Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Química Balance de materia y energía Secado y Autores: Carina Adriana Aviles Nelson Rodríguez Introducción Secado Constituye uno de los métodos de separar un líquido de un sólido, entendiéndose por secado la separación de la humedad de los sólidos o de los líquidos por evaporación en una corriente gaseosa. MARCO TEORICO 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 ser causante de corrosiones y se obtienen materiales más manejables. TIPOS DE SECADORES A NIVEL INDUSTRIAL SECADORES DE CALENTAMIENTO DIRECTO: SECADOR DE BANDEJAS. El secado se produce por la circulación de Aire caliente sobre bandejas que contienen Material húmedo Secador de Lecho Fluidizado La suspensión introducida por medio de la tobera de pulverización en la cámara de producto da lugar a la formación de partículas fluidizadas hasta que se vuelven a caer en el lecho fluidificado debido a su peso. SECADOR DE TUNEL Consiste en un túnel que puede tener hasta un poco mas de 20 metros de longitud con una sección transversal rectangular de mas o menos hasta 2*2 metros. Este tipo de secador está formado por un túnel, por el cual pasan bandejas o carretillas con el material a secar, dentro del túnel, se hace fluir, generalmente a contracorriente, aire caliente, el cual sirve para secar los sólidos. Este tipo de secador es típico de la industria alimenticia. Secadores Rotatorios En general, un secador rotatorio consta de un cilindro hueco que gira sobre su eje, con una ligera inclinación, para permitir el desliz de los sólidos a secar hacia la boca de salida. Se alimentan por la boca de entrada y por la boca de salida se alimenta el gas caliente, que habrá de secar a contracorriente el sólido que se desliza despacio hacia la salida, a medida que se va secando. Secadores por aspersión En este tipo de secador, se atomiza una suspensión líquida, la cual es recibida por una corriente a contraflujo de aire caliente que evapora el líquido, de modo que caen las partículas sólidas que se separan de la corriente de gas, por no ser volátiles. Secaderos al Spray o por Atomización El secado por Atomización es una operación básica especialmente e indicada para el secado de disoluciones y suspensiones Secadores Horizontales Se utilizan para productos que no pueden verse, sometidos a fuertes incrementos de temperaturas y que no pueden desmenuzarse ni trocearse, ni recibir una manipulación violenta. Consiste en un arrastrador metálico encerrado en un túnel por el que se introduce el fluido térmico de secado. Secaderos de calentamiento Indirecto. Secador al Vacío: Secado por lotes. Funciona igual al secador de bandejas. Formado por un gabinete de hierro con puertas herméticas para trabajar al vacío y de anaqueles donde se colocan las bandejas con los materiales húmedos. Problema: Una fabrica de alimentos para Ganado produce sorgo seco. Para ello introduce el sorgo a un secador a base de aire. Si el aire entra al secador con una humedad de 0.008 kg agua/kg a.s. y sale con una humedad de 0.69 kg agua/kg a.s; y el sorgo entra con 23% de agua y debe salir con 12%. Calcule la cantidad de aire necesario, si requieren 68 kg/min de sorgo al 12% de agua. MS= Masa del solido HS=Humedad del solido Ss=Solido seco Ae= Agua eliminada ESQUEMA AIRE MaE HaE AIRE E 1 MS1=? HS1=23% Ss1=77% Mas=? Has=0.069 S 2 Ms2= 68 kg/min HS2=12% Ss=88 kg/min Concepto de Fluidización La Fluidización, es un proceso por el cual una corriente ascendente de fluido (líquido, gas o ambos), se utiliza para suspender partículas sólidas. Desde un punto de vista macroscópico, la fase sólida (o fase dispersa) se comporta como un fluido, de ahí el término de fluidización. Al conjunto de partículas fluidizadas se les denomina también lecho fluidizado. CARACTERISTICAS DEL PROCESO DE FLUIDIZACION El movimiento continuo del fluido hace que las partículas se mantengan también en movimiento y siempre queden expuestas al flujo del fluido, provocando consecuentemente la mezcla continua del lecho y así la homogenización de este. De igual manera el área de contacto entre el sólido y el fluido es muy grande, lo cual permite que se alcancen altas transferencias de masa y de calor entre ellos. CARACTERISTICAS DEL PROCESO DE FLUIDIZACION • Una característica negativa del proceso es La atrición o aglomeración de las partículas es una muy importante, ya que esto limita el uso del proceso a cualquier tipo de partícula. Otra característica negativa es que el tamaño de las partículas está limitado. La forma de la partícula también debe ser tomada en cuenta, ya que existen partículas con formas tan irregulares que no es posible fluidizarlas. LECHO FIJO Y FLUIDIZADO. Un lecho consiste en una columna formada por partículas sólidas, a través de las cuales pasa un fluido (líquido o gas) el cual puede ser librado de algunas impurezas y sufre una caída de presión. Si el fluido se mueve a velocidades bajas a través del lecho no produce movimiento de las partículas, pero al ir incrementando gradualmente la velocidad llega un punto donde las partículas no permanecen estáticas sino que se levantan y agitan, dicho proceso recibe el nombre de fluidización. Tipos De Lecho Fluidizado Y Móvil. Existen cuatro tipos de lechos fluidizados: Un lecho fluidizado convencional. Un lecho fluidizado expandido Un lecho fluidizado con una zona troncocónica superior llena de sólido; se forma una pequeña bóveda de gas en la zona de separación de lecho fluidizado y móvil. Un flumov con parte fluidizada y móvil. Uno de los factores fundamentales para conseguir una operación controlada es la regulación de la circulación del sólido de la parte móvil a la fluidizada a través de la bóveda. Usos Industriales En la industria química, el gas de síntesis de carbón es una fuente alternativa potencial de hidrógeno y monóxido de carbono. Esta mezcla se obtiene principalmente del vapor reformando de gas natural, líquidos naturales del gas, u otros líquidos del petróleo. Secado Por Lecho Fluidizado. En la actualidad se cuenta con diversos sistemas de secado por lecho fluidizado, estos pueden ser de trabajo continuo o por baches, de ciclo abierto, en los que se evapora agua o de ciclo cerrado, en los que se evaporan en su gran mayoría solventes orgánicos. Lecho Fluidizado Por Baches: Si la intención es aglomerar o granular, el proceso de lecho fluidizado requiere que los sólidos alimentados se encuentren en forma articulada antes de entrar al equipo. El fenómeno de aglomeración se presenta al atomizar un líquido sobre la capa fluidizada de producto GRACIAS POR SU ATENCION
