• Author / Uploaded
• cathy_aries

• Categories
• Fluidización
• Humedad
• Química física
• Química
• Ciencias físicas

Citation preview

SECADO •

ARTEAGA VALENCIA, MARCIA M.

•

CASTILLÓN MEZA, YAJAYRA B.

•

HERNÁNDEZ ANICAMA L. MILAGROS

•

MEZA RAMÍREZ, ROSA C.

•

PACO MITACC, LUIS ENRIQUE

•

SARAVIA YATACO, MARYCIELO

SECADO DE SÓLIDO 

El secado de sólidos es una operación de transferencia simultánea 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 de la diferencia de presión de vapor ejercida por el sólido húmedo y la presión parcial de vapor de la corriente gaseosa. Cuando estas 2 presiones se igualan , se dice que el sólido y el gas están en equilibrio y el proceso de secado cesa.

CLASIFICACIÓN DE SECADORES 

Algunos secadores son continuos mientras que otros operan de manera discontinua o por cargas, alguno mantienen en agitación los sólidos y algunos no.

1) Secadores en los que el sólido se encuentra directamente expuesto a un gas caliente 2) Secadores en los que el calor es transferido al sólido desde un medio externo tal como el vapor de agua a través de una superficie metálica con la que el sólido esta de contacto 3) Secadores que son calentados por energía dielectrica radiante o de microondas

1. Secadores para sólidos y pastas (M ATERIALES QUE NO SE PUEDEN AGITAR) Secadores de platos perforados Secadores de tamices transportadores (M ATERIALES QUE SE PUEDEN AGITAR) Secadores Rotatorios Secadores de tornillo transportador Secadores de lecho fluidizado Secadores flash Secadores para disoluciones y suspensiones 2. Secadores de pulverización Secadores de película delgada Secadores de tambor

TIPOS DE SECADORES

❖ Tamices transportadores 

Platos perforados

❖ Secadores Rotatorios

❖ Secadores flash

❖ Secadores de tambor

SECADORES DE PULVERIZACIÓN

❖ Secadores de película delgada



La mayor parte de los secadores industriales operan con partículas de sólidos durante todo el ciclo de secado, aunque algunos secan grandes piezas individuales, tales como vasijas de cerámica o láminas de un polímero



Los secadores adiabáticos están expuestos al gas de las formas siguientes:

1. Un gas circula obre una lámina de sólidos o película continua. Este proceso llamado secado con circulación transversal. 2. Un gas circula a través de un lecho de sólidos granulares gruesos que están soportados sobre un tamiz. Este proceso llamado secado con circulación a través del solido

FUNDAMENTO DEL SECADO



No existe una sola teoría de secado que comprenda todos los materiales y tipos de secadores. Las variaciones posibles en forma y tamaño de los materiales, de los equilibrios de humedad, de los mecanismos del flujo de humedad a través del solido, así como el método de transferencia de calor que se requiere para la vaporización , impiden que exista tratamiento unificado

HUMEDAD DE EQUILIBRIO

Humedad del solido cuando su presión de vapor se iguala a la presión de vapor de gas. Es decir, humedad del solido cuando esta en equilibrio con el gas a una determinada temperatura y humedad.

HUMEDAD LIBRE Exceso de humedad de un solido respecto a la humedad de equilibrio, en contacto con una determinada masa de aire. Es la humedad que se puede evaporar después de un contacto prolongado con el gas.

Curva de Humedad de Equilibrio 

Humedad No Limite: También conocida como Humedad Desligada o Humedad Superficial, es la humedad del solido que ejerce una presión de vapor igual a la del líquido puro a la misma temperatura y por lo tanto en la cual la velocidad de secado es constante, por lo cual será el fenómeno que se dé mucho más rápido en el proceso de secado.



Humedad Limite: También conocida como Humedad Ligada o Humedad Interna, es la humedad del solido que ejerce una presión de vapor de equilibrio menos que aquella que ejerce el líquido puro a la misma temperatura y por lo tanto la velocidad de secado no es constante.

CURVA DE HUMEDAD DE EQUILIBRIO

Secadores para Solidos y Pastas SECADO DE MATERIALES QUE NO SE PUEDEN AGITAR SECADO DE MATERIALES QUE SE PUEDEN AGITAR

Secado en Materiales que No Se Pueden Agitar ✓

Secado en Platos Perforados

✓

Secado en Tamices Transportadores

Secado en Platos Perforados 

El Secador consiste en una cámara rectangular con dos bastidores y dentro de cada bastidor se encuentran los platos perforados que se cargan con el material a secar, mientras entre ellos se hace circular aire caliente que con ayuda de un ventilador este pasa por calentadores (con vapor no saturado para arrastrar suficiente agua para un sacado eficiente) y son distribuidos uniformemente por placas deflectoras hacia los platos.



El sistema además cuenta con una salida para el aire húmedo que es expulsado de forma continua y una entrada para la reposición de aire fresco; posteriormente los bastidores pueden ser retirados y descargar el contenido de los platos.

Secado en Tamices Transportadores 

En este proceso de Secado el material a secar se transporta lentamente sobre un tamiz metálico a través de una larga cámara o túnel de secado con varias secciones separadas que cuentan con su ventilador y calentador de aire con el fin de alcanzar la eficiencia de secada en cada punto.



Además, en el extremo de entrada del secador la circulación del aire es hacia arriba a través del tamiz, mientras en el extremo de descarga la circulación del aire es hacia abajo a través del tamiz.

Secado en Materiales que Se Pueden Agitar ✓

Secadores Rotatorios

✓

Secadores de Tornillo Transportador

✓

Secadores de Lecho Fluidizado

✓

Secadores Flash

Secadores Rotatorios 

Consisten en una carcasa cilíndrica metálica que pueden estar en posición horizontal o ligeramente inclinadas a la salida, donde en un extremo entra el sólido húmedo y en el otro extremo se descarga el sólido seco. El proceso de secado se realiza al girar en su propio eje el cilindro donde se levanta y cae el sólido a forma de lluvia en el interior (removidos constantemente para efectividad del secado), mientras el secador se calienta mediante contacto directo del gas caliente que pasa por el encamisado externo o mediante tubos en la superficie interna por donde circula vapor de agua, ambos pudiendo ser en paralelo o a contracorriente.

APLICACIONES DE LECHO FLUIDIZADO



Cristalización.



Intercambiado de calor en lecho fluidizado.



Combustión de carbón en lecho fluidizado.



Gasificación de carbón en lecho fluidizado.

MATERIALES QUE SE PUEDEN AGITAR

SECADORES ROTATORIOS



Un secador rotatorio consiste en una carcasa cilíndrica rotatoria, dispuesta en forma horizontal o ligeramente inclinada hacia la salida.



La alimentación húmeda entra por un extremo del cilindro; el producto seco descarga por el otro. Al girar la carcasa, unas pestañas internas levantan los sólidos para caer después en forma de lluvia a través del interior de la carcasa. Este secador se calienta por contacto directo del gas con Los sólidos, por gas caliente que pasa a través de un encamisado externo o por medio de vapor de agua que condensa en un conjunto de tubos instalados sobre la superficie interior de la carcasa

SECADORES DE TORNILLO TRANSPORTADOR



Es un secador continuo de calentamiento directo de consiste esencialmente en un transportador horizontal de tornillo o un transportador de pala confinado dentro de una carcasa cilíndrica encamisada. La alimentación de sólidos entra por un extremo, circula muy lento a través de la zona calentada y descarga por el otro extremo. El vapor que se desprende se retira a través de una serie de tuberías situadas en la parte superior de la carcasa.

SECADORES DE LECHO FLUIDIZADO



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 origen del término "fluidización". Al conjunto de partículas fluidizadas se le denomina también "lecho fluidizado".



En un lecho de partículas con flujo ascendente, la circulación de un gas o un líquido a Baja velocidad no produce movimiento de las partículas.



El fluido circula por los huecos del lecho perdiendo presión. Esta caída de presión en un lecho estacionario de sólidos viene dada por la ecuación de Ergun. Si se aumenta progresivamente la velocidad del fluido aumenta la caída de presión y el rozamiento sobre las partículas individuales. Se alcanza un punto en que las partículas no permanecen por más tiempo estacionarias, sino que comienzan a moverse y quedan suspendidas en el fluido, es decir fluidizan por la acción del liquido o el gas.

APLICACIONES DE LOS SECADORES DE LECHO FLUIDIZADO 

Clasificación mecánica de partículas según su tamaño forma o densidad.



Lavado o lixiviación de partículas sólidas.



Cristalización



Absorción de intercambio iónico: intercambio de calor en lecho fluidizado.



Reacciones catalíticas catalitica del petroleo).



Combustión de carbón en lecho fluidizado.



Gasificación de carbón en lecho fluidizado.



Bioreactores de lecho fluidizado.

heterogéneas

(incluyendo la descomposicion

SECADORES FLASH Un secador flash es un equipo que permite secar un sólido húmedo en una columna vertical que contiene una corriente de aire caliente a alta velocidad. Los materiales a procesar en un secador flash deben ser disgregables para un mayor contacto "aire-particula" que facilite el secado en el corto tiempo de residencia. La corriente gaseosa y los sólidos ingresan a un sistema de separación ciclónica, obteniéndose un producto seco en la descarga y un aire de salida a la atmósfera libre de polvo.

Ventajas de la Utilización de Secadores Flash 



La óptima transferencia de calor permite un tiempo de secado muy corto (segundos) y permite obtener un secado satisfactorio de productos termo sensibles Bajos costos operativos por su alto rendimiento térmico



El secadero transporta el producto, lo que evita un equipo adicional de transporte Permite su instalación a la intemperie, reduciendo inversiones en obra civil Grandes caudales de secado en operación continua



Mínima carga de mano de obra





SECADORES PARA DISOLUCIONES Y SUSPENSIONES

SECADORES DE PULVERIZACIÓN



El concepto básico del secado por pulverización consiste en la producción de polvos de alta dispersión a partir de un fluido mediante la evaporación del disolvente, lo que se consigue mezclando un gas calentado con un líquido atomizado (pulverizado) en gotas de elevada relación superficie/masa, idealmente de igual tamaño, dentro de un tanque (cámara de secado), que motiva que el disolvente se evapore uniforme y rápidamente a través del contacto directo.

PASOS PARA SECAR: 1.

PREPARACIÓN DE LA ENTRADA:

Debe ser una solución, suspensión o pasta homogénea, libre de impurezas y que pueda bombearse.

2. ATOMIZACIÓN (transformar la entrada en gotitas): la fase más crítica del proceso. El grado de atomización controla la velocidad de secado y, por lo tanto, el tamaño de la secadora. Las técnicas de atomización empleadas con mayor frecuencia son: 

Atomización por boquilla a presión: la pulverización se crea al obligar al fluido a atravesar un orificio. Se trata de un método eficiente en cuanto al consumo de energía que, además, ofrece la menor distribución del tamaño de las partículas.



Atomización por boquilla de doble fluido: la pulverización se crea al mezclar la entrada con gas comprimido. Se trata del método menos eficiente en cuanto al consumo de energía, si bien resulta útil para obtener partículas extraordinariamente pequeñas.



Atomización centrífuga: la pulverización se crea al obligar a la entrada a atravesar un disco giratorio. Es el método más resistente al desgaste y normalmente puede utilizarse durante plazos más largos.



Secado: una fase de velocidad constante, que garantiza que la humedad se evapora rápidamente de la superficie de la partícula, seguida de un plazo de caída durante el cual el secado se controla mediante la difusión de agua sobre la superficie de la partícula.



Separación del polvo y del gas húmedo: se realiza de forma económica (por ejemplo, reciclando el medio de secado) y sin contaminantes. Normalmente, las pequeñas partículas se eliminan con clasificadores, filtros de bolsa, precipitadores o depuradores.



Enfriamiento y empaquetado.

APLICACIONES DEL SECADO DE PULVERIZACIÓN



Productos farmacéuticos



Bebidas



Condimentos, colorantes y extractos de plantas



Productos de leche y huevos



Plásticos, polímeros y resinas



Jabones y detergentes



Casi todos los demás métodos de secado, incluido el uso de hornos, secadoras por congelación o evaporadores giratorios, producen un volumen de material que debe seguir procesándose (por ejemplo, triturándolo y filtrándolo), por lo que producen partículas de tamaño y forma irregular. Por otro lado, el secado por pulverización ofrece un control muy flexible de las propiedades de las partículas de polvo, como su densidad, tamaño, características de fluencia y contenido en humedad.

APLICACIONES DEL SECADO DE PULVERIZACIÓN 

El secado por pulverización puede utilizarse en una amplia variedad de aplicaciones en las que se requiere la producción de un polvo fluente. Este método de deshidratación se ha convertido en el más apropiado en los siguientes campos:

-

Productos farmacéuticos

-

Amalgamas de tejidos mineralizados

-

Bebidas

-

Condimentos, colorantes y extractos de plantas

-

Productos de leche y huevos

-

Plásticos, polímeros y resinas

-

Jabones y detergentes

-

Tejidos

SECADORES DE PELÍCULA DELGADA Los secadores de pulverización pueden resultar competitivos con los secadores de película delgada, los que pueden aceptar alimentación líquida o una suspensión para dar lugar a un producto solido seco que fluye libremente. Se pueden producir dos secciones: la primera es un secadorevaporador con agitado vertical. Aquí la mayor parte del líquido se separa de la alimentación y el solido parcialmente húmedo se descarga en la segunda sección, donde el contenido residual del líquido del material procedente de la primera sección se reduce hasta el valor deseado. Son muy costosos.

SECADO HORIZONTAL

SECADO VERTICAL

SECADORES DE TAMBOR 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. El método de calentamiento es por contacto indirecto a través de la pared del cilindro que se calienta por el paso de los gases. Las partículas atraviesan una sección relativamente corta, a medida que se deslizan, mientras su humedad disminuye de la misma manera en que descienden.

Doble secadero de Tambor con alimentación central

Secador de tambor rotatorio

MODELOS DE TEMPERATURA EN SECADORES La forma en que la temperatura varían en los secadores depende de la naturaleza y contenido de líquido del material de alimentación, de la temperatura del medio de calentamiento, del tiempo de secado y la temperatura final que toleran los sólidos secos. Sin embargo, el modelo de variación es similar para todos los secadores.

Secado de granos a altas temperaturas