UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL ³FRANCISCO DE MIRANDA´ AREA DE TECNOLOGÍA COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO PROGRAMA DE INGENIERÍA MECANICA CATEDRA: EMII PROF. ROCIO HURTADO
INTEGRANTES TORRES JESUS C.I.:16.755.466 OBISPO LUIS C.I.:17993622 Punto Fijo; mayo mayo 2011
INTRODUCCION Los evaporadores son equipos que la energía de trabajo es el vapor latente que el vapor se encuentra a una temperatura mas alta de la temperatura de ebullición, estos a su vez tiene una variedad de aplicaciones ya que también son conocidos como intercambiadores de calor. También conseguimos muchos tipos de evaporadores por que cada planta tiene su evaporador. Ya que cada proceso es diferente ya que se puede trabajar con vapor o liquido. Este proceso es importante ya que con el podemos hacer el proceso de la desalinización del agua del mar, por que con la evaporación separamos el agua de la sal y después se condensa el vapor para obtener el agua ya consumible. Los equipos secadores con aquellos equipos son utilizados para separa liquido de solido mediante la evaporación, estos equipo frecuentemente se utilizan para reducir la humedad, aquí encontramos una serie de variedad como son secadores continuos, estos secadores son los que trabajan de forma continúan en la planta son alimentadas con la humedad, también podemos decir que ellos pueden trabajar de forma intermitente. Ya esto se da a los requerimientos r equerimientos del proceso.
EVAPORADORES El evaporador se encuentra localizado en el conjunto de distribución de trampillas, después del impulsor y antes del radiador de calefacción. El evaporador del circuito frigorífico es inter-cambiador térmico que tiene por función enfriar y deshumidificar el aire que lo atraviesa Paralelo absorbe calor del aire, produciéndose dos fenómenos físicos: * El aire se enfría y el vapor de agua presente en este aire se condensa en las aletas del evaporador * El fluido se evapora y se recalienta. El evaporador en los equipos domésticos se compone de un tubo que suele llevar unas aletas al exterior, por lo que su contextura se asemeja al radiador de un coche. Por un extremo se alimenta a través de una válvula de un fluido refrigerante, contenido en una botella a presión. Por el exterior del tubo circula aire, movido por la acción del ventilador. El fluido refrigerante juega el papel del sudor y se supone que está a una temperatura de +3°C, mientras que el aire en la entrada del evaporador tiene un nivel térmico de 25 °C. Al estar más caliente el aire que el refrigerante, pasa calor desde el primero al segundo, por lo que el aire se enfría cediendo su energía al refrigerante. Este, en lugar de calentarse, hierve, transformándose en vapor. FUNCION El evaporador desempeña la función de enfriar el aire puesto en movimiento por el impulsor (ventilador centrífugo situado en el conjunto de distribución de trampillas) y enviado hacia el habitáculo del vehículo. En ciertas condiciones de utilización del circuito frigorífico, debe permitir deshumidificar ese flujo de aire, con el fin de evitar el empañado de las superficies acristaladas del vehículo. Sin embargo, el nivel de des humidificación no es controlable ya que depende directamente de la temperatura a la se va a enfriar dicho aire; la des humidificación del aire no se produce a menos que su temperatura sea inferior a la temperatura de rocío correspondiente al aire.
TIPOS DE EVAPORADORES Para determinar las condiciones óptimas de diseño, se deben tener en cuenta una gran cantidad de factores para obtener de esta manera, un equipo que tenga una relación óptima entre rendimiento de evaporación, economía
y calidad del producto. Estos
factores se pueden resumir de la siguiente forma: Evaporador de película descendiente: Estos tipos de evaporadores son los más difundidos en la industria alimenticia, por las ventajas operacionales y económicas que los mismos poseen. Estas ventajas se pueden resumir de la siguiente forma: * Alta eficiencia, economía y rendimiento. * Alta flexibilidad operativa. * Altos coeficientes de transferencias térmicos. * Capacidad de trabajar con productos termo sensibles o que puedan sufrir deterioro parcial o total de sus propiedades. * Limpieza rápida y sencilla (CIP) En estos evaporadores la alimentación es introducida por la parte superior del equipo, la cual ha sido normalmente precalentada a la temperatura de ebullición del primer efecto, mediante intercambiadores de calor adecuados al producto. Se produce una distribución homogénea del producto dentro de los tubos en la parte superior del evaporador, generando una película descendente de iguales características en la totalidad de los tubos. Este punto es de suma importancia, ya que una insuficiente mojabilidad de los tubos trae aparejado posibles sitios en donde el proceso no se desarrolla correctamente, lo cual lleva a bajos rendimientos de evaporación, ensuciamiento prematuro de los tubos, o eventualmente al taponamiento de los mismos. Dentro de los tubos se produce la evaporación parcial, y el producto que esta siendo concentrado, permanece en íntimo contacto con el vapor que se genera. Los dos fluidos, tanto el producto como su vapor, tienen igual sentido de flujo, por lo que la salida de ambos es por la parte inferior de los tubos.
En la parte inferior del evaporador se produce la separación de estas dos fases. El concentrado es tomado por bombas y el vapor se envía al condensador (simple efecto), mientras que los sistemas múltiefecto utilizan como medio calefactor, el vapor generado en el efecto anterior, y por lo tanto el vapor generado en el último cuerpo es el que se envía al condensador. A modo de ejemplo, si alimentamos con 1 kilogramo de vapor vivo un evaporador simple efecto, obtendremos aproximadamente 1 kilogramo de agua evaporada, mientras que si alimentamos un evaporador doble efecto con la misma cantidad de vapor, o sea 1 kilogramo, obtendremos 2 kilogramos de agua evaporada, uno por cada efecto. Se concluye entonces, que a mayor cantidad de efectos, mayor será el rendimiento de evaporación, lográndose estupendas relaciones de vapor vivo consumido por kilogramo de líquido evaporador. Otra posibilidad de aumentar el rendimiento del evaporador es instalando un sistema de termo compresión de vapores; este proceso constituye un recurso muy utilizado en la actualidad, en donde el vapor generado es comprimido por vapor de alta presión, lográndose un aumento significativo del poder calorífico del vapor resultante o mediante compresión mecánica (para altas capacidades de evaporación). El reuso de vapor permite obtener excelentes economías durante la operación. Evaporador de película ascendiente: En estos tipos de evaporadores la alimentación se produce por la parte inferior del equipo y la misma asciende por los tubos. El principio teórico que tienen estos evaporadores se asimila al 'efecto sifón', ya que cuando la alimentación se pone en contacto con los tubos calientes, comienza a producirse la evaporación, en donde el vapor se va generando paulatinamente hasta que el mismo, empieza a ejercer presión hacia los tubos, determinando de esta manera, una película ascendente. Esta presión, también genera una turbulencia en el producto que está siendo concentrado, lo que permite mejor la transferencia térmica, y por ende, la evaporación.
En estos evaporadores existe alta diferencia de temperaturas entre la pared y el líquido en ebullición. Cabe mencionar que la altura de los mismos es limitada, ya que la
capacidad del vapor en arrastrar la película formada hacia la parte superior del equipo no es suficiente y determina la altura máxima posible para el diseño. Son evaporadores en los cuales se puede recircular el producto concentrado, donde el mismo es enviado nuevamente al interior del equipo, y de esta forma, asegurar un correcto caudal de alimentación. Evaporador de circulación
forzada:
Los evaporadores de circulación forzada pueden no ser tan económicos, pero son necesarios cuando los productos involucrados en la evaporación tienen propiedades incrustantes, altas viscosidades, precipitaciones, cristalizaciones o ciertas características térmicas que imposibilitan una circulación natural. Son equipos en donde el producto es calentado a través de un intercambiador de calor (los intercambiadores puede ser horizontales o verticales), luego se envía a un separador, donde la evaporación se lleva a cabo gracias a la presión reinante dentro del mismo, produciéndose de esta forma una evaporación flash y por ende un enfriamiento del producto. La velocidad de circulación del producto dentro de los tubos es un factor esencial a tener en cuenta para cada tipo de producto. PROCESO DE EVAPORACION El proceso de evaporación consiste en la eliminación de un líquido de una solución, suspensión o emulsión por tratamientos térmicos. Se dice entonces, que la solución, suspensión o emulsión se está concentrando, y para lograr dicho propósito debemos suministrar una fuente de calor externo; esta fuente calórica se logra generalmente con vapor de agua, el cual se pone en contacto con el producto a través de una superficie calefactora. Es una separación de componentes por efecto térmico, en donde se obtienen dos productos de distintas composiciones físico-químicas. En la mayoría de los casos, el producto evaporado, (solvente volátil, que generalmente es agua) es un producto sin valor comercial, mientras que el líquido concentrado, (soluto no volátil) es el que tiene importancia económica. (Cabe mencionar que puede suceder al revés). Debemos tener en cuenta que los productos a evaporar se comportan de diferentes formas de acuerdo a su características físico-químicas, las cuales pueden definir un comportamiento de termo sensibilidad, de producir reacciones de precitación, de aglomeración o de polimerización, y un tratamiento inadecuado puede producir un deterioro parcial o total
de distintos componentes químicos involucrados en el líquido y de esta forma modificar indeclinablemente las propiedades del mismo. Por esta razón se deben realizar ensayos previos y poder así determinar el equipo adecuado para cada una de las necesidades. Estos ensayos son realizados por ingenieros calificados de nuestra empresa, ya que la misma cuenta con evaporadores a escala de laboratorio y piloto, los cuales permiten determinar variables termodinámicos, coeficientes térmicos, comportamientos en ebullición, grados de ensuciamiento, concentraciones límites y todo lo necesario para asegurar al cliente, un apropiado diseño y construcción de sus equipos. APLICACIONES Los evaporadores son utilizados para la obtención de: *Agua desmineralizada para calderas u otros procesos. *En las industrias de alimentos y farmacología. Industria Lechera: Leche entera y descremada, Leche condensada, Proteínas de la leche, Permeados lácteos, Mezclas de productos lácteos, Mantecas, Suero de queso, Suero de queso previamente cristalizado, Proteínas de suero, Permeados de suero, Soluciones de lactosa, Dulce de leche de producción continua y discontinua. Industria de Jugos de Fruta: Leche de soja, Jugo de manzana, de naranja y otros citrus, Jugos mezclas, de tomates, de zanahoria Hidrolizados: Proteína Hidrolizada, Proteína láctea hidrolizada, Suero hidrolizado, Molienda húmeda del maíz, Jarabe de glucosa, Jarabe de Dextrosa 42 y 55, Agua de Macerado. Industria Frigorífica: Extracto de carne y huesos, Plasma sanguíneo. Extractos: Extractos de café o té, de carne o hueso, de malta, de levaduras. Industria Avícola: Concentración de huevo entero, Concentración de clara de huevo. Otras: Vinazas alcohólicas. COMPONENTES DE LOS EVAPORADORES * Separador Líquido-vapor:
Es donde la mezcla líquido-vapor proveniente del ebullidor es separada, obteniendo el líquido concentrado y la fase de vapor. * Ebullidor tubular: Es donde ocurre el proceso de ebullición del agua o disolvente producto del calor transmitido por el vapor latente. Por lo general esta constituido por un haz de tubos por donde circula la solución a concentrar y una carcasa por la cual circula el vapor latente. CLASIFICACION DE LOS EVAPORADORES * Según enfriamiento de líquido o aire: *Enfriadores de aire: baterías de convección forzada, tubos lisos, placas... *Enfriadores de liquido: se utiliza en la industria de la leche, mosto, vino, cerveza... pueden consistir en serpentines de diversos diseños totalmente sumergidos en el liquido a enfriar o pueden estar basados en los intercambiadores de calor de doble tubo concéntrico y en los de superficie rascada donde el fluido enfriado circula por el tubo interior y el refrigerante fluye en contracorriente por el espacio anular comprendido entre los 2 tubos o enfriadores multitubulares o de carcasa y tubo. * Según como estén construidos: *Evaporadores de tubos lisos: Están formados por un tubo de acero cuando se utiliza amoniaco o de cobre con freones al que se le da la forma más conveniente para su coloración en el recinto o recipiente que se desea enfriar. Se emplean como serpentines para el enfriamiento de líquido o para estar suspendidos del techo en cámaras de congelación y almacenes de conservación de congelados. *Evaporadores de placas: Se construyen con dos placas de aluminio acanalado soldadas entre sí y formando tubos en los cuales se evapora el refrigerante o con una tubería plegada instalada entre dos placas metálicas soldadas por los bordes. Se utilizan en armarios frigoríficos y en congeladores domésticos y comerciales. *Evaporadores de tubos con aletas: Son serpentines de tubos lisos sobre los cuales se colocan placas metálicas o aletas que tienen el efecto de aumentar la superficie de intercambio del evaporador. La distancia entre los tubos que forman el serpentín así como la distancia entre las aletas varía siendo mayor cuanto menor es la temperatura
para evitar problemas de restricción de la circulación del aire. En estos evaporadores el aire suele ser forzado o circular mediante ventiladores. * Según la circulación del aire: *Por convección forzada: Son tubos lisos o aleteados montados en una carcasa metálica y equipados con uno o más ventiladores para la circulación forzada del aire, aumentando la absorción de calor y reduciendo la superficie de evaporador necesaria. El sentido de la circulación del aire a través de los evaporadores de aire forzado presenta dos variantes: El aire se puede descargar por la parte frontal del evaporador, aspirados a través del ventilador colocado en la parte de atrás del evaporador. El aire del espacio a enfriar se aspira a través del evaporador descargando una vez enfriado por el lado del ventilador. Con este sistema se obtiene una circulación del aire en toda la superficie del elemento evaporador por lo que se consigue un aprovechamiento total de la superficie radiante a la vez que se consigue proyectar más lejos el aire enfriado por la menor resistencia ofrecida en la descarga. *Por convección natural: Asegurada por los gradientes térmicos que se producen en las distintas zonas como ocurre en los evaporadores utilizados en los congeladores domésticos y armarios o muebles expositores. * Según como circule el refrigerante: *Evaporadores de expansión seca: Son aquellos en los que todo el líquido refrigerante que penetra en el evaporador se convierte completamente en vapor en el intervalo de tiempo que media desde que entra hasta que sale por el otro extremo, llegando a la tubería de aspiración del compresor en forma de vapor. Para su funcionamiento suele utilizarse una válvula de expansión termostática que regula el paso del líquido de acuerdo con la aspiración del compresor de forma que solo deja entrar la cantidad que puede ser vaporizada totalmente. Para conseguir este efecto es necesario un recalentamiento al final del evaporador de aproximadamente 10ºC. *Evaporadores de tipo inundado o seminundado: Trabajan completamente llenos de líquido refrigerante y los vapores que salen de él son saturados e incluso pueden arrastrar algo de líquido. El nivel de líquido en el evaporador se controla mediante una
válvula de flotador y el vapor generado en la evaporación se separa del líquido en un separador de vapor o deposito cilíndrico antes de su salida a la tubería de aspiración del compresor. Este tipo de evaporadores esta formado por una serie de tubos cuyo extremo está conectado a un colector o tubo de diámetro un poco mayor por donde se hace la entrada común de refrigerante liquido. El otro extremo de los tubos desemboca en otro colector de mayor diámetro que el anterior en el que se efectúa la aspiración de manera uniforme. SECADORES Son equipos utilizados para separar un líquido de un sólido mediante la evaporación. Principalmente es utilizado para reducir o eliminar humedad. En estos equipos la fuente de calor es una corriente de gas caliente. El secado de sólidos consiste en separar pequeñas cantidades de agua u otro líquido de un material sólido con el fin de reducir el contenido de líquido residual hasta un valor aceptablemente bajo. El secado es habitualmente la etapa final de una serie de operaciones y con frecuencia, el producto que se extrae de un secador para empaquetado. CLASIFICACIÓN DE LOS SECADORES Existen diversas maneras de clasificar los equipos de secado. Las clasificaciones más útiles se basan en: (1) el método de transmisión de calor a los sólidos húmedos, o (2) las características de manejo y las propiedades físicas del material húmedo. El primer método de clasificación revela las diferencias en el diseño y el funcionamiento del secador, mientras que el segundo es más útil para seleccionar entre un grupo de secadores que se someten a una consideración preliminar en relación con un problema de desecación específico. 1. ~El método de transmisión de calor a los sólidos húmedos 1. Secadores directos. 2. Secadores indirectos. 3. Secadores diversos. 4. Secadores dieléctricos
SECADORES DIRECTOS: sus características principales s on: 1. El contacto directo entre los gases calientes y los sólidos se aprovecha para calentar estos últimos y separar el vapor. 2. Las temperaturas de secado varían hasta 1.000K, que es la temperatura limitante para casi todos los metales estructurales de uso común. A mayores temperaturas, la radiación se convierte en un mecanismo de transmisión de calor de suma importancia. 3. A temperaturas de gases inferiores al punto de ebullición, el contenido de vapor de un gas influye en la velocidad de secado y el contenido final de humedad del sólido. Con temperaturas de gas superiores al punto de ebullición en todos los puntos, el contenido de vapor del gas ejerce solo un ligero efecto de retraso en la velocidad de secado y el contenido final de humedad. Por lo tanto, los vapores supercalentados del liquido que se está separando pueden servir para secar. 4. Para secados a temperaturas bajas y cuando las humedades atmosféricas son excesivamente elevadas, quizá sea necesario deshumidificar el aire de secado. 5. Un secador directo consume más combustible por libra de agua evaporada cuando más bajo sea el contenido final de humedad. 6. La eficacia mejora al aumentar la temperatura del gas de entrada, para una temperatura de salida constante. 7. Debido a las grandes cantidades de gas que se necesitan para proporcionar todo el calor de secado, el equipo de recuperación de polvo puede ser muy grande y costoso cuando se trata de secar partículas muy pequeñas. * Secadores Directos Continuos: la operación es continua, sin interrupciones, en tanto se suministre la alimentación húmeda. Es evidente que cualquier secador continuo puede funcionar en forma intermitente o por lotes, si así se desea. Tipos Directos Continuos 1. Secaderos continuos de bandejas, tales como los de bandejas metálicas continuas, de bandejas vibratorias que emplean gases calientes, los turbosecadores verticales.
2. Secadores continuos de material dosificado en una capa. Se hace pasar por el secador una capa o lamina continua de materia, ya sea como festones o en una lamina tensa y distendida sobre un marco con clavijas. 3. Secadores de transportador neumático. En este tipo el secado, se realiza a menudo en combinación con la trituración. La materia se transporta dentro de gases a alta temperatura y velocidades elevadas hasta un colector de ciclón. 4. Secadores rotatorios. El material se transporta y rocía dentro de un cilindro rotatorio por el que circulan gases calientes. 5. Secadores por aspersión. La alimentación del secador debe poderse atomizar, ya sea mediante un disco centrífugo o una boquilla. 6. Secadores de circulación directa. El material se mantiene en un tamiz de transporte continuo, mientras se sopla aire caliente a través de él. 7. Secadores de túnel. El material colocado en carretillas se desplaza a través de un túnel en contacto con gases calientes. 8. Lechos fluidos. Los sólidos se fluidizan en un tanque estacionario. También pueden tener superficies de calor indirecto. *Secadores Directos Discontinuos: los secadores se diseñan para operar con un tamaño específico de carga de alimentación húmeda, para ciclos de tiempo dados. En los secadores discontinuos, las condiciones de contenido de humedad y temperatura varían continuamente en cualquier punto del equipo. Tipos Directos Discontinuos 1. Secadores discontinuos de circulación directa. El material se coloca en bandejas con base tamiz a través de las cuales se impulsa el aire caliente. 2. Secadores de bandejas y compartimentos. El material se coloca en bandejas que pueden o no montarse en vagones eliminables. El aire se impulsa sobre el material contenido en las bandejas. 3. Lechos fluidos. Los sólidos se fluidizan en un carro en reposo sobre el cual va montado un filtro de polvo.
SECADORES INDIRECTOS: difieren de los directos en la transmisión de calor y la separación del vapor: 1. El calor se trasfiere al material húmedo por conducción a través de una pared de retención de sólidos, casi siempre metálica. 2. Las temperaturas de superficie pueden variar desde niveles inferiores al de congelación en el caso de secadores de congelación, hasta mayores de 800 K en el caso de secadores indirectos calentados por medio de productos de combustión. 3. Los secadores indirectos son apropiados para secar a presiones reducidas y en atmosferas inertes, para poder recuperar los disolventes y evitar la formación de mezclas explosivas o la oxidación de materiales que se descomponen con facilidad. 4. Los secadores indirectos que utilizan fluidos de condensación como medio de calentamiento son en general económicos, desde el punto de vista de consumo de calor, ya que suministran calor solo de acuerdo con la demanda hecha por el material que se está secando. 5. La recuperación de polvos y materiales finamente pulverizados se maneja de una manera más satisfactoria en los secadores indirectos que en los directos. *Secadores Indirectos Continuos: el secado se efectúa haciendo pasar el material de manera continua por el secador, y poniéndolo en contacto con las superficies calientes. Tipos de Secadores Indirectos Continuos 1. Secadores de cilindro para hojas continuas, como papel, celofán, piezas textiles. Por lo general, los cilindros se calientan con vapor y rotan. 2. Secadores de tambor. Éstos se pueden calentar con vapor o agua caliente. 3. Secadores de transportador de tornillo. Aunque estos equipos son continuos, pueden funcionar al vacio. También es posible recuperar disolventes durante el secado. 4. Secadores rotatorios de tubería de vapor. Se puede utilizar vapor o agua caliente. Es posible operar con una ligera presión negativa para permitir la recuperación del disolvente durante el secado, si así se desea.
5. Secadores de bandejas vibratorios. El calentamiento se logra con vapor o agua caliente. 6. Tipos especiales, como bandas de tejido continuas que se mueven en contacto estrecho con una platina calentada al vapor. El material que se va a secar reposa sobre la banda y recibe calor por contacto. *Secadores Indirectos Discontinuos: se adaptan muy bien a operaciones al vacio. Se subdividen el agitados y no agitados. Tipos de Secadores Indirectos Discontinuos 1. Secadores con agitación. Éstos pueden operar atmosféricamente o al vacio, y manejan una producción pequeña da casi cualquier forma de sólidos húmedos, es decir, líquidos, lechadas, pastas o sólidos granulares. 2. Secadores por congelación. El material se congela antes de secarse. A continuación se efectúa el secado a este estado, a elevado vacio. 3. Secadores rotatorios al vacio. El material se agita bajo una cubierta horizontal y estacionaria. No siempre es necesario aplicar vacio. El agitador se puede calentar con vapor además de hacer lo mismo con la cubierta. 4. Secadores de bandejas al vacio. El calentamiento se hace por contacto con parrillas calentadas con vapor y agua caliente, sobre las cuales se coloca el material. No interviene la agitación. SECADORES DIVERSOS: los secadores infrarrojos dependen de la transferencia de energía radiante para evaporar
la humedad. La energía radiante se suministra
eléctricamente por medio de lámparas infrarrojas, resistencias eléctricas o refractarios incandescentes calentados por gas. Este último método ofrece la ventaja adicional de calentamiento por convección. El calentamiento infrarrojo no se utiliza comúnmente en la industria química para eliminar la humedad, siendo su aplicación principal el horneado o el secado de capas de pintura y en el calentamiento de capas finas de materiales. Los SECADORES DIELECTRICOS: no han encontrado hasta ahora un campo muy amplio de aplicación. Su característica fundamental de generación de calor dentro de los
sólidos revela su potencial para secar objetos geométricos sólidos, como madera y cerámicos. Los costes de energía aumentan hasta diez veces el costo de combustible por métodos tradicionales. 2. Las características de manejo y las propiedades físicas del material húmedo: 5. Selección inicial de los secadores. Se deben seleccionar los secadores que sean más adecuados para manejar el material mojado y el producto seco que se adapten a la continuidad del proceso como un todo y que generen un producto con las propiedades físicas deseadas. 6. Comparación inicial de los secadores. Los secadores seleccionados de esta manera se evaluaran en forma aproximada, basándose en los datos de coste y funcionamiento. Partiendo de esta evaluación, los secadores que parezcan ser menos económicos o pocos apropiados desde el punto de vista de su funcionamiento no se deberán someter a consideraciones posteriores. 7. Pruebas de secado. Estas pruebas se deben llevar a cabo en los secadores que aun estén es estudio. Dichas pruebas determinaran las condiciones optimas de operación y las características del producto, y constituirán la base para obtener presupuestos rigurosos de los distribuidores de este tipo de equipo. 8. Selección final del secador. Una vez que se hallan recopilado los resultados de las pruebas de secado y las cotizaciones sobre los equipos, se hará la selección final del secador más apropiado para el caso. Los factores importantes que se deben tomar en cuenta para la selección preliminar de un secador son los siguientes: 1. Propiedades del material que se va a manejar a. Características físicas en mojado b. Características físicas en seco c. Corrosividad d. Toxicidad e. Inflamabilidad
f. Tamaño de la partícula g. Abrasividad 2. Características del secado del material a. Tipo de humedad (retenida, no retenida, o ambas) b. Contenido inicial de humedad c. Contenido final de humedad (máxima) d. Temperatura permisible de secado e. Tiempo probable de secado para diferentes secadores 3. Flujo del material que entra y sale del secador a. Cantidad que se va a tratar por hora b. Operación continua o discontinua c. Proceso anterior al secado d. Proceso posterior al secado 4. Cualidades del producto a. Contracción b. Contaminación c. Uniformidad del contenido final de humedad d. Descomposición del producto e. Secado excesivo f. Estado de subdivisión g. Temperatura del producto h. Densidad 5. Problemas de recuperación
a. Recuperación de polvos b. Recuperación de disolvente 6. Instalaciones disponibles en el sitio de ubicación propuesto a. Espacio b. Temperatura, humedad y limpieza del aire c. Combustibles disponibles d. Energía eléctrica disponible e. Ruido, vibración, polvo o perdidas de calor permisibles f. Fuente de la alimentación húmeda g. Salidas de gases de escape Uno de los aspectos de importancia fundamental es la naturaleza física del material que se va a manejar. Cuando se trata de una lechada, se requiere de un tipo distinto de secador al que se utiliza cuando se tiene un sólido cristalino áspero, que, a su vez, diferirá del requerido por un material en hojas. Después de hacer la selección preliminar de las clases adecuadas de secadores, debe realizarse una evaluación minuciosa del tamaño y el coste para eliminar los que sean evidentemente poco económicos. La información para esta evaluación se obtiene del material presentado para estudiar los diferentes tipos de secadores. Cuando los datos son inadecuados, se acostumbra solicitar a los fabricantes de equipos informaciones preliminares sobre el coste y funcionamiento de los mismos. Al comparar el comportamiento de secadores, se deben evaluar con sumo cuidado todos los factores antes mencionados que afectan la operación del secador. También se debe analizar con gran cuidado la posibilidad de suprimir o simplificar pasos del proceso que anteceden o siguen al secado, como filtración, trituración o transporte. CAMPOS DE APLICACION Bandejas y secadores discontinuos. Debido los grandes requisitos de mano de obra que se asocian casi siempre con la carga y descarga de los compartimentos, el equipo de
compartimentos discontinuo rara vez resulta económico, excepto en las siguientes situaciones: 1. Se necesita un ciclo de calentamiento prolongado porque el tamaño de los objetos sólidos o la temperatura de calentamiento permisible requiere una sustentación prolongada para la difusión interna de calor o humedad. Este caso se aplica cuando el ciclo sobrepasa de 12 a 24 horas. 2. La obtención de varios productos diferentes requiere una aplicación muy estricta del proceso discontinuo y la limpieza minuciosa del equipo entre un lote y el siguiente. Esta es una situación que prevalece en muchas fábricas pequeñas de secado de pigmentos para colores. 3. La cantidad de material que se va procesar no justifica la inversión en un equipo continuo más costoso. Este caso se aplica a muchas operaciones farmacéuticas de secado. Más aun, debido a la naturaleza de contacto entre sólidos y el gas, que se logra casi siempre por flujo paralelo y rara vez por circulación directa, la transmisión de calor y la transferencia de masa son comparativamente ineficaces. Por esta razón, el empleo de equipos de bandejas y compartimentos se restringe, sobre todo a operaciones ordinarias de secado y tratamientos térmicos. A pesar de estas limitaciones sobresalientes en las cuales existen las situaciones antes situadas, es difícil encontrar otras alternativas económicas. Secadores Rotatorios. Los equipos rotatorios se aplican al procesamiento de sólidos tanto en discontinuo como en continuo, que tienen un flujo relativamente libre, siendo el producto que descargan granular. Los materiales que no poseen un flujo completamente libre bajo sus condiciones de alimentación se manejan de una manera especial, ya sea reciclando una porción del producto final y mezclándola con la alimentación en una mezcladora externa para obtener una alimentación granular uniforme para el proceso, o bien manteniendo un lecho de producto de flujo libre dentro del cilindro propiamente dicho. Un diseño adecuado del proceso de reciclo originara que se puedan depositar en procesos rotatorios muchas clases de lechadas y de alimentaciones en solución. Los hornos rotatorios directos y los calcinadores indirectos sin aspas internas u otras obstrucciones, a menudo están provistos de cadenas de enlace colgantes. Estas pueden
servir como superficies en las cuales se acumula el material hasta que deja de ser pegajoso, momento en que se desprende convertido en sólido granular, continuando su movimiento por el cilindro. Las cadenas de raspado se pueden utilizar también en calcinadores indirectos, para mantener limpias las paredes interiores de los mismos. Secadores Agitados. Los secadores agitados se aplican al procesamiento de sólidos que tienen una relativa libertad de movimiento y granulados, cuando se descargan como producto. Los materiales que no tienen libertad de movimiento en su condición de alimentación se tratan por métodos de reciclaje. En general los secadores agitados tienen aplicaciones similares a los depósitos rotatorios. Sus principales ventajas, en comparación con estos últimos residen en el hecho de que: (1) No se necesitan sellos rotatorio de diámetro grande en los puntos de admisión y salida de los sólidos y el gas, ya que la cubierta es estacionaria y, por esta razón, los problemas de fuga del gas se reducen al mínimo. Los sellos rotatorios solo son necesarios en os puntos de entrada del eje de agitador mecánico. (2) El empleo de un agitador mecánico para mezclar sólidos introducen fuerzas cortantes que son de gran utilidad para subdividir grumos y conglomerado. Se evita la formación de de bolas y grumos de sólidos pegajosos, lo que ocasionalmente en depósitos rotatorios, utilizando un diseño de agitador especial. Los problemas que se refieren a la formación de polvos de partículas finas en aquellas unidades de calor directo son idénticos a los secadores rotatorios. Secadores por Gravedad. Una de las principales ventajas de la técnica de lecho por gravedad es que se presta muy bien para establecer un contacto realmente íntimo a contracorriente entre sólidos y gases, asegurando una eficaz transferencia en calor y masa. El contacto de un lecho por gravedad también permite emplear los sólidos como medio de transmisión de calor, como sucede en los calentadores de piedras. Los depósitos por gravedad se aplican a sólidos granulares gruesos de flujo libre que carecen prácticamente de polvo. Son adecuados para operaciones a temperaturas bajas, intermedias y altas. EQUIPOS AUXILIARES Bandeja y Secadores Discontinuos. Si durante la operación se desprenden gases, humos o polvos dañinos, será necesario instalar en el sistema de explosión de gases de un equipo de recuperación de polvos o humos. En ocasiones se utilizan lavadores por vía húmeda para recuperar disolventes valiosos de los secadores. Con el fin de reducir al
mínimo las pérdidas de calor, a veces es necesario un aislamiento completo del compartimiento con ladrillos. Los separadores prefabricados modernos para secadores de compartimiento tienen por lo común de 7,5 a 15cm de recubrimientos aislantes, colocados entre las paredes internas y externas de placas metálicas. Las puertas y cualquier otra abertura de acceso deben tener juntas y cerrarse herméticamente. En ocasiones se emplean filtros de aire y secadores de gas en el sistema de entrada del aire, cuando se trata de unidades de calor directo. Los secadores de parrillas o repisas al vacio requieren eyectores de corrientes auxiliares y otros dispositivos generadores de vacío, intercondensadores para eliminar el vapor y, de vez en cuando lavadores por vía húmeda o bien colectores de polvo tipo bolsa (con calentamiento). Ocasionalmente se emplean dispositivos de preconformación especiales, como extrusoras de filamentos, granuladoras, etc., para preparar pastas y tortas de filtro, a fin de utilizar bandejas de base perforada y aprovechar las ventajas de la circulación directa. En secadores directos, con frecuencia se emplean controladores de ciclo para cambiar la temperatura o la velocidad del aire a través de los sólidos durante el ciclo.
CONCLUSION Los evaporadores y secadores son equipos que nos sirven para el procesamiento de materia prima, con ellos tenemos una diversidad de productos en diferentes industrias. Estos dos procesos son muy importantes por que con ellos permite el desarrollo las bases para las diferentes industrias unos de los ejemplos más claros es en la industria alimenticia ya que con la evaporación conseguimos la elaboración de jugos pasteurizados y la concentración de otros productos como son los lácteos. A su vez los secadores entran en funcionamiento en esta misma industria cuando es necesario que se elimine cierto grado de humedad de las materia primas a procesar. Es por ello que existe una gran gama de estos, cada uno destinado a diferentes procesos según la naturaleza de la materia prima a procesar
