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• Jesus Yalta Novoa

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DESHIDRATACION POR ASPERSION Dentro del tema deshidratación por aspersión me ha tocado exponer las ventajas y desventajas de los atomizadores centrífugos y las boquillas a presión utilizados en la deshidratación por aspersión. El cálculo de la gota asperjada y recuperación del producto. Explicaremos las ventajas y desventajas de los atomizadores a continuación: TIPO DE ATOMIZADOR Atomizadores Centrífugos

Boquillas a Presión

VENTAJAS

DESVENTAJAS

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Altas velocidades de alimentación con un solo disco

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Mayor consumo energético que las boquillas de presión

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Adecuados para diversos tipos de productos

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No hay tendencia a la obstrucción

Mayor costo de adquisición que las boquillas a presión

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Atomización amplia que requiere de grandes cámaras de deshidratación

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Control del tamaño de partícula mediante velocidad de rotación

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Construcción simple sin partes móviles Bajo costo de adquisición Bajo consumo energético Puede aumentarse la capacidad de producción mediante el uso de múltiples boquillas

• • •

•

No hay control adecuado del tamaño de la gota asperjada

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No son adecuados para suspensiones, ya que provocan separación de fases

•

Se obstruyen fácilmente

•

Sufren corrosión y erosión que resulta en el ensanchamiento del orificio, modificando las características de la atomización

Tamaño de la gota asperjada.- El tamaño de la gota del fluido que sale del atomizador tiene gran influencia en muchos aspectos de la deshidratación. El tamaño de la gota asperjada determina:

 

El tiempo de deshidratación y, por ende, las dimensiones de la cámara de deshidratación La características físicas del polvo obtenido y su capacidad para la rehidratación

Se considera que gran proporción de las partículas deshidratadas conserva una forma esférica, así que su tamaño generalmente representado por el diámetro de la partícula. Pueden emplearse varias formas para expresar el tamaño medio de las gotas asperjada, entre las que más frecuentemente se emplean están:



Diámetro medio del número de partículas (DMN), que puede determinarse mediante la expresión: 𝐷𝑀𝑁 =

∑ 𝑁𝑖 𝑑𝑖 𝑁



Diámetro medio del área de las partículas (DMA), que se define como: 1/2 ∑ 𝑁𝑖 𝑑𝑖2 𝐷𝑀𝐴 = ( ) 𝑁



Diámetro medio del volumen/ área de las partículas, también llamado diámetro medio de Sauter (DMS), que se calcula de la siguiente manera: ∑ 𝑁𝑖 𝑑𝑖3 𝐷𝑀𝑆 = ∑ 𝑁𝑖 𝑑𝑖2 En todas ellas: 𝑁𝑖 = 𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑖 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎

El DMS es quizá, la expresión más utilizada ya que por lo común se emplea para describir la distribución del tamaño de las partículas en una aspersión, que puede ser representada mediante curvas de frecuencia o distribución acumulativa graficadas en papel lineal o de probabilidad. Para atomizadores centrífugos, el tamaño de la gota varia en sentido directamente proporcional a la velocidad de alimentación y la viscosidad del fluido, pero inversamente proporcional a la velocidad de rotación (rpm) y la velocidad periférica del disco o rueda. A continuación se muestra de forma gráfica:

Para atomizadores de boquilla a presión el tamaño de la gota asperjada varia en sentido directamente proporcional al tamaño del orificio y a la viscosidad del fluido, pero inversamente proporcional a la velocidad de alimentación y a la presión.

Deshidratación de las gotas de líquido formadas.- Al salir del atomizador, las gotas de líquido se ponen en contacto con el aire caliente por lo que su superficie pierde agua con rapidez. Por tratarse de deshidratación por aire, en la deshidratación por aspersión también se presenta un periodo de velocidad constante y uno de velocidad decreciente. Durante el periodo de velocidad constante se elimina el mayor porcentaje de la humedad de la gota y la velocidad de deshidratación está influida por varios factores como temperatura y humedad relativa del aire utilizado para la deshidratación, diámetro de la gota asperjada, velocidad relativa entre la gota y el aire y la naturaleza de los sólidos contenidos en la gota liquida. Al igual que en la deshidratación por aire en charola o banda, se establece un equilibrio entre la velocidad de transferencia de masa y desde el producto y la velocidad de transferencia de calor al mismo. Derivando las ecuaciones del capítulo 4 𝑑𝑊

4𝜋𝑟 3 𝛿1 𝑐 3(1+𝑊0 )

( 𝑑𝑡 ) 𝑑𝑊

( 𝑑𝑡 ) = 𝑐

=

ℎ𝑐 (𝜋𝑟 2 )(𝑇𝑎 −𝑇𝑠 ) 𝜆

3(1+𝑊0 )ℎ𝑐 (𝑇𝑎 −𝑇𝑠 ) 4𝑟𝜆𝛿1

Ecuación 5.1

Ecuación 5.2