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CONSULTA DE PREGUNTA
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Pregunta realizada por FranciscoF a Carmen Martínez en la categoría Ingeniería Química (28/02/2005)
Diseño de secadores rotatorios
Buenas, quisiera saber si me podían proporcionar información
sobre los secadores rotatorios, sus principales
características y el procedimiento de diseño, ya que estoy
haciendo un proyecto de secado de café y estoy evaluando la
posibilidad de emplear uno de ellos. Gracias
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SECADOR ROTATORIO
INTRODUCCION
Algunos productos granulares o cristalinos, pueden ser secados en un secador de este tipo. Estos consisten de una coraza cilíndrica, con un ligero ángulo con respecto a la horizontal, y montada sobre rodillos de manera que puede ser rotada. El material a secar se alimenta en el extremo más alto del secador, y por rotación del secador, usualmente auxiliada por aletas internas, avanza gradualmente hacia el otro extremo, donde es descargada. La fuente de calor para un secador rotatorio es el aire que circula a través del secador. El calor también puede ser provisto desde al exterior hacia la coraza del secador.
El dimensionamiento de un secador de este tipo depende de (a) el área de secado; (b) el tiempo de residencia (determinado por las rpm); (c) U (el coeficiente global de transferencia de calor); (d) el gradiente de temperaturas. Todo esto puede expresarse en una ecuación general:
dWdQ = U A ∆T∆Hv = lb H2Ohr (2.76)
donde ∆T es la diferencia entre la temperatura del medio de calentamiento y la temperatura de evaporación de agua en el producto (temperatura superficial) y U varía entre 200 y 360 Btu/hrft2°F.
Las variables a controlar en un proceso de secado por contacto son:
a. La velocidad de giro del tambor, que determinará la velocidad de producción y el nivel de humedad obtenido.
b. El contenido inicial de sólidos del producto
CALCULO DEL VOLUMEN DE UN SECADOR ROTATORIO
Consideremos un secador rotatorio continuo trabajando a contracorriente, alimentado con un sólido no poroso en el cual prácticamente toda la humedad está libre. Cuando este material entra al secador, se calienta primero a la temperatura de secado. Después pasará a través de una longitud considerable del secador a aproximadamente la temperatura de bulbo húmedo, y teóricamente, al final de este período, será posible descargar el material seco casi a la Tbh. En la práctica esto no es factible, ya que es imposible predecir con suficiente exactitud el punto en el cual el material se ha secado. Por lo tanto, es siempre necesario agregar al secador una cierta longitud como factor de seguridad. Esto origina una longitud mayor que la que se necesita en realidad para evaporar el agua. Esta longitud adicional también provee de un exceso de capacidad para las variaciones en el contenido de humedad y para sobrecargas ocasionales. Consecuentemente, en esta última sección el material aumenta su temperatura más allá de la Tbh y se acerca a la temperatura del aire de entrada.
Si consideramos el curso de la temperatura del aire, vemos que entra a una temperatura lo suficientemente alta para dar la velocidad requerida de secado sin usar una cantidad excesiva de aire. En muchos casos esta temperatura puede estar determinada por el medio de secado disponible. En la sección del secador de la que sale el producto, el aire se enfría porque pierde calor hacia el sólido al llevarlo a su temperatura de salida. En la siguiente sección del secador se enfría considerablemente más porque en esta sección provee el calor necesario para vaporizar el agua. Finalmente, el aire llega a la sección de alimentación en la cual calienta el material desde su temperatura inicial hasta la Tbh. El perfil de estas dos temperaturas se muestra en la Fig. 2.32.
Para que el método que se presenta a continuación, pueda ser aplicado, es necesario que se cumplan un número considerable de condiciones. A pesar de que éstas limitan grandemente el rango de aplicación de los cálculos, cubren el secado de muchos materiales usados en la práctica. Estas condiciones son:
1.- No hay pérdidas de calor del secador.
2.- El calor es aplicado al material sólo por el aire, y no por conducción desde el tubo o tambor.
3.- Toda la humedad presente está libre (no atada).
4.- No hay evaporación de humedad en el período preliminar de calentamiento.
5.- El secado se lleva a cabo a Tbh constante hasta que la cantida |
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