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SECADO DE PLATANO

ADRIANA LUCIA HERRERA CURE SUSSEX ROMERO PUELLO MAURICIO SARMIENTO PAYARES MARIA TOBIO GUTIERREZ

PRENSENTADO A BENJAMIN LOPEZ IRIARTE Ing. Agrícola

UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE POSCOSECHA II SEDE PUERTA ROJA SINCELEJO –SUCRE 2019 1

TABLA DE CONTENIDO PORTADA 1 INTRODUCCIÓN 3 OBJETIVOS

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1. OBJETIVO GENERAL…………………………………………………………………...4 2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ……………………………………………………………4 MARCO TEORICO

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MATERIALES, EQUIPOS Y PROCEDIMIENTO

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RESULTADOS…………………………………………………………………………………8 ANALISIS DE RESULTADOS ………………………………………………………………14 CONCLUSIONES……………………………………………………………………………15 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………………………………………………………16

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INTRODUCCIÓN La pos cosecha es una de las ramas de la ingeniería agrícola encargada de la conservación de los productos obtenidos después de la cosecha, una de las maneras de prolongar la vida útil de la materia prima es mediante el secado, que es el que se encarga de deshidratar los alimentos involucrando los fenómenos de transferencia de calor y masa, en forma simultánea. La transferencia de masa ocurre cuando el sólido pierde humedad y la transferencia de calor se verifica cuando el medio ambiente (aire) entrega calor al sólido, que se emplea en la evaporación del agua que se va incorporando al aire a medida que transcurre el proceso de secado. Para hacer secado se pueden utilizar diversos equipos desde artesanales hasta mecánicos, dentro de los mecánicos se encuentra el secador de bandeja que es un instrumento de material particulado dispuesto en 4 bandejas, que permite controlar la velocidad y la temperatura del flujo de aire, el cual es impulsado por un termo ventilador, cuenta también con una balanza digital que permite registrar en el tiempo la masa del sólido y la pérdida de humedad. En cuanto a la velocidad del aire se determina con un velocímetro digital de paletas y un sicrómetro que establece las temperaturas del flujo de aire. El siguiente informe tiene como fin dar a conocer los fenómenos involucrados con el secado, así como el análisis de la termodinámica y cinética de secado del plátano en un secador de bandejas que se llevó a cabo en el laboratorio de la Universidad de Sucre en sede Granja de Perico.

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OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL 

Identificar y manipular el equipo de secador convencional de bandejas para así construir las curvas de cinética de secado.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Identificar cada una de las partes de secador de bandeja.



Establecer la perdida de humedad del plátano.



Determinar el comportamiento de la velocidad de secado mediante una gráfica

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MARCO TEORICO. El secado se describe como un proceso de eliminación de sustancias volátiles (humedad) para producir un producto sólido y seco. La humedad se presenta como una solución liquida dentro de los sólidos, es decir: en la microestructura del mismo. Cuando un sólido húmedo es sometido a secado térmico, dos procesos ocurrirán simultáneamente: 1) Habrá transferencia de energía (comúnmente como calor) de los alrededores para evaporar la humedad de la superficie. 2) Habrá transferencia de la humedad interna hacia la superficie del sólido. La velocidad a la cual el secado es realizado está determinada por la velocidad a la cual los dos procesos, mencionados anteriormente 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. Mecanismo de Secado 1) Evaporación: Esta ocurre cuando la presión del vapor de la humedad en la superficie del solido es igual a la presión atmosférica. Esto se debe al aumento de temperatura de la humedad hasta el punto de ebullición. La temperatura puede ser disminuida bajándola presión (evaporación al vacío).Si la presión disminuye mucho, la fase liquida no puede existir y la humedad en el producto es congelada. 2) Vaporización: El secado es llevado a cabo por convección, pasando aire caliente sobre el producto. El aire es enfriado por el producto y la humedad es transferida hacia el aire. En

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este caso la presión del vapor de la humedad sobre el sólido es menor que la presión atmosférica.

Fundamentos del secado Las variaciones posibles en forma y tamaño de los materiales, de la humedad de equilibrio, de los mecanismos del flujo de humedad a través del sólido, así como en el mecanismo de transmisión de calor que se requiere para la vaporización, impiden que se pueda hacer un tratamiento unificado. Modelos de temperatura en secadores: La forma en la que la temperatura varía en los secaderos Cálculo del consumo de calor: depende de la naturaleza y contenido de líquido del material, de la temperatura del medio de calefacción, del tiempo de secado y de la temperatura final que toleran los sólidos secos. Transmisión de calor en secadores: El secado de sólidos húmedos es, por definición, un proceso térmico. Aunque con frecuencia se complica por la difusión en el sólido o a través del gas, es posible secar muchos materiales simplemente calentándolos por encima de la temperatura de ebullición del líquido, tal vez bastante por encima con el fin de liberar las últimas trazas de material adsorbido. Se comunica calor a un secadero con los siguientes objetivos: 

Calentar la alimentación (sólidos y líquidos) hasta la temperatura de vaporización.



Vaporizar el líquido.



Calentar los sólidos hasta su temperatura final.

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

Calentar el vapor hasta su temperatura final.

Tipos de secadores A continuación, se describen de manera simplificada algunos tipos de secadores que se utilizan en procesos de secado, así como sus ventajas y desventajas. Secador de horno. Granos, frutas y vegetales pueden ser procesados usando este tipo de secador. Este consiste en una construcción de dos secciones con un piso con ranuras que separa la sección de secado con la sección de calefacción. El producto es colocado sobre la placa ranurada y el aire es llevado de la sección baja hacia la sección de secado a través de la placa.

Secador de bandeja. Este tipo de secador se caracteriza por tener de bandejas en donde se coloca el alimento. Las bandejas se colocan dentro de un compartimiento del secador en donde es expuesto al aire

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caliente. El secador cuenta con un ventilador y una serie de resistencia eléctrica a la entrada que permiten generar aire caliente el cual es llevado a través de la sección de bandejas.

Secador de túnel. Este tipo de secador, los cuales se caracteriza por tener arriba de 24 metros de largo y una sección rectangular de case 2 metros por 2 metros, consiste de una cabina equipada con rieles para mover unas cajoneras a lo largo de la cámara de secado. Un sistema de calefacción calienta el aire a la cámara y este circula a través de las cajoneras con alimentos.

Secador de cinta transportadora. EL principio de este secador con cinta transportadora es similar al del secador tipo túnel, excepto porque el producto es transportado por medio de un sistema sobre una cinta. La configuración 8

más comúnmente usada en la práctica consiste en pasar el aire caliente directamente a través de la cinta y capas del producto.

MATERIALES Y EQUIPOS. 

Humedimetro



Cronometro.



Fluxómetro o regla.



Secador de bandeja.



Balanza.



Plátanos.

PROCEDIMIENTO. 

Se identificó cada una de las partes del equipo y variables a controlar e involucradas en la operación de secado.



Se encendió el equipo y se definió la temperatura de secado y velocidad del aire con que se trabajó.

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

Esperamos que el equipo se estableciera y llegara a las condiciones de operación del proceso.



Determinamos el peso de cada una de las bandejas utilizadas.



Se pelo el plátano y se cortó en rodajas finas.



Se toma una muestra para determinar su humedad.



Se tomó las medidas de las bandejas al igual que su peso.



Agregamos el material a secar a cada una de las bandejas sin que haya quedado espacios libres en las bandejas.



Ya teniendo las rodajas de plátano en las bandejas se introdujeron al equipo de secado y se determinó el peso total.



Se tomaron los datos de la masa del material en un intervalo de tiempo, que fueron en 5 minutos en los primero 30 minutos, posteriormente se tomó 10 minutos hasta complementar 60 y finalmente 15 minutos hasta completar 120 minutos.

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RESULTADOS Tiempo (min) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100 110 120 135 150

Δtiempo (min) 0 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 10 10 10 10 10 10 15 15

Δtiempo (hr) 0 0,0833333 0,0833333 0,0833333 0,0833333 0,0833333 0,0833333 0,0833333 0,0833333 0,0833333 0,0833333 0,0833333 0,0833333 0,1666667 0,1666667 0,1666667 0,1666667 0,1666667 0,1666667 0,25 0,25

H1

T1 28,8 30,8 28,2 27,9 25,5 25,1 26,9 29,2 31,3 31,6 30,7 28,9 26,9 26,7 29,4 32,5 29,9 26,7 32,2 32,8 28,3

peso de Peso de bandeja + Peso de No. bandeja (g) Tajadas (g) Tajadas(g) 1 491,80 769,18 277,38 2 491,96 771,81 279,85 3 491,40 744,2 252,80 4 491,82 785,3 293,48 Peso total 1966,98 3070,49 1103,51

H2 79,1 77,3 79,9 80,1 82,6 82,7 80,6 78,1 76,4 76,5 77,8 79,9 81,8 81,6 78,6 76,4 79,6 82,8 76,8 76,6 81,5

Peso del sistema vacio (g)

T2 39,9 47,4 46,1 45,8 43,4 43 44 46 48,2 48,6 48,5 46,9 45 44,3 46,2 48,8 47,4 44,3 48,7 49,3 45,6

47,5 44 44,4 44,5 45,2 45,1 44,5 45,8 43,2 43,5 43,8 44,6 45,3 45,1 44,2 44,1 45,1 46,1 44,2 44,1 46

1389,7

TR 53,3 48,4 51,9 51,3 56,3 55,8 56,4 53,2 48,6 48,6 49,2 49,3 54,9 56,4 54,3 48,8 50,6 56,4 49,9 48,2 55

Peso de muestras + Bandeja+ Peso Sistema (g) Muestra (g) 4444 1087,32 4435,2 1078,52 4423,2 1066,52 4409,9 1053,22 4395,8 1039,12 4384,2 1027,52 4371,6 1014,92 4359,2 1002,52 4346,9 990,22 4334,3 977,62 4322 965,32 4310,1 953,42 4298,2 941,52 4275,4 918,72 4251,6 894,92 4230,2 873,52 4208,6 851,92 4187,9 831,22 4170,5 813,82 4138,4 781,72 4111,9 755,22

Peso del equipo 12

Peso Temperatur Agua Humedad Velocidad de Muestra a promedio removida Humedad de las secado (Kg) (°C) (Kg) Perdida tajadas (Kg/h.m^2) 1,087320 63,3 0 0 0,7497813 1,078520 60,65 0,00880 0,0081593 0,741622 0,88000 1,066520 62,15 0,01200 0,0112515 0,7303704 1,20000 1,053220 62,3 0,01330 0,0126279 0,7177425 1,33000 1,039120 63,9 0,01410 0,0135692 0,7041733 1,41000 1,027520 63,9 0,01160 0,0112893 0,692884 1,16000 1,014920 62,55 0,01260 0,0124148 0,6804692 1,26000 1,002520 61,95 0,01240 0,0123688 0,6681004 1,24000 0,990220 59,8 0,01230 0,0124215 0,6556789 1,23000 0,977620 60 0,01260 0,0128884 0,6427905 1,26000 0,965320 60,8 0,01230 0,0127419 0,6300486 1,23000 0,953420 62,25 0,01190 0,0124814 0,6175672 1,19000 0,941520 63,55 0,01190 0,0126391 0,6049281 1,19000 0,918720 63,35 0,02280 0,0248171 0,5801109 1,14000 0,894920 61,4 0,02380 0,0265946 0,5535164 1,19000 0,873520 60,25 0,02140 0,0244986 0,5290178 1,07000 0,851920 62,35 0,02160 0,0253545 0,5036633 1,08000 0,831220 64,45 0,02070 0,0249032 0,4787601 1,03500 0,813820 60,5 0,01740 0,0213806 0,4573795 0,87000 0,781720 60,35 0,03210 0,0410633 0,4163162 1,07000 0,755220 63,75 0,02650 0,0350891 0,3812271 0,88333

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ANALISIS DE RESULTADOS 1. Esquema del equipo

El secador de bandeja es un instrumento de material particulado dispuesto en 4 bandejas, que permite controlar la velocidad y la temperatura del flujo de aire, el cual es impulsado por un termo ventilador, cuenta también con una balanza digital que permite registrar en el tiempo la masa del sólido y la pérdida de humedad, en el recorrido el aire atraviesa el conjunto de muestras, provocando la disminución del contenido de humedad del producto lo cual permite el secado, saliendo el sistema con menor temperatura y mayor humedad relativa. 2. Reporte y análisis de las diferentes curvas 

Curva de humedad del material VS tiempo de secado

Contenido de humedad base seca

Curva de Secado 0.8000000 0.7000000 0.6000000 0.5000000 0.4000000 0.3000000 0.2000000 0.1000000 0.0000000

0

5

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100 110 120 135 150

Tiempo (min)

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

Curva de velocidad de secado VS humedad del material

Curva de Velocidad de Secado Velocidad de secado (Kg/h.m^2)

1.600 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 98 16 04 77 42 29 05 81 57 28 00 76 49 01 35 90 37 88 74 63 12 74 74 73 71 70 69 68 66 65 64 63 61 60 58 55 52 50 47 45 41 38 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.

Contenido de humedad base seca

Curva de temperatura VS humedad del material

Curva de Temperatura 65 64

Temperatura Promedio °c



63 62 61 60 59 58 57 98 16 04 77 42 29 05 81 57 28 00 76 49 01 35 90 37 88 74 63 12 74 74 73 71 70 69 68 66 65 64 63 61 60 58 55 52 50 47 45 41 38 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.

Contenido de humedad base seca

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3. Balance de materia de procesos de secado

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