UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA SALUD CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PROYECTO DE OPERACIONES UNITARIAS UNITARIAS II II
TEMA DISEÑO DE UN SECADOR DE TAMBOR ROTATORIO
AUTORES
BRAVO BRAVO CARRERA ANDRES RICARDO RIOS COELLO GARY BRYAN
CURSO
SEXTO SEMESTRE DE INGENIERIA QUIMICA
DOCENTE
ING.QUIM. WILSON LEÓN CUEVA MACHALA, 11 DE FEBRERO DEL !1"
DEDICATORIA Dedicamos Dedicamos con con infinito infinito amor amor este este trabajo trabajo a DIOS DIOS a nuestros nuestros padres padres quienes quienes con con su sacrifi sacrifici cio, o, amor amor y sabi sabios os cons consej ejos os nos nos ense enseña ñaro ron n a enfr enfren enta tarr los los obstáculos, para para llegar a la meta. Depositando Depositando su entera confianza en cada reto que se nos presen presente te sin dudar dudar ni un un solo momento momento en en nuestra nuestra inteligenc inteligencia ia y capacidad haciendo realidad el sueño de obtener obtener el ttulo profesional.
1
DEDICATORIA Dedicamos Dedicamos con con infinito infinito amor amor este este trabajo trabajo a DIOS DIOS a nuestros nuestros padres padres quienes quienes con con su sacrifi sacrifici cio, o, amor amor y sabi sabios os cons consej ejos os nos nos ense enseña ñaro ron n a enfr enfren enta tarr los los obstáculos, para para llegar a la meta. Depositando Depositando su entera confianza en cada reto que se nos presen presente te sin dudar dudar ni un un solo momento momento en en nuestra nuestra inteligenc inteligencia ia y capacidad haciendo realidad el sueño de obtener obtener el ttulo profesional.
1
AGRADECIMIENTO !uestra gratitud, a nuestros padres por su apoyo econ"mico y moral, a nuestros familiares y amigos, que sir#en como fuente de moti#aci"n, en los diferentes obstáculos que se nos presentan, para as culminar con muchos $%itos nuestra carrera.
2
RESUMEN &l trabajo detallado a continuaci"n se fundamenta en el diseño y construcci"n de un secador de tambor rotatorio , siendo el punto de partida la trasferencia de calor y la necesidad de solucionar el problema de alto contenido de humedad en las diferentes clases de alimentos en este caso las habas , con esto se pretendi" mejorar el proceso de secado por medio de un secador 'otatorio. Se realiz" el diseño mecánico del secador para posteriormente comenzar con su construcci"n. &fectuando un debido proceso para que realice las operaciones necesarias. (ara un buen funcionamiento de la máquina secadora, se implement" un blo)uer el cual será el encargado de realizar el proceso de secado en la máquina. *l tener un control automático de la máquina secadora, se logra reducir la humedad a ni#eles que están dentro del rango permitido para el almacenamiento adecuado mejorando la calidad del producto.
3
INDICE
DEDICATORIA................................................................................................. 2 AGRADECIMIENTO.......................................................................................... 3 RESUMEN....................................................................................................... 4 INTRODUCCION.............................................................................................. 6 OBJETIVOS..................................................................................................... 7 OBJETIVO GENERAL....................................................................................7 OBJETIVOS ESPECIFICOS............................................................................8 CAPITULO I.MARCO TEORICO.........................................................................8 ANTECEDENTES.......................................................................................... 8 METODOLOGÍA............................................................................................ 8 CARACTERÍSTICAS Y ESPECIFICACIONES DEL PRODUCTO.........................9 IMPORTANCIA DEL SECADO EN GENERAL...................................................9 SECADO DE SÓLIDOS................................................................................10 PARÁMETROS INVOLUCRADOS EN EL SECADO.........................................10 TRANSFERENCIA DE CALOR......................................................................11 Mecanis!s "e #$ans%e$encia "e ca&!$ ......................................................11 C!n"'cci(n............................................................................................ 12 C!n)ecci(n............................................................................................. 13 *'e"a" &i+$e......................................................................................15 •
*'e"a" &i,a"a....................................................................................15 *'e"a" "es&i,a"a...............................................................................16
FACTORES -UE INTERVIENEN EN EL PROCESO DE SECADO.....................16 Tee$a#'$a "e& ai$e................................................................................ 16 C!n#eni"! "e /'e"a" en &!s ,$an!s......................................................16 Ve&!ci"a" "e& ai$e.................................................................................... 16
4
Tee$a#'$a "e seca"!............................................................................16 C'$)as "e seca"!....................................................................................16 SELECCIÓN DEL SECADOR........................................................................17 Seca"!$es R!#a#!$i!s.............................................................................. 17 Seca"! Di$ec#!........................................................................................17 Seca"!$ R!#a#!$i! Di$ec#! en %&'0! a$a&e&!...............................................18 CAPITULO II. DISE1O....................................................................................18 DETALLE DEL PROCESO DE SECADO........................................................18 COSTOS DE CONSTRUCCION DEL SECADOR DE TAMBOR ROTATORIO......19 DIAGRAMA.................................................................................................20 CAPITULO III. CALCULOS Y RESULTADOS.....................................................20 CONCLUSIONES............................................................................................21 '&+O&!D*+I-!.........................................................................................23 I/IO0'*1I*............................................................................................... 24 ANE2OS........................................................................................................25
5
INTRODUCCION &l secador rotatorio constituye una de las formas más ampliamente utilizadas para el secado, de una amplia gama de materiales, a ni#el industrial, en forma rápida y con bajo costo unitario cuando se trata de grandes cantidades. &n este tipo de secador, el material h2medo es continuamente ele#ado por la rotaci"n del secador, dejándolo caer a tra#$s de una corriente de aire caliente que circula a lo largo de la carcasa del secador. &l flujo de aire puede ser tanto en paralelo como en contracorriente. /os secadores de gran tamaño poseen, a continuaci"n, un enfriador del producto, que opera en base al mismo principio y con aire en contracorriente o un enfriador en lecho fluidizado. &stos secadores se pueden diseñar para tiempos de secado comprendidos entre 3 y 45 minutos y capacidad de secado desde unos pocos cientos de 6ilogramos por hora hasta alcanzar las 755 t8h. Son muy adecuados para el secado de productos granulares, con buenas caractersticas de flujo que requieren tiempos de secado moderados. (ueden ser adaptados para manipular materiales algo pegajosos mediante dispositi#os especiales que disgreguen las costras s"lidas formadas. De hecho, la acci"n de #olcado es beneficiosa dentro de ciertos lmites para todos los productos, pues se rompe la corteza semipermeable que se forma en la superficie de las partculas que se secan, con lo cual se facilita la salida de la humedad desde el interior de las partculas. *demás se adecuan bastante bien para materiales termo sensibles, en los casos en que una restricci"n en la temperatura de secado no implique que el tiempo de secado tenga que ser muy prolongado. Sin embargo, no son adecuados para las siguientes aplicaciones9 secado de barros, suspensiones, materiales muy pegajosos y materiales que requieran más de una hora para el secado. *demás, presentan limitaciones en el secado de materiales pol#orientos o li#ianos, los cuales son arrastrados fácilmente por la corriente 6
gaseosa. &n estos casos deben tomarse en consideraci"n los secadores rotatorios indirectos, como los más adecuados.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL +onstruir un secador de tambor rotatorio y #alidar su funcionamiento mediante la deshidrataci"n
de
habas,
obteniendo
un
producto
deshidratado
homog$neamente y con una apariencia aceptable.
OBJETIVOS ESPECIFICOS •
Diseño de un secador de tambor rotatorio con los materiales apropiados para su mejor funcionamiento y, con un sistema electr"nico confiable para
•
el control de las #ariables :temperatura y #elocidad de flujo de aire; Desarrollar pruebas de funcionamiento del equipo para alcanzar los parámetros de estandarizaci"n deseados y obtener un resultado de
•
calidad. 1uncionamiento y puesta a punto del equipo para demostrar los resultados alcanzados.
CAPITULO I.MARCO TEORICO ANTECEDENTES &n el &cuador actualmente e%isten una #ariedad de m$todos de secado de alimentos, esto es debido a la e%istencia de diferentes formas de industria alimenticia y agropecuaria diferenciándose principalmente en los recursos econ"micos que $stas manejan, de tal modo que la utilizaci"n de tecnologas más a#anzadas representan por lo general una in#ersi"n mayor, cosa que no todas las industrias pequeñas poseen. +on estos antecedentes se plantea 7
integrar el diseño y construcci"n de un secador de tambor rotatorio para el secado de habas.
METODOLOGÍA &l secador de habas constará de un cilindro rotatorio, un blo)uer el cual será el encargado de realizar el proceso de secado. /a implementaci"n del secador giratorio para cacao contempla las siguientes fases9 <. *nálisis de alternati#as de los secadores. 7. Diseño de los elementos constituti#os del secador. =. construcci"n.
CARACTERÍSTICAS Y ESPECIFICACIONES DEL PRODUCTO &l secado de habas requiere de #arios aspectos t$cnicos a considerar para el desarrollo normal del proceso. &ntre las #ariables y m$todos que se deben controlar están la temperatura, humedad y cin$tica de secado. *l momento de elegir un m$todo de secado de granos, debemos tener en cuenta el factor econ"mico que representa la utilizaci"n de $ste. Si bien es cierto el secado solar apro#echa un recurso inagotable como es la radiaci"n solar, se entendera como una opci"n econ"micamente factible, es decir, los costos energ$ticos son menores a un secado con energa con#encional. (ero, puede darse el caso de que el tiempo se secado sea mayor, y por el contrario represente p$rdidas que se traducirán en aumento de costos> para cualesquier caso siempre se deberá hacer una comparaci"n costo?beneficio entre los procesos a fin de apro#echar al má%imo los recursos disponibles. @$cnicamente, se deben considerar los parámetros del proceso de secado como tiempos de secado, cur#as de #elocidad, temperatura, humedad, radiaci"n solar etc. A lle#arlos a condiciones controladas para obtener datos estadsticos que nos permitirán determinar la eficiencia del m$todo de secado.
8
IMPORTANCIA DEL SECADO EN GENERAL /a importancia del secado de los productos radica en que algunos productos que en la mayora son agrcolas, preser#en y mejoren sus propiedades, dándoles mayor #alor si $stos son para la e%portaci"n, o tambi$n mejorando la prolongaci"n del tiempo de almacenamiento que necesitan, y reduciendo las p$rdidas durante el mismo. &l proceso de secado se lle#a a cabo desde hace miles de años. &l prop"sito principal del secado, en el caso especfico de los alimentos, es el de preser#arlos de la manera más natural posible. &l secado conlle#a a la deshidrataci"n en los alimentos, los cuales al no tener un contenido de humedad significati#o inhibe el crecimiento bacteriano. /os alimentos deshidratados adecuadamente pueden durar meses sin que su almacenamiento refrigerado sea necesario. /os tratamientos de los productos son importantes, como es el secado que es un tema de gran importancia, $ste se lo realiza en alimentos, plantas, granos, etc., para e#itar la descomposici"n por enzimas o fermentos, disminuir el #olumen, poder realizar el almacenamiento de granos, facilitar el transporte, como parte de un proceso de producci"n, para lograr homogeneidad de un producto, impide el desarrollo de microorganismos y reacciones de o%idaci"n y de hidr"lisis. &n la cadena de transformaci"n y conser#aci"n de productos el secado ocupa un lugar importante ya que se realiza sobre un gran n2mero de productos. &l objeti#o de secar los productos es conseguir un producto en las condiciones "ptimas de estabilidad, y mejorar sus propiedades nutricionales y organol$pticas.
SECADO DE SÓLIDOS +onsiste en separar pequeñas cantidades de agua u otro lquido de un material s"lido con el fin de reducir el contenido de lquido residual hasta un #alor aceptablemente mediante el aporte de calor. &l secado es habitualmente la etapa final de una serie de operaciones. &s necesario conocer el proceso de secado para as determinar las condiciones "ptimas del secado. &l secado es muy importante en muchas industrias, las razones pueden ser una de $stas9 1acilitar el manejo posterior del producto
•
9
(ermitir el empleo satisfactorio del mismo
•
'educir el costo del embarque
•
(reser#ar los productos durante el almacenamiento y transporte
•
*umentar el #alor o utilidad de productos residuales
•
PARÁMETROS INVOLUCRADOS EN EL SECADO &l tiempo total de secado depende cantidad de humedad que tiene al principio los pellets, la #elocidad de secado y el porcentaje de humedad deseado. * su #ez la #elocidad de secado depende de la intensidad de la corriente del aire, de la temperatura del mismo y de la cantidad de pellets a secar, es más rápida al inicio pero luego #a disminuyendo a medida que a#anza el proceso. Se supone que un buen conocimiento de factores que inter#ienen en el proceso de secado y su control, se podrá realizar un mejor manejo y utilizaci"n de las instalaciones para obtener un proceso completamente eficiente. &s importante mencionar que en el secado interact2an #arios factores que hacen posible que $ste proceso se lle#e a cabo, la importancia de cada uno de ellos depende del material que se está secando, tales como9 @ransferencia de calor
•
(rocesos psicom$tricos
•
*tm"sfera de secado
•
+ondiciones e%ternas
•
@ipos de grano
•
TRANSFERENCIA DE CALOR @ransferencia de calor, en fsica, proceso por el que se intercambia energa en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo 10
cuerpo que están a distinta temperatura. &l calor se transfiere mediante con#ecci"n, radiaci"n o conducci"n. *unque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos.
Mecanis!s "e #$ans%e$encia "e ca&!$ /a transferencia de calor siempre se produce del sistema de temperatura más ele#ada hacia el de temperatura más baja. /a transferencia de calor se detiene cuando los dos sistemas alcanzan la misma temperatura. /a energa no se transfiere de un sistema de temperatura baja a otro de temperatura más alta si no se realiza trabajo.
Ca&!$. &l calor se define como la energa cin$tica total de todos los átomos o mol$culas de una sustancia.
Tee$a#'$a. /a temperatura es una medida de la energa cin$tica promedio
•
de los átomos y mol$culas indi#iduales de una sustancia.
11
Fi,'$a 34 &squema de los mecanismos de transferencia de calor
/os mecanismos de transferencia de calor pueden ser9 @ransferencia de calor por conducci"n.
•
@ransferencia de calor por con#ecci"n
•
@ransferencia de calor por radiaci"n
•
C!n"'cci(n &s un mecanismo de transferencia de calor, que se presenta a ni#el molecular y por contacto de $ste, donde las mol$culas con mayor energa :mayor temperatura; ceden calor a los de menor energa :menor temperatura;, tal como muestra la figura 7.
Fi,'$a 54 ecanismo de conducci"n
qB C ?
dt dx
Donde9 C +oeficiente de transferencia de calor por con#ecci"n en EF 8 m 6G 12
dt dx
C 0radiente de temperatura en la direcci"n %
qBC 1lujo de calor por unidad de área : ) 8 m 7 ;
C!n)ecci(n &s un mecanismo de transferencia de calor, que se presenta entre una superficie y un fluido en mo#imiento, los que se encuentran a diferentes temperaturas. &%isten dos tipos de con#ecci"n9 •
C!n)ecci(n na#'$a&4 +uando el mo#imiento es producido por el cambio de
densidad que e%perimenta por las diferencia de temperaturas. •
C!n)ecci(n %!$6a"a4 +uando el mo#imiento es pro#ocado por un agente
e%terno al sistema, lo cual pro#oca el mo#imiento del fluido. Hste mecanismo se muestra en la figura =.
Fi,'$a 74 ecanismo de con#ecci"n
•
Tee$a#'$a "e +'&+! /8e"! 9#+/: 13
&l mecanismo del secado a #elocidad constante está dado por la e#aporaci"n desde una superficie liquida y la presencia del s"lido no afecta a este mecanismo., Sin embargo, el s"lido puede alterar las propiedades de la superficie liquida y con ello la #elocidad de e#aporaci"n es a #eces distinta a la obtenida con el lquido puro. &ste efecto del s"lido es relati#amente pequeño y habitualmente la reducci"n en la #elocidad de e#aporaci"n no es mayor del 75. /a #elocidad de secado está determinada por la #elocidad de difusi"n del #apor a tra#$s de la pelcula gaseosa que recubre la superficie del secado hacia la corriente de gas, y una #ez alcanzado el equilibrio, con la presencia de una cantidad relati#amente grande de gas de secado, las condiciones son apro%imadamente las que definen la temperatura de bulbo h2medo. +ualquier punto de la superficie tiende entonces a adquirir la temperatura del bulbo h2medo correspondiente a la temperatura, humedad y cantidad del gas de secado. Si la cantidad de gas y sus caractersticas en el punto dado permanecen constantes, la temperatura superficial o de bulbo h2medo tambi$n es constante. De acuerdo con ello la presi"n parcial y humedad en la superficie es tambi$n la presi"n parcial de saturaci"n y la humedad de saturaci"n a la temperatura de bulbo h2medo
•
Tee$a#'$a "e +'&+! sec! 9#+s:
&s la temperatura que marca un term"metro cuando se lo e%pone al aire ambiente, siendo $ste una mezcla de aire y #apor de agua. •
P'n#! "e $!c;! ! #ee$a#'$a "e sa#'$aci(n
&l punto de roco o temperatura de roco es la temperatura a la que empieza a condensarse el #apor de agua contenido en el aire, produciendo roco, neblina o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha. •
*'e"a" "e 'n s(&i"!
&s el peso de agua que acompaña a la unidad de peso de s"lido seco. 14
*'e"a" "e e<'i&i+$i!. &s la humedad alcanzada por un s"lido en equilibrio con una masa de aire a una determinada temperatura y humedad. @ambi$n, es el lmite de humedad que puede alcanzar un s"lido en contacto con una masa de aire. Si la humedad del s"lido es mayor que la humedad de equilibrio, el s"lido se seca> si es menor, el s"lido capta agua hasta la humedad de equilibrio.
*'e"a" &i+$e. &s el e%ceso de humedad de un s"lido, respecto a la humedad de equilibrio, en contacto con una determinada masa de aire. &s la humedad que puede perder un s"lido despu$s de un contacto prolongado con el aire. •
*'e"a" &i,a"a.
&s la humedad de equilibrio de un s"lido en contacto con una masa de aire de humedad relati#a del <55 . @ambi$n, la humedad mnima necesaria para que el s"lido deje de comportarse como higrosc"pico.
*'e"a" "es&i,a"a. &s la diferencia entre la humedad del s"lido y la humedad ligada, " la humedad libre del s"lido en contacto con aire saturado. &l s"lido se comporta como s"lido h2medo.
FACTORES -UE INTERVIENEN EN EL PROCESO DE SECADO /os factores que inter#ienen en el proceso se los denominan a los que sin estar directamente relacionados inter#ienen directamente sobre la eficacia del secado
Tee$a#'$a "e& ai$e +uanto mayor sea la temperatura mayor será la #elocidad de secado. *l hablar de este parámetro no s"lo nos referimos a la temperatura ambiente sino tambi$n a la del soporte y a la del entorno del sistema.
15
C!n#eni"! "e /'e"a" en &!s ,$an!s &s la temperatura de la superficie de la especie a secar. &sta temperatura en el secado y en sistemas considerados como aire?agua se lo considera igual a la temperatura de bulbo h2medo del aire.
Ve&!ci"a" "e& ai$e Otro factor muy importante es la #elocidad con la que ingrese el aire caliente, ya que de esta tambi$n dependerá el tiempo de secado, el menos tiempo de e%posici"n, es decir, mayor #elocidad, disminuye la eficacia del secado.
Tee$a#'$a "e seca"! &n el secado de productos es importante realizar el estudio de los elementos que componen estos productos y su comportamiento a diferentes temperaturas para poder determinar la temperatura má%ima admisible para el secado sin que $sta afecte en una mayor parte a sus componentes.
C'$)as "e seca"! Son cur#as construidas a partir de datos e%perimentales que dan informaci"n sobre la #elocidad de secado de un alimento bajo determinadas condiciones. Se obtienen preferiblemente en un equipo que reproduzca lo más fielmente posible el equipo de proceso usando condiciones de aire que se asemejen a las que se usan en el mismo. /a informaci"n obtenida de estas cur#as es 2til para prop"sitos de9 &stimar el tamaño del secador
•
&stablecer las condiciones de operaci"n
•
+alcular, estimar o a2n predecir el tiempo de secado
•
SELECCIÓN DEL SECADOR Seca"!$es R!#a#!$i!s /os secadores rotatorios al usados en su mayora para productos que no sean frágiles sensibles al calor, es por ello que son los más usados en la industria. 16
+onsta de una coraza cilndrica, usualmente construida de plancha de acero, dentro de la cual el material a secar ingresa por un lado y se descarga JsecoK del otro, ya que poseen una cierta inclinaci"n que hace el desalojo más fácil. @ambi$n consta de una configuraci"n de aletas que le#antan el material para secarlo como cascada. Di#ersos fabricantes de secadores tienen su propio diseño patentado de aletas, aunque ya e%isten di#ersos gráficos en donde se obser#an dichas configuraciones. &l Secado puede ser directo o indirecto9
Seca"! Di$ec#! &n este los gases calientes están en flujo paralelo o contraflujo con respecto al sentido de direcci"n del material. /a transferencia de calor es por con#ecci"n.
Fi,'$a =4 (artes de la coraza de un secador 'otatorio directo :+& 'aymond#arlletSno)+o.;
Seca"!$ R!#a#!$i! Di$ec#! en %&'0! a$a&e&! &n este tipo de secador el material a secar a#anza paralelamente a los gases y se lo utiliza principalmente para minerales, fertilizantes, pulpa de remolacha, los concentrados de flotaci"n, el carb"n 8 coque, fosfatos, alimentos para animales, el germen
17
Fi,'$a >. Secador 'otatorio en flujo paralelo
CAPITULO II. DISE1O DETALLE DEL PROCESO DE SECADO &l secado se produce por la energa entregada de los gases al producto y por el arrastre de #apor e%trado, para luego obtener el material seco. (ara el dimensionamiento de los sistemas que conforman el secador se los di#ide en9 Sistema motriz
•
&structura mecánica
•
Sistema t$rmico
•
* continuaci"n se hace un estudio de cada uno de los elementos mecánicos a seleccionar o dimensionar.
18
COSTOS DE CONSTRUCCION DEL SECADOR DE TAMBOR ROTATORIO MATERILES 1
(lancha
16
gal#anizada : < m %
4
< *ngulo <
3
%
2
16
:
COSTO L
L 4,35 L <7,55
pedazos M5cm; 3
= *ngulo < %
16
: 7 pedazos de 5
L 4,55
cm y 7 pedazos de 73 cm; M pernos de 38<4 % P con tuerca L <,75 7 @apas circulares de =7 cm de L
L 3,5 L ,35 L =5,55
Ma#e$ia& Recic&a"! < otor 'eductor de = '( < anda de Q 7 (oleas de B y 7B < @ubo de Q % N5 cm 7 +hamaceras < ocin de acero 753
L 45,55 L M,55 L 3,55 L =,55 L 75,55 L 5,M5
T!#a&
L 755,55
19
DIAGRAMA.
CAPITULO III. CALCULOS Y RESULTADOS. VARIABLES DE PROCESO
#.1.1 #.1.1.1
C$%&'%( )* %+ *%(&-)+) )* *&+)( / )*% 0-*2( )* *&+)(
2+3+ %( )-4*3*50* 2*3-()( De acuerdo a la curva de velocidad de secado habrá un periodo de velocidad de secado constante y otro de velocidad de secado constante.
Perí! C"#$%"$e A"$&'rí$&'
1( P%r% '%)'*)%r )% +e)'&!%! '"#$%"$e ,%'e-# *# !e )% E'. 1.2.1.3/1 ' S A $
20
D"!e ' = Velocidad de secado constante A= Superficie expuesta al secado S= Solido seco
= Variación de humedad en base seca $= Variación de tiempo de secado D%$# &"&'&%1 60 0.60 'r&$&'% 490.49
$1 0 , $2 1 , 60 -&"# S 0.38148 A 0:6132 -2
21
S)*'&;"
Nc=
=
[ ] −∆ x
∆ t
[
0.38148 kg −0.60 −0.49
N =
N
S A
0.6132
0.7589
60 −0
]
kg hm
2
P%r% '%)'*)%r e) $&e-< !e #e'%! e" '"!&'&"e# '"#$%"$e#
t 1
=
(
S Xi Xc A N −
)
Donde:
$1 Tiempo anticrtico N = Velocidad de secado constante A= Superficie expuesta al secado S= Solido seco
& &"&'&%)
=*-e!%! '
=*-e!%! 'r&$&'%
D+0(6 &"&'&%1 0:60 'r&$&'% 0:49 S = !"!#$%& '( A =!")* m * > N 0:7589
2
,-2
2
S)*'&;" t 1
=
(
S Xi Xc A N −
) t 1
=
0.3841 kg 0.132 m
2
(
0.60 − 0.49 0.7589
)
t 1= 0.41 h
#.1.
CALCULOS PARA EL DISEO DEL SECADOR DE TUNEL
3.1.3.1CALCULO DE LA LON?ITUD
#.1.#.1.1 BALANCE DE MASA
?: @1: T1
?: @2: T2
SOLIDO
SECADOR ROTATORIO
?#: TS1: 1
?AS
2: TS2: ?# Graf.
Secador de ROTARIO
?# C%*!%) !e) #;)&!
0,38148 kg/h
1 =*-e!%! !e) #;)&! % )% e"$r%!%
0, 60
2 =*-e!%! !e) #)&! % )% #%)&!%
0, 49
@2 =*-e!%! !e) %&re % )% e"$r%!%
0,009 kg de H2O/kg de aire seco
T#1 Te-
24
C T2 Te-
70 C T1 Te-
C<# C%<%'&!%! '%)r&B'% !e) -%&
0, 41 kcal/kg C
' '%)r e#
0, 24 kcal/kg C
? C%*!%) !e) %# @1
=*-e!%! !e) %&re % )% #%)&!%
1?S @2? 2?S @1? !")!+!"#$&% , !"!!- = !"+!"*/! , 0&
0:075 0:009? 0:0325 @1?
25
BALANCE DE ENER?IA =1e"$%1<í % #;1&!( ?S =2e"$%1<í % %&re ( ? =2e"$%1<í % #;1&!( ?S =1e"$%1<í % %&re( ? F
#.1.#.1.1.1
CALCULO DE LAS ENTALPIAS DEL SOLIDO M%í(
1ara el cálculo de las entalpias tanto de la entrada y salida se utili2ara la 3c. &.#.*4&!
3ntrada
=1E#;1&! e"$r%!%( EC<# D 1( T#1
>'%) =1 . 0:65 C 0:30( 20 > C =1 19
>'% ) >
Salida
=2#;1&! #%1&!%( C<# 2 ( T#2
=2 . EC0:65 D 0:13(G>'%) 48 >C
=2 37.44
#.1.#.1.1.
>'% ) >
CALCULO DE LAS ENTALPIAS DEL AIRE
3n las entalpias del aire se utili2ara la 3c: &.#.*43ntrada
=2E%&re
e"$r%!%(
E0:24 D 0:46@2($2 D 597:2@2
=2 0:24 0:46 0:009(( 90 597:2 0:009( =2 27:34
>'%) >
Salida
=1%&re #%1&!%( 0:24 0:46 @1 ($1
597:2 @1 =1 E0:24 D 0:46@1(50 D 597:2@1
=1 12 620:2@1 3l cálculo de la cantidad necesaria de aire y su humedad de salida se efect5a por aplicación de un balance simultáneo de materia y ener(a con 6=!" pues no hay p7rdidas de calor:
=1e"$%1<í % #;1&! e"$r%!%( ?# =2e"$%1<í % %&re e"$r%!%( ? =2e"$%1<í % #;1&! ( ?# =1e"$%1<&% %&re #%1&!%( ?
F
0
19( 0:250( 27:34 ? 37:34( 0:250( 12 620:2@1(? 4:75 27:34? 9:363 12? 620:2@1? 15:34? 4:613 620:2@1? ? 3:17
> %&re #e' H
66
CONCLUSIONES Despu$s del proceso de diseño y prueba de maquina se concluy" que se logr" el objeti#o satisfactoriamente de reducir la humedad presente en la haba dando un resultado positi#o. /a máquina cumple clon los requerimientos establecidos, se logr" un equipo funcional y de bajo ruido de fácil operaci"n.
/a operaci"n y el mantenimiento del equipo es muy sencillo, solo requiere tomar todas las precauciones de seguridad mencionada en el manual del usuario para e#itar accidentes.
'&+O&!D*+I-! &s recomendable que el equipo se encuentre operando en un lugar con #entilaci"n para e#itar la recirculaci"n de aire caliente y arrastres de humedad. !o es recomendable sobrepasar los parámetros de diseño y funcionamiento durante el proceso de secado como son temperatura, tiempo, cantidad y tipo de producto, ya que puede ocasionar el deterioro en las propiedades del producto y el funcionamiento del equipo. &s necesario mantener todas las precauciones, como un mantenimiento pertinente para e#itar problemas de deterioro y mal funcionamiento del equipo
I/IO0'*1I* http988repositorio.uis.edu.co8jspui8bitstream8<7=34NMR83M=3878<7R34=.pdf http988dspace.espoch.edu.ec8bitstream8<7=34NMR87378<8R4@55<
ANE2OS