SECADO Por Mercedes Fernández Arévalo

8/9/2019 SECADO Por Mercedes Fernndez Arvalo

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SECADOSECADO

Mercedes Fernndez Arvalo


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INTRODUCCIN

ELIMINAR LA HUMEDAD CONTENIDA ENELIMINAR LA HUMEDAD CONTENIDA EN

MATERIALES SLIDOS POR APORTE DE CALORMATERIALES SLIDOS POR APORTE DE CALOR

OBJETIVOSOBJETIVOS:

Conseguir un producto en condicionesConseguir un producto en condicionesptimas de estabilidad, y/o mejorar susptimas de estabilidad, y/o mejorar sus

propiedades de fluidez.propiedades de fluidez.

EVAPORACIN DESECACIN:* mtodos de eliminacin* cantidades de lquido a eliminar


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TEORA DEL SECADO

1. Humedad del aire1. Humedad del aire

2. Comportamiento del slido2. Comportamiento del slido

transferencia de vapor: L G

Slido hmedoSlido hmedo Slido secoSlido seco

transferencia de calor

- Pv sl. > Pv atm. evaporacin y secado del slido- Pv sl. < Pv atm. el slido adquiere humedad- Pv sl. = Pv atm. condiciones de equilibrio


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SECADO DE SLIDOS

Contenido de humedad de los slidos humedecidosContenido de humedad de los slidos humedecidos

Kg de humedad asociados a1 kg de slido sin humedad

Ej: Contenido de humedad de 0.4 indica quehay 0.4 kg de agua extraible por kg de slidoseco

slidoagua

CONCEPTOSCONCEPTOS


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SECADO DE SLIDOS

Contenido de humedad de los slidos humedecidosContenido de humedad de los slidos humedecidos

En funcin del tipo de agua puede ser:En funcin del tipo de agua puede ser:

Agua libre: Existe como lquido y ejerce su presin de

vapor completa, por lo que se puede extraer fcilmentepor evaporacin.

Agua ligada: parte de la humedad que hay en un slido yque est adsorbida sobre sus paredes o en su interior,por lo que no ejerce presin de vapor y no se elimina porevaporacin completamente


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SECADO DE SLIDOS

Humedad Relativa del aire (HR)Humedad Relativa del aire (HR)

Es la relacin porcentual que existe entre Presin devapor de agua en el aire y presin de vapor de agua enel aire saturado a la misma temperatura

Por tanto depende no solo de la cantidad de humedadpresente en el aire sino tambin de su temperatura

Contenido de humedad en el aireContenido de humedad en el aire

Kg de agua por Kg de aire seco


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MECANISMO DE DESECACIMECANISMO DE DESECACIN:N:

1. TRANSFERENCIA DE CALOR1. TRANSFERENCIA DE CALOR2. TRANSFERENCIA DE MATERIA2. TRANSFERENCIA DE MATERIA

1.1. DifusiDifusin del agua interior a la superficien del agua interior a la superficie2.2. EvaporaciEvaporacin del agua de superficie a lan del agua de superficie a la

masa de airemasa de aire

3.3. PropagaciPropagacin del vapor de agua por enn del vapor de agua por eninterior de la masa de aireinterior de la masa de aire

TEORA DEL SECADO


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ESTADOPENDULAR

ESTADOFUNICULAR

ESTADOCAPILAR

Disminuye la velocidad del secado

Vapor Vapor

TEORA DEL SECADO


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TEORA DEL SECADO

tt

AA B: PerB: Perodo de inducciodo de induccinnBB C: PerC: Perodo antecrodo antecrticotico

(velocidad(velocidad ctecte.).)AA C: PC: Prdida de agua librerdida de agua libre

CC D: PerD: Perodo postcrodo postcrticoticoDD E: PuedeE: Puede CC E: velocidad decrecienteE: velocidad decreciente

EE

DDAA

CCBB

Velocidad deVelocidad desecadosecado

Punto crPunto crticotico

(humedad cr(humedad crtica)tica)

CINTICA DEL SECADO: Ensayos de velocidad desecado para determinar el tiempo ptimo de secado (T,P y Humedad ctes.)


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MTODOS DE SECADO

Antes de secar hay que tener en cuentaAntes de secar hay que tener en cuenta::

* Sensibilidad al calor del material que se seca

* Caractersticas fsicas del material

* Necesidad de asepsia* Naturaleza del lquido que se va a extraer

* Escala de funcionamiento* Fuentes de calor disponibles


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MTODOS DE SECADO

Principios generales de un secado eficientePrincipios generales de un secado eficiente::

1- Gran superficie para transferir calor

2- Transferencia de calor eficaz por unidad desuperficie

3- Transferencia eficaz de la masa de aguaevaporada a travs de capas limtrofes

4- Extraccin eficaz del vapor, es decir airecon HR baja


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MTODOS DE SECADO

Segn el mtodo de transferencia de calor seSegn el mtodo de transferencia de calor se

clasifican en:clasifican en:

- MTODOS CONVECTIVOSMTODOS CONVECTIVOS

- MTODOS CONDUCTIVOSMTODOS CONDUCTIVOS

-- MTODOS RADIANTESMTODOS RADIANTES


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Secado de slidos humedecidos

por conveccinSECADO EN LECHO FIJO

El material hmedo se coloca en bandejas poco profundas quedescansan en un circuito calefactado.

No existen movimientos de la partcula, aunque puede moverse la

masa total a desecar

Problema:Problema: se mantendra cte la superficie de contacto

con el ambiente a desecarSolucin:Solucin: aumentar la superficie disminuyendo lasuperficie de la capa del material a desecar y hacer pasar

el flujo de aire a travs del material.


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Tipos de secaderos en lecho fijoTipos de secaderos en lecho fijo

Secaderos en bandejaSecaderos de tnel

Secaderos de bandas sin fin


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1. Secaderos en bandeja:1. Secaderos en bandeja:

* Bandejas: Fondo lisoFondo perforadoForradas papel

Calentadas* Formacin de costras

* Proceso lento 12 - 24 h

* Secado no homogneo* Produccin discontinua (lotes)


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Aire caliente y seco

calentadorcalentadorAire frescoAire fresco

y secoy seco

Aire hmedo

Producto seco

ventiladorventilador



2. Secaderos de tnel:2. Secaderos de tnel:


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2. Secaderos de2. Secaderos de tuneltunel::

* Produccin semicontinua

* Regulacin automtica del secado de un productopor el control de la velocidad de los carros que lodesplazan a travs del secadero

* Instalacin de un sistema de medicin de lahumedad y Temp. Del producto a la salida del

secadero


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3. Secaderos sin fin:3. Secaderos sin fin:

* Produccin continua

Producto hmedoProducto hmedo

ProductoProductosecoseco

Aire hmedoAire hmedo

Aire calienteAire calientey secoy seco


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por conveccinSECADO EN LECHO FLUIDO

Esquema delEsquema delprocesoproceso


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Ventajas del lecho fluidoVentajas del lecho fluido

1. Tiempos de secado rpidos (econmico,1. Tiempos de secado rpidos (econmico, termolbilestermolbiles))

2. Secado de todas las partculas por separado, por lo2. Secado de todas las partculas por separado, por loque prcticamente es a velocidad constanteque prcticamente es a velocidad constante

3. La temperatura de un lecho fluido es uniforme y se3. La temperatura de un lecho fluido es uniforme y sepuede controlar con precisinpuede controlar con precisin

4. La turbulencia de lecho hace que el producto final sea4. La turbulencia de lecho hace que el producto final sea

ms esfrico y fluya mejorms esfrico y fluya mejor


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Ventajas del lecho fluidoVentajas del lecho fluido

5. El movimiento libre de cada partcula elimina el riesgo5. El movimiento libre de cada partcula elimina el riesgo

de que migren los materiales solublesde que migren los materiales solubles6. Los recipientes pueden ser mviles, haciendo que la6. Los recipientes pueden ser mviles, haciendo que la

manipulacin sea sencilla, reduciendo los costesmanipulacin sea sencilla, reduciendo los costes

laboraleslaborales7. Unos tiempos de secado cortos significan que la7. Unos tiempos de secado cortos significan que la

unidad tiene una alta produccin utilizando unaunidad tiene una alta produccin utilizando una

pequea superficie de suelo.pequea superficie de suelo.


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Desventajas del lecho fluidoDesventajas del lecho fluido

1. La turbulencia puede provocar el desgaste excesivo,1. La turbulencia puede provocar el desgaste excesivo,

generando polvo durante la produccingenerando polvo durante la produccin2. El movimiento enrgico de partculas en aire caliente2. El movimiento enrgico de partculas en aire caliente

puede provocar la generacin de carga elctricaspuede provocar la generacin de carga elctricas

estticas (riesgo de explosin)estticas (riesgo de explosin)


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por conveccinOTROS SECADOS EN LECHO

EN MOVIMIENTO

TURBOSECADEROSTURBOSECADEROS

Bandejas circulares superpuestas caladas conBandejas circulares superpuestas caladas conmovimientos rotatoriosmovimientos rotatorios

Brazos rascadores finosBrazos rascadores finos


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EN MOVIMIENTO

CILINDROS SECADEROS (ROTARY DRYERS)CILINDROS SECADEROS (ROTARY DRYERS)

Cilindro rotatorio ligeramenteCilindro rotatorio ligeramenteinclinadoinclinado

Dispositivos volteadoresDispositivos volteadores

Produccin continuaProduccin continua


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EN MOVIMIENTO

CILINDROS SECADEROS (ROTARY DRYERS)CILINDROS SECADEROS (ROTARY DRYERS)


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MTODOS DE SECADO




-- MTODOS CONDUCTIVOSMTODOS CONDUCTIVOS



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por conduccinEn este proceso el slido entra en contacto trmico con

una superficie caliente y el grueso de la transferencia decalor se produce por conduccin

SECADO EN HORNO DE VACOhorno

Bomba de vacocondensador

Receptor delquidos

S d d lid h d id


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por conduccinSECADO EN HORNO DE VACO

La presin de funcionamiento puede llegar a ser de 0.03-0.06 bares, presin a la que el agua hierve a 25 - 35 C

Capacidad de hasta 1.5 m3, pero solo usado a nivel delaboratorio

Ventajas:Ventajas:El secado se produce a una temperatura baja, (termolbiles)

Poco oxgeno (menor riesgo de oxidacin)

S d d lid h d id


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por conduccinSECADO EN HORNO DE VACO


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MTODOS DE SECADO




-- MTODOS CONDUCTIVOSMTODOS CONDUCTIVOS


S d d lid h d id


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por radiacinSECADO CON RADIACIN IR

Usado en la antigedad para secar grnulos, hoy dano se utiliza prcticamente

Desventajas:Desventajas: se absorbe muy rpidamente y nopenetra mucho en la masa hmeda, por lo que lascapas superficiales secan pronto, pero la absorcin demas energa aumenta la temperatura del producto,siendo perjudicial para el mismo.

S d d lid h d id


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por radiacinSECADO CON RADIACIN MICROONDAS

magnetrn

Gua de la onda

Cmara de secado

Frecuencias 960 y 2450MHz (evita interferencias

con radio y televisin)

La penetracin de la

radiacin es tan buenaque el calor se generauniformemente en elinterior del slido

Ventana de

propileno

Sensores de temperatura

S d d lid h d id


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Ventajas del secado por microondasVentajas del secado por microondas

1. Proporciona un secado rpido con unas temperaturas1. Proporciona un secado rpido con unas temperaturas

ms bien bajasms bien bajas

2. La eficiencia trmica es alta, ya que el revestimiento y2. La eficiencia trmica es alta, ya que el revestimiento y

el aire del secador se mantienen frosel aire del secador se mantienen fros

3. El lecho es estacionario lo que evita problemas de3. El lecho es estacionario lo que evita problemas depolvo o desgastepolvo o desgaste



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Ventajas del secado por microondasVentajas del secado por microondas

4. La migracin de solutos se reduce porque hay un4. La migracin de solutos se reduce porque hay un

calentamiento uniforme de la masa hmedacalentamiento uniforme de la masa hmeda

5. El equipo es muy eficiente y refinado (cumple GMP)5. El equipo es muy eficiente y refinado (cumple GMP)

6. Es posible determinar el punto final de la granulacin6. Es posible determinar el punto final de la granulacinal medir la energa microondas residual que aumentaal medir la energa microondas residual que aumentabruscamente cuando queda poco disolventebruscamente cuando queda poco disolvente



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Desventajas del secado por microondasDesventajas del secado por microondas

1. El tamao de lote de los secadores microondas es1. El tamao de lote de los secadores microondas es

menor que el de los de lechomenor que el de los de lecho

2. Se deben tomar precauciones de proteger a2. Se deben tomar precauciones de proteger a

operarios, para ello se usan dispositivos de seguridadoperarios, para ello se usan dispositivos de seguridadque impiden la generacin de microondas hasta que seque impiden la generacin de microondas hasta que sehaya sellado la cmara de secadohaya sellado la cmara de secado

Secado de soluciones diluidas y


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suspensionesObjetivo: diseminar el lquido sobre una gran superficie

para la transferencia de calor y masa y proporcionar unmedio eficaz de recogida del slido seco.

2 tipos:2 tipos:

- Secador de tambor

- Secador por vaporizacin



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suspensionesSECADOR DE TAMBOR

diseminador

Cuba alimentacin

Pelcula lquido

Tambor calentado (0.75-1.5 m x 2-4 m)

cuchilla



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suspensionesSECADOR DE TAMBOR

Ventajas del secador por tamborVentajas del secador por tambor

1. Mtodo rpido con rpida transferencia de calor y masa1. Mtodo rpido con rpida transferencia de calor y masa

2. Equipo compacto y de menor tamao que un secador por2. Equipo compacto y de menor tamao que un secador porvaporizacinvaporizacin

3. El tambor se puede incluir en una cubierta de vaco que3. El tambor se puede incluir en una cubierta de vaco que

permite reducir la temperatura de secadopermite reducir la temperatura de secadoDesventaja:Desventaja:

Es necesario imponer un control cuidadoso de la velocidad deEs necesario imponer un control cuidadoso de la velocidad de

alimentacin, del grosor de la pelcula, la velocidad de giro dealimentacin, del grosor de la pelcula, la velocidad de giro delltambor y la temperaturatambor y la temperatura



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suspensionesSECADO POR VAPORIZACIN

Proporciona una gran superficie para la transferenciade calor y masa al atomizar el lquido en gotas

pequeas que se vaporizan en un chorro de airecaliente.

Las caractersticas de las partculas se controlan con el

tamao de gota



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Ventajas del secado por vaporizacinVentajas del secado por vaporizacin1. Evaporacin muy rpida1. Evaporacin muy rpida

2. La temperatura de la partcula se mantiene baja2. La temperatura de la partcula se mantiene baja3. La forma caracterstica de la partcula da al producto alta3. La forma caracterstica de la partcula da al producto altadensidad aparente, pero la velocidad de disolucin es muy altadensidad aparente, pero la velocidad de disolucin es muy alta

4. Uniformidad en el tamao de partcula4. Uniformidad en el tamao de partcula5. Excelentes propiedades de flujo y compactacin de los5. Excelentes propiedades de flujo y compactacin de lospolvos (fabricacin de comprimidos)polvos (fabricacin de comprimidos)

6. Costes laborales bajos6. Costes laborales bajos



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Desventajas del secado por vaporizacinDesventajas del secado por vaporizacin

1. Equipo muy voluminoso1. Equipo muy voluminoso

2. El rendimiento de los equipos en general es bajo2. El rendimiento de los equipos en general es bajo



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