INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

Academia d e Operaciones Unitarias.

LABORATORIO DE OPERACIONES DE SEPARACIÓN IV

“Práctica 1: Introducción.”

PROFESOR: Héctor Zamorano García

GRUPO: 9IV5

ALUMNA: TUXPAN BASURTO LUZ MARIA

FECHA DE ENTREGA: 14 DE FEBRERO DEL 2014

Introducción al Secado.

La palabra secado se define como la eliminación de cantidades pequeñas de un líquido contenido en un sólido húmedo hacia una corriente secante, eliminándose el líquido a una temperatura inferior a la de su punto de ebullición.

Para que se pueda considerar secado, se debe de tomar en cuenta:

1) El producto estará en forma de polvo, laminas, escamas o granular.2) No debe de haber reacción química alguna.3) Debe de existir un medio secante.

De acuerdo con esto, los secadores se clasifican en:

Secadores Directos. Secadores indirectos. Secadores diversos.

1. SECADORES DIRECTOS

Tienen como características esenciales:

a) Contacto directo entre los gases calientes y los sólidos húmedos. En este, el líquido vaporizado se arrastra a través del medio secante.

b) Las temperaturas varían hasta los 1000 K.c) A temperaturas menores a los puntos de ebullición (en los gases), el contenido de

vapor de un gas influye en la velocidad de secado.d) La eficiencia mejora al elevarse la temperatura del gas.e) Pueden ser continuos y por lotes.

Los secadores continuos tienen como característica una operación sin interrupciones. En esta clasificación se encuentran:

i. Secador continúo de bandejas: de bandejas metálicas, bandejas vibradores, de turbo secado vertical.

ii. De material dosificado en una capa: Se hace pasar por el secador, una lámina continúa de material.

iii. De transportador neumático: normalmente, para este tipo de secado, se utiliza junto con un una operación de trituración. El material se transporta junto con los gases a altas temperaturas y velocidades elevadas.

iv. Secadores rotatorios: el material se transporta y rocía sobre un cilindro rotatorio, por el cual circulan gases calientes.

v. Secador por aspersión: la alimentación debe poder atomizarse ya sea por un disco centrífugo o una boquilla.

vi. De circulación directa: el material se mantiene en un tamiz de transporte continuo, mientras se sopla aire caliente a través de él.

vii. De túnel: el material se coloca en carretillas, se desplaza a través de un túnel que está en contracto con los gases calientes.

Los secadores por lotes se diseñan para poder operar un tamaño específico de alimentación húmeda para ciclos de tiempo dados. Las condiciones de contenido de humedad y temperatura varían continuamente en cualquier punto del equipo. Estos se clasifican en:

i. De circulación directa: el material se coloca en bandejas de base tamiz, a través de las cales sopla el aire.

ii. De bandejas y compartimientos: el material se coloca en bandejas que pueden o no montarse en carretilla removibles. El aire se sopla sobre el material que está en las bandejas.

iii. Lechos fluidos: los sólidos de fluidifican en un carro estacionario sobre el cual se va montando un filtro de polvo.

2. Secadores indirectos.

Tiene como características esenciales:

a) El calor se transfiere al material húmedo por conducción, a través de una pared que retine los sólidos.

b) Las temperaturas de superficie pueden variar.c) Son ideales para secar a presiones reducidas y atmósferas inertes.d) La recuperación de polvos se maneja de una manera más satisfactoria que con los

secadores directos.e) La velocidad de secado dependerá del contacto que se establezca entre el material

mojado y las superficies calientes.

En esta clasificación encontramos tanto secadores indirectos continuos e intermitentes o por lotes.

Los secadores indirectos continuos son aquellos en los que el material solido húmedo tiene contacto directo con el vapor caliente:

i. Secadores de cilindro: son para hojas, de papel, cartón etc. El aire caliente calienta al cilindro rotatorio.

ii. Secadores de tambor: se calientan con vapor de agua.iii. Secadores de transportador de tornillo: recuperan disolventes durante la operación.

iv. Secadores rotatorios de tubos de vapor: se utilizan para operar una ligera presión negativa. Esto permite recuperar el disolvente.

v. Secadores de bandejas vibratorias: el calentamiento se logra con vapor de agua.

Los secadores indirectos intermitentes se utilizan para operaciones al vacío. Estos se dividen en agitados y no agitados.

i. Secadores de artesas agitadas: manejan una producción pequeña de casi cualquier forma de sólido húmedo.

ii. Secadores por congelación: el material se congela antes de secarse. Después, el secado será al alto vacio.

iii. Secadores rotatorios al vacio: el material se agita mediante una cubierta horizontal y estacionaria. El agitador se puede calentar con vapor.

iv. Secador de bandejas al vacio: en este tipo de secador no interviene la agitación. El calentamiento se hace pro contacto con parrillas calentadas con vapor o agua caliente, sobre las cuales se coloca el material.

3. Secadores diversos.

En esta clasificación se encuentran:

i. Secadores infrarrojos: estos depende de la generación, la absorción y la transmisión de rayos infrarrojos. Su aplicación principal es el horneado.

ii. Secadores dieléctricos: Operan bajo el principio de generación de calor dentro de los sólidos, colocándolos dentro de un campo eléctrico de alta frecuencia.

Cálculos para la construcción de la carta psicométrica

A) Humedad al 100% a 25°C

PT= 585 mmHg Pv@25°C= 23.3958 mmHg

Y ´=PM AGUA

PM AIRESECO

PaP−Pa

Y ´= 1828.97

23.3958585−23.3928

=0 .0259

B) Líneas De Enfriamiento Adiabáticas

Cs = 0.24 + 0.45 Y´@100% = 0.24 +(0.45)(0.0259)= 0.2517

Cs ( t g−t s )= λs (Y ´ s−Y ´ )

Para una ts = 25°C se obtiene una tg

0.2517 ( t g−25 )=594.5 (0.0259−0 )TG= 86.17 °C

Como en la grafica, solo se pone un rango de temperatura hasta 85°C, se calcula Y’

Para una ts = 25°c SE OBTIENE UNA Y´

0.2517 (85−25 )=594.5 (0.0259−Y ´ )Y´= 0.0005

C) Volumen especifico del aire húmedo

Para la curva de 100%

V h=0.082[ 128.97

+Y ´18 ]∗[ 273+tgP ]

V h=0.082[ 128.97

+ 0.025918 ]∗[ 273+2523.3958 ]=0.0362

D) Entalpia de la mezcla

Hg=(0.24+0.45Y ´ ) (Tg−0 )+596.42Y ´

Hg=(0.24+0.45∗0.0259 ) (25−0 )+596.42∗0.0259

Hg=21.7458

Tabla de datos

t Pvap Y'@100 Y'@90 Y'@80 Y'@70 Y'@60 Y'@50

0 4.4229 0.0047 0.0043 0.0038 0.0033 0.0028 0.0024

5 6.3506 0.0068 0.0061 0.0054 0.0048 0.0041 0.0034

10 8.9809 0.0097 0.0087 0.0077 0.0068 0.0058 0.0048

15 12.5207 0.0136 0.0122 0.0108 0.0095 0.0081 0.0067

20 17.2235 0.0189 0.0169 0.0150 0.0131 0.0112 0.0093

25 23.3958 0.0259 0.0232 0.0206 0.0179 0.0153 0.0127

30 31.4051 0.0353 0.0316 0.0279 0.0243 0.0207 0.0172

35 41.6869 0.0477 0.0426 0.0376 0.0327 0.0278 0.0230

40 54.7534 0.0642 0.0572 0.0503 0.0436 0.0370 0.0305

45 71.2007 0.0862 0.0765 0.0671 0.0579 0.0490 0.0403

50 91.7179 0.1157 0.1022 0.0892 0.0767 0.0646 0.0529

55 117.0949 0.1557 0.1367 0.1186 0.1014 0.0849 0.0692

60 148.2308 0.2111 0.1837 0.1581 0.1341 0.1115 0.0902

65 186.1419 0.2903 0.2496 0.2124 0.1782 0.1468 0.1177

70 231.9695 0.4087 0.3452 0.2890 0.2390 0.1942 0.1538

75 286.9874 0.5990 0.4917 0.4018 0.3253 0.2595 0.2022

80 352.6093 0.9438 0.7375 0.5792 0.4540 0.3524 0.2683

85 430.3953 1.7316 1.2190 0.8898 0.6605 0.4916 0.3620

Continuación de la tabla

Y'@40 Y'@30 Y'@20 Y'@10 Cs @10

Cs @100

Vh @10

Vh @100

Hg @10

Hg @100

0.0019 0.0014 0.0009 0.0005 0.2402 0.2421

0.0027 0.0020 0.0014 0.0007 0.2403 0.2431 0.1239 0.1251 1.6047 5.2867

0.0038 0.0029 0.0019 0.0010 0.2404 0.2444 0.0892 0.0905 2.9747 8.2276

0.0054 0.0040 0.0027 0.0013 0.2406 0.2461 0.0652 0.0665 4.4047 11.8054

0.0074 0.0055 0.0037 0.0018 0.2408 0.2485 0.0482 0.0496 5.9120 16.2233

0.0101 0.0076 0.0050 0.0025 0.2411 0.2517 0.0362 0.0375 7.5177 21.7458

0.0136 0.0102 0.0068 0.0034 0.2415 0.2559 0.0274 0.0288 9.2476 28.7214

0.0182 0.0136 0.0090 0.0045 0.2420 0.2615 0.0210 0.0225 11.1328

37.6154

0.0242 0.0180 0.0119 0.0059 0.2426 0.2689 0.0163 0.0178 13.2107

49.0629

0.0318 0.0236 0.0155 0.0077 0.2434 0.2788 0.0128 0.0144 15.5260

63.9537

0.0416 0.0307 0.0201 0.0099 0.2445 0.2920 0.0101 0.0118 18.1318

83.5786

0.0541 0.0397 0.0259 0.0127 0.2457 0.3100 0.0081 0.0099 21.0916

109.8899

0.0702 0.0512 0.0332 0.0162 0.2473 0.3350 0.0065 0.0085 24.4809

146.0005

0.0907 0.0656 0.0423 0.0204 0.2492 0.3706 0.0053 0.0075 28.3899

197.2191

0.1173 0.0840 0.0536 0.0257 0.2516 0.4239 0.0044 0.0069 32.9265

273.4334

0.1519 0.1073 0.0677 0.0321 0.2544 0.5095 0.0036 0.0067 38.2209

395.4646

0.1976 0.1373 0.0853 0.0399 0.2580 0.6647 0.0030 0.0071 44.4309

616.0580

0.2594 0.1762 0.1073 0.0494 0.2622 1.0192 0.0025 0.0089 51.7501

1119.3632

BIBLIOGRAFIA

Manual del Ingeniero Químico

Tomo V, Cap. 20