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SECADORES

Ing. Vicente Adum Gilbert

SISTEMAS TRMICOS IFIMCP - ESPOL

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BREVE REPASO DE

PSICROMETRA

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DIAGRAMA PSICROMTRICO

Muestra grficamente las propiedadestermodinmicas de la mezcla aire-vapor de agua auna presin constante.

P

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DIAGRAMA PSICROMTRICO(UNIDADES INGLESAS)

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DIAGRAMA PSICROMTRICO(UNIDADES SI)

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PROCESO DE CALENTAMIENTO

La humedad absoluta se mantieneinvariable, pero la humedad relativa

Disminuye.

1 = 2

1 = 2

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PROCESO DE SATURACIN ADIABT

12 = 1

h 1 = h 2

>Ha aumentado elagua contenida en elaire

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DEFINICIN DE SECADO. Secar es extraer humedad de un producto por

medios trmicos. Al secado se lo conoce tambin como

deshidratacin. Si se prensa un producto, se le extrae

humedad, pero no por medios trmicos. Esono es secar, es exprimir mecnicamente unproducto.

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ALGUNOS PRODUCTOS QUE SE SECEN ECUADOR

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TIPOS DE SECADORES

SECADORES

BATCH (POR LOTES)

CONTINUOS

Nota: para cada uno hay diversostipos constructivos.

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SECADORES TIPO BATCH

SECADOR DE LECHO O DE CAMA, TIPO BATCH.SE USA EN ECUADOR PARA SECAR ARROZ, MAIZ YCACAO.

Ventiladorquemador

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SECADORES TIPO BATCH

Secador de una planta piloto de produccinde harina de banano. En la foto, el equipoest siendo descargado. Cortesa deINFRUTO S.A.

Agitadores tipo tornillo del secador de banano.Rompen canales preferenciales de flujo parahomogenizar flujo de aire a travs del producto.

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SECADORES CONTINUOS Existen diversos tipos constructivos:

Rotativos.Lecho fluidizado.Roto Louvre.Neumticos.Turbosecadores, etc.

El anlisis termodinmico es similiar paratodos.

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SECADORES ROTATIVOS CONTINU

Secador de biomasa para usar como combustible de caldera acuatubular.Utiliza los productos de combustin de la caldera para secar el producto.

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SECADORES ROTATIVOS CONTINU

Secador de biomasa durante su construccin. Instalado en INOLASA,

Costarica.

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INTERIOR DE SECADOR ROTATIV

Interior de secador de INOLASA, visto desde la zona de carga.

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INTERIOR DE SECADOR ROTATIV Cascada de

partculas en elinterior de un

secador rotativoexperimental. Fuente: Lisboa,

M.; Vitorino, D. etAl.; A Study ofParticle Motion inRotary Dryer, UFU.

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ROTACIN DEL SECADOR (VIDE

Video de la rotacin del secador desde la zona de descarga

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PARTES DE SISTEMA DE SECADOCONTINUO

Secador de azcar moreno, 500 kg/h. Ingenio San Carlos

Ventilador

Ciclncolector

Tambor

Cabezal deCarga

Cabezal dedescarga

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PARTES DE SISTEMA DE SECADOCONTINUO Cabezal de carga

Intercambiadorde calor.

Cintas de apoyoSistema de transmisin Estructura

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HUMEDAD DEL PRODUCTO El producto pierde humedad, pero la cantidad

materia slida se mantiene constante!AGUAEVAPORADADmw

X =m agua

m totalX =

m agua

m agua + m solida

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AGUA A EVAPORAR DEL PRODUCT

X1 = humedad inicial del producto(valor conocido).

X2 = humedad final, valor al que sequiere llegar.

mp = masa de productoms = masa slida.mw = masa de agua

m w = m p1 m p2

m w = m p X

m s = m p

( 1

X )

m p = m w + m s

Flujo msico de agua a evaporar del productoen funcin de las humedades inicial y final.

m w =m s

1 X 1

m s

1 X 2

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HUMEDAD DEL PRODUCTO (EJEMPL

y = -5E-13x 4 + 8E-10x 3 - 6E-07x 2 - 2E-05x + 0,798R = 0,9999

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

H u m e

d a

d d e

l b a n a n o

[ % ]

Tiempo [min]

Humedad del Banano vs. tiempo

Grfico Humedad vs. tiempo para trozos de banano verde en secador experimental delecho (batch). T=100.68C; W_i=190 lb. (Cortesa de INFRUTO S.A.).

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TERMODINMICA DE LOS

SECADORES

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BALANCE DE ENERGA

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SUPUESTOS Proceso adiabtico. Estado estable.

DEC =DEP = 0. W = 0.

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BALANCE DE ENERGA Despus de considerable manipulacin se

llega a que:

El producto absorbe poca energa, por tanto:

EL PROCESO ES ISENTLPICO!!!

m a ( h 2 h 3 ) = m p1 ( Cp T p2 c p T p1 )

ma

( h2

h3

) = 0

h 2 h 3 = 0

h 2 = h 3

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BALANCE DE MASA EN SECADO Con esta ecuacin se puede calcular el flujo de

aire necesario para realizar el secado delproducto.

m aire =m w

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CALOR A TRANSFERIR AL AIRE DSECADO

Q = m aire Cp aire ( T 2 T 1 )

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PROCESO PARA CALCULAR CALORFLUJO DE SECADO (1)

Datos: X1, X2, m_dot_p; T1,f 1. T2 puede ser dato o debe investigarse. Asumirf 3 (entre 65% y 85% para rotativos,

puede ser 100% para lechos). Calcularw1. w1 = w2 Con T2 yw2, calcular h2. h2 = h3.

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PROCESO PARA CALCULAR CALORFLUJO DE SECADO (2)

Con h3 yf 3, calcular w3. CalcularDw = w3 w2.

Calcular flujo de aire: Calcular Calor:

Q_dot=m_dot_air*Cp_air*(T2-T1).

m aire =m w

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