bien seria aproximado.
También pudimos observar que la arena no se seco del todo ya que se requiere
de un periodo más largo para poder secarlo por completo.
CONLUSIÓN
Se pudo analizar la perdida de humedad de la arena mediante la pérdida de peso
que se veía en la charola, todo esto conforme el agua se iba humedeciendo y
secando. En el caso de la gráfica se puede observar que al fin de que
transcurrieron 60 minutos, la velocidad del secado fue lenta.
También se puede concluir que las variaciones en el pedo del condensado se
dieron debido a que en cada intervalo se escapaba vapor.
Se pudo analizar que la velocidad de transmisión de calor del equipo fue lenta,
ya que no se presentó perdida de humedad en el lapso de 60 minutos.
Cabe resaltar que para lograr una mejor eficiencia en esta practica se necesita
de más tiempo.
BIBLIOGRAFÍA
Rodriguez, J. (22 de Marzo de 2014).
http://secadodesolidosjean.blogspot.com/
Blogspot.
Obtenido
Fernandez,
M.
(2015).
Pdf.
Obtenido
http://personal.us.es/mfarevalo/recursos/tec_far/secado.pdf
de
de