Transcript Secado de la madera.

Procesos Industriales.
Sesión 3
Secado.
3.1 Conceptos de secado.
 El
secado significa la remoción de
cantidades de agua relativamente
pequeñas, de un cierto material.
 En el secado, el agua casi siempre se
elimina en forma de vapor con aire.
2
Velocidad de secado.
 Determinada
experimentalmente en
función de la pérdida de peso de
humedad.
3
Mezclas gas-vapor.
 Componentes
de una mezcla gasvapor son: gas y vapor saturado o
sobrecalentado.
4
Mezclas gas-vapor.
 Una
mezcla gas-vapor está
saturada cuando el
componente vapor lo está. No
está saturada cuando el vapor
está sobrecalentado.
5
Mezcla gas - vapor.
 Aire
= aire seco + vapor de agua.

= mezcla de dos gases.

p = pa + pv
 Se supone: hv(T) = hg(T)
 Humedad relativa:

Φr = mv/ma = pv/pg

6
Mezcla gas - vapor.
 Humedad
especifica:

ω = [18/29]*[pv/pa]
 T de bulbo seco es medida con un
termómetro convencional.
 El agua del aire comienza a
condensarse al alcanzar la Tr =
temperatura de rocío.
7
Carta psicrométrica.
 Cartas
de temperatura-humedad.
 La línea de saturación es construída
con los datos proporcionados por la
tabla de vapor.
 La línea de saturación de vapor es
a su vez la línea de 100% de
humedad relativa.
8
Linric Company
Carta Psicrométrica
10
5
65
60
280
55
240
50
90
180
160
RH
RH
140
85
120
25
20
%
RH
80
15.5
30
%
30
RH
40
%
50
%
90%
RH
80%
RH
70
%
RH
60
%
RH
40
35
-B
lpy
tur
ry air
En
tha
200
era
d
ft³/lb
Copyright © 1998 Linric Company
Te
mp
16.0
This chart was constructed using Linric Company’s
psychrometric chart program based on ASHRAE
formulas.
Bu
lb
e
tu
Barometric Pressure 29.921 Inches Hg
W
et
100
15.0
20
75
70
%
10
RH
80
60
14.5
15
65
60
40
-10
0
10
20
30
30
40
45
40
20
13.5
-20
25
35
13.0
-30
15
20
12.5
10
5
14.0
10
55
50
50
60
70
80
90
Dry Bulb T emperature °F
100
110
120
130
140
150
160
9
Humidity Ratio Grain
s of
pe
rP
Psychrometric Chart
220
95
°F
45
ou
nd
o
fD
ry
A
ir
Headquarters:
44 Green Meadow Lane, Bedford, NH 03110 USA
TEL: 603 472-5640 FAX: 603 472-4823
10
0
of Dry Air (gr/lb)
260
Linric Company, Software Division
Moisture per Pound
Desiccant System Engineering,
Engineering Software Development
3.2.1 Secado de pescado.
 Es
un método de conservación del
pescado por ingreso de sal al tejido
del pescado y por salida del agua.
 Para
lo cual el pescado es
eviscerado,
lavado,
fileteado,
salado al 35 % y secado.
10
Secado de pescado.
 Al
aire libre usando la energía solar.
 Temperaturas más elevadas para
acelerar el secado.
 Mayor velocidad del aire.
11
Ejemplo (Horner, 2001) p.48
Aire a 25 oC y 80 % hr se calienta
a 60 oC antes de pasar sobre
filetes de pescado. Cual sería la
temperatura del filete de pescado
durante las etapas iniciales del
secado mientras su superficie
permanece húmeda?
12
13
(Horner, 2001) p.48 …
 en
la curva 100 % hr, la
temperatura húmeda viene
dada por la coordenada x del
punto C y ésta será la
temperatura de la superficie del
pescado húmedo.
14
3.2.2 Secado de la madera.
15
Secado de la madera…
 El
agua
transporta
nutrientes
(minerales orgánicos disueltos) que
son absorbidos por las raíces del
árbol y transportados hacia las hojas,
donde son finalmente asimilados.
16
Secado de la madera...
 La
humedad se presenta: como agua
libre dentro de las cavidades celulares
y como agua higroscópica dentro de
las paredes celulares.
17
Secado de la madera.
 C.H
={[m madera - m madera anhidra]
/ m madera anhidra} x 100
 Madera anhidra = completamente
seca.
18
Tecnología de secado de la
madera.
 tipos
de secado: al aire libre, en estufa
convencional y en estufa eléctrica.
 tiempos de secado vs. los defectos de
acanalado, torceduras y arqueamiento
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20
Secado en hornos solares
21
Curva velocidad de secado de la madera
22
Ejem. (Geankoplis,1978)
 Se
desea secar un sólido cuya curva
de secado está representada por la
fig. dada, desde un contenido de
humedad libre X1 = 0,38 kg H2O / kg
sólido seco hasta X2 = 0,25 kg H2O /
kg sólido seco. Estimese el tiempo
necesario.
23
24
Ejem 6. (Geankoplis,1978) …
 Según
figura, para X1 = 0,38, la
lectura de t1 es 1,28 h. Para X2 =
0,25, t2 = 3,08 h. Por consiguiente,
el tiempo requerido es:
 t = t2 - t1 =3,08 - 1,28 = 1,80 h.
25
3.2.3 Secado de frutas.
 Secador
solar/gas.
 Deshumidificación por
enfriamiento.
26
27
28
29
30
Secado de cebolla
31
3.4.- Secado de la harina
de pescado.
 Los
sólidos que han salido de la
prensa-expeller se alimentan a
un horno secador cilíndrico
giratorio, que tiene una ligera
inclinación por lo que va
acercándose a la zona más
caliente.
32
33
(Himmelblau, 1988)
 En
el procesamiento de la harina de
pescado, después de que se extrae
el aceite, la pasta de pescado se
seca en secadores de
tambor
rotatorio. Al final se muele y se
empaca, el producto resultante que
contiene 65% de proteínas.
34
(Himmelblau, 1988) …
 En
un lote determinado se usa una
pulpa de pescado que contiene 80%
de agua (el resto es pulpa seca), se
elimina 100 Kg. de agua y se
encuentra que la pulpa de pescado
tiene 40% de agua. Calcule el peso de
la pulpa de pescado que se puso al
principio en el secador.
35
W100kg
Limite del sistema
Harina de pescado humeda= ?
A
Aire
0.80 H2O
0.20BDC*
Sec
ado
r
cali
e
nte
Quemador
rota
torio
Componente de enlace
B
Harina de pescado seca = ?
0.40H2O
0.60BDC*
36
(Himmelblau, 1988) …
Base de cálculo
evaporada.
100kg
de
agua

Entrada = Salida
 Balance total:
A = B+W =
B + 100
 Balance de sólidos: 0,20 A = 0,60 B.


37

Prob. Una corriente conteniendo 75% de
agua y 25 % de sólidos es alimentado a un
granulador a una relación de 4000 kg/h: La
alimentación es mezclada en el granulador
con producto reciclado desde el secador: El
objetivo de esto es reducir la cantidad de
agua en la alimentación que ingresa al
granulador al 50%. Al secador ingresa una
corriente de aire (P=1atm y T= 60 oC) para
reducir la cantidad de humedad de los
sólidos. El aire que ingresa al secador
contiene 3% molar de agua y abandona el
mismo con contenido del 6% molar de agua.
El producto que abandona el secador
contiene 16,7% de agua.
38
 Calcule:
 a).
La cantidad de producto que es
recirculada (Kg/h)
 b) La cantidad de aire que ingresa al
secador (m3/h)
 c) La cantidad de agua evaporada
(moles/h)
 A continuación se presenta el
diagrama del proceso:
39
4000 Kg/h
50% sólido
50% de agua
Granulador
Aire
Secador
40