Mendoza Sánchez Brenda Carol --- Procesos de separación II --- IF-602 ---

TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE

JOCOTITLÁN.
CARRERA:
INGENIERÍA QUÍMICA
ASIGNATURA:
PROCESOS DE SEPARACIÓN II
DOCENTE:
ARTURO VELASCO BERNAL
ANTOLOGÍA DE PROCESOS DE SEPARACIÓN II
UNIDAD-5 SECADO
NOMBRE DE LOS INTEGRANTES:
- FLORES ALCÁNTARA JAQUELINE
- LORENZO MARTÍNEZ WENDY JACQUELINE
- MARTINEZ GONZALEZ MARIELA
- MENDOZA SÁNCHEZ BRENDA CAROL
- MONROY MONDRAGÓN LUZ ISELA
GRUPO: IF-0602 SEMESTRE: 6
JOCOTITLÁN, ESTADO DE MÉXICO A 16 DE JUNIO
DEL 2023.
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Introducción

El secado consiste en la eliminación total o parcial de un líquido que empapa a un

sólido. Existen varios modos de llevar a cabo el secado, pero el más importante
consiste en la evaporación del líquido hacia un gas inerte mediante la aportación de
calor. También puede efectuarse de forma mecánica, por expresión o
centrifugación. Una operación relacionada es la liofilización, en la que el líquido se
congela y posteriormente se produce la sublimación del sólido.

En general el secado puede aplicarse a cualquier líquido que empapa a un sólido,

utilizando un gas inerte cualquiera para arrastrar el vapor. Sin embargo, en la mayor
parte de las ocasiones el líquido es agua y el gas de arrastre el aire. Mediante el
secado se modifican y mejoran las propiedades del sólido (p. ej. en alimentos se
evita el deterioro por microorganismos), se facilita su manejo (se evita p. ej. la
aglomeración de los sólidos granulares húmedos) y se abarata su transporte. El
secado suele ser la etapa final de muchos procesos de fabricación, resultando
esencial en algunas industrias como la papelera, cerámica y maderera.

Las operaciones de secado requieren un consumo elevado de energía. Existe una

gran variedad de procesos de secado, que parten de la diversidad de materiales a
secar: sólidos granulares, sólidos porosos y no porosos, pastas, geles, materiales
biológicos, productos alimenticios (leche, tomate, granos, etc.) Desde el punto de
vista de la operación los procesos de secado se diferencian en el método seguido
para transmitir calor, que puede ser por convección, conducción o radiación y
también por métodos dieléctricos o de microondas. La conducción se puede llevar
a cabo desde las paredes que estén en contacto con el sólido, p. ej. desde las
bandejas que lo soportan.

La convección se lleva a cabo mediante gases calientes (aire o gases de

combustión). Es el método más empleado. Permite una buena regulación de la
humedad y de la temperatura y con ello un control de la velocidad de secado. La
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radiación suele estar presente como un mecanismo adicional en todos los

secaderos, combinada con la convección.

El secado dieléctrico o por microondas es muy uniforme y rápido, pero tiene un coste
elevado, por lo que solo se aplica en productos de alto valor añadido. Desde otro
punto de vista los secaderos pueden ser continuos o intermitentes, dependiendo
básicamente de la producción requerida y, por supuesto, de la economía del
proceso.

En esta unidad se estudiará el Secado como un Proceso de Separación complejo

de transferencia de masa y calor, en donde se conocerán los diversos tipos de
secado que existen y los equipos necesarios para ello, así como el cálculo de
algunos parámetros involucrados en el diseño de secadores y la selección de los
mismos, dependiendo de las condiciones de secado y de la materia prima.
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Índice

Introducción ............................................................................................................. 2

Índice ....................................................................................................................... 4

5. Secado ................................................................................................................ 5

5.1. Conceptos básicos. ...................................................................................... 5

5.1.1. Definición de Secado. ............................................................................ 5

5.1.2. Importancia del Secado.......................................................................... 5

5.1.3. Aplicaciones del Secado. ....................................................................... 5

5.2. Tipos de secadores....................................................................................... 6

5.2.1. Secaderos de calentamiento directo con flujo de aire ............................ 8

5.2.2. Secadores de calentamiento indirecto: ................................................ 12

5.3. Selección de Secado. ................................................................................. 13

5.4. Cálculo de Secadores. ................................................................................ 15

5.4.1. Cálculos para un secador por lotes.......................................................... 17

5.4.2. Cálculos para un secador continuo. ......................................................... 22

Conclusión............................................................................................................. 25

Referencias ........................................................................................................... 27
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5. Secado

5.1. Conceptos básicos.

5.1.1. Definición de Secado.

Es una Operación Unitaria que permite separar un líquido de un sólido (o de un

fluido), por evaporación del líquido en una corriente gaseosa, hasta dejar el
contenido residual de líquido aun valor aceptablemente bajo; presentándose los
mecanismos de transferencia de calor y materia En la mayoría de los problemas
prácticos de secado, el líquido a separar es el vapor de agua, y el gas empleado
para el secado suele ser aire. [1]

5.1.2. Importancia del Secado.

Secado es habitualmente la etapa final de una serie de operaciones y, con

frecuencia, el producto que sale del secador pasa a empaquetado. El secado es
importante porque facilita el manejo posterior del material, reduce los costos de
transporte y almacenamiento, protege los productos hasta su uso (conservación) y
permite presentar alternativas de consumo. [2]

5.1.3. Aplicaciones del Secado.

El secado se emplea en:

• Procesos de granulación húmeda (elaboración de cápsulas, polvos o

tabletas).
• Producción de algunos materiales (hidróxido de aluminio, lactosa seca y
extractos en polvo).
• Reducción del volumen y peso de los materiales (disminución del costo por
transporte y almacenamiento).
• Conservación y estabilidad de productos animales y vegetales para disminuir
el crecimiento de hongos y bacterias.
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• Volver a un producto más estable (polvos higroscópicos, sales

efervescentes, aspirina, penicilinas y ácido ascórbico). Una vez eliminada el
agua, el producto se mantiene a bajos niveles de humedad con ayuda de
agentes desecantes o por impermeabilidad del empaque. [3]

5.2. Tipos de secadores.

El secado puede ser:

• Directo, el calor necesario para la vaporización del agua lo suministra el aire;

puede ser:
o Continuo.
o Discontinuo.
• Indirecto, el calor se suministra por una fuente térmica a través de una
superficie metálica en contacto con el objeto a secar.

En las operaciones continuas pasan continuamente a través del equipo tanto la

sustancia a secar como el gas. La operación discontinua en la práctica se refiere
generalmente a un proceso semicontinuo, en el que se expone una cierta cantidad
de sustancia a secar a una corriente de gas que fluye continuamente en la que se
evapora la humedad. Los equipos utilizados para secar se pueden clasificar de
acuerdo con cualquiera de estas categorías:

1. Métodos de operación: Continuos o Discontinuos.

2. Métodos de propiciar el calor necesario para la evaporación de la
humedad: En secadores directos e indirectos.
3. Naturaleza de la sustancia a secar: Puede ser la sustancia un sólido rígido
como la madera, un material flexible como el papel o la tela, un sólido
granular tal como la masa de cristales, una pasta espesa o delgada o una
solución. Es probable que la forma física de la sustancia y los distintos
métodos de manipulación empleados, ejerzan la influencia más grande en el
tipo de secador a utilizar.
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Indistintamente del tipo de secador de que se trate, cuenta con los siguientes
componentes en su configuración básica (Fig. 5.2): un sistema que genera
aire caliente; el cual puede estar compuesto de un ventilador y de una serie
de resistencias eléctricas de Nicrom (Niquel - Cromo) para generar calor,
también debe contar con un colector y un alimentador.

Generador de aire: los secadores de aire deben de contar con un sistema que
permita la entrada de aire a diferentes velocidades de flujo, por eso se emplean
ventiladores o motores que se utilizan en los sistemas de refrigeración y también
extractores de aire los cuales son polarizados de manera inversa para trabajar como
generadores de aire (Fig. 5.3).

Calefactor: En calefactores directos el aire es calentado cuando se combina con

gases de combustión de escape. En calefactores indirectos el aire o producto es
calentado a través de placas de resistencias eléctricas. El costo de los calentadores
directos es más bajo que los indirectos, pero algunos productos se llegan a dañar o
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contaminar debido a los gases.

Alimentador: Los alimentadores o "feeders" más comúnmente utilizados en los

secadores para sólidos húmedos son los transportadores de tornillo, mesas rotantes
y bandejas vibratorias. En algunos casos se tienen que utilizar alimentadores
especiales en secadores de cama ancha para asegurar la expansión uniforme del
alimento. [4]

Equipos de Secado

Algunos de los equipos de secado que existen a nivel industrial son:

5.2.1. Secaderos de calentamiento directo con flujo de aire:

a) Equipos discontinuos: el aire entra por lotes y el sólido no se mueve.

• Secadores de bandejas con corriente de aire: son hornos con diferentes

niveles de bandejas, el secado se produce por la circulación de aire caliente
sobre bandejas contienen material húmedo, se diseñan en función de la
cantidad de sólido que se quiera secar.
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Fig. 5.5 Secador de bandejas

• Secadores de lecho fluidizado: El que fluidiza se suspende, no se

transporta. La suspensión, introducida por medio de la tobera de
pulverización en la cámara de producto, da lugar a la formación de las
partículas fluidizadas hasta que se vuelven a caer en el lecho fluidificado
debido a su peso.

Fig. 5.6 Secador de lecho fluidizado

b) Equipos continuos: flujo de aire constante.

• Secadores de túnel: Consiste en un túnel que puede tener hasta un poco

más de 20 m de longitud con una sección transversal rectangular de, más o
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menos, hasta 2 por 2 m.

Fig. 5.7 Secador de túnel.

• Secadores sprays o por atomización: El secado por atomización es una

operación básica especialmente indicada para el secado de disoluciones y
suspensiones.

Fig. 5.8 Secador por atomización.

• Secadores rotatorios: Consiste en una coraza cilíndrica horizontal,

ligeramente inclinada, sostenida sobre engranes, de manera que pueda girar
sobre su propio eje. Tiene una tubería que impulsa a los sólidos alimentados
para que fluyan hasta la salida del secador al mismo tiempo que los remueve
para lograr un mejor secado de estos. El secador rotatorio constituye una de
las formas más ampliamente utilizadas para el secado, de una amplia gama
de materiales, a nivel industrial, en forma rápida y con bajo costo unitario
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cuando se trata de grandes cantidades. En este tipo de secador, el material

húmedo es continuamente elevado por la rotación del secador, dejándolo
caer a través de una corriente de aire caliente que circula a lo largo de la
carcasa del secador. El flujo de aire puede ser tanto en paralelo como en
contracorriente.

Fig. 5.9 Secador rotatorios.

• Secadores horizontales: Se utiliza para productos que no pueden verse

sometidos a fuertes incrementos de temperatura y que no pueden
desmenuzarse ni trocearse, ni recibir una manipulación violenta. Consisten
en un arrastrador metálico encerrado en un túnel por el que se introduce el
fluido térmico de secado.
• Secadores de flujo transversal: La corriente de aire caliente fluye desde
los costados del túnel. Los hay que proveen calor desde un solo lateral que
no son los más convenientes, y los que suministran calor desde ambos lados
del túnel y a lo largo del recorrido. [5]
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Fig. 5.10 Secador de flujo transversal.

5.2.2. Secadores de calentamiento indirecto: Una fuente externa

(térmica) proporciona el calor.

a) Equipos discontinuos.

• Secadores de bandejas al vacío: Secado por lotes, funciona de manera

similar al secador de bandejas. Formado por un gabinete de hierro hermético,
para trabajar al vacío y de anaqueles dónde se colocan las bandejas con los
materiales húmedos. Estos secadores pueden ser utilizados para secar
materias termolábiles, como lo son algunos materiales biológicos y en
ocasiones los farmacéuticos. La conducción de calor en este tipo
desecadores es por radiación desde las paredes metálicas del secador. La
humedad extraída del material es recogida por un condensador dispuesto en
el interior.
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Fig. 5.11 Secador de bandejas al vacío.

Secadores por congelación: Es un proceso por lotes utilizado en la industria

farmacéutica bioquímica para extraer producto seco de una solución acuosa.
Normalmente, se coloca el producto en pequeños frascos en los estantes de una
cámara de vacío, que primero se congela y después se evacúa. Después, los
estantes se calientan muy lentamente hasta evaporar el líquido, mientras que la
cámara se evacúa continuamente mediante un condensador en frío.

b) Equipos continuos.

Secadores de tambor rotatorio: Consta de un tambor de metal calentado, en las

paredes se evapora el líquido, mientras una cuchilla metálica, raspa lentamente el
sólido, para que descienda por el tambor, hasta la salida. Este tipo de secadores
son típicos del trabajo con pastas, suspensiones, y soluciones. El tambor resulta
como un híbrido entre un secador y un evaporador. [6]

Fig. 5.12 Secador de tambor.

5.3. Selección de Secado.

El método de selección secador implica el uso de la experiencia pasada. El método

inicial de la selección de la secadora se basa en la naturaleza del material. El equipo
seleccionado para el manejo del material líquido se limita generalmente a rociar
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equipo de secado, equipos de secado en tambor y se agitó secado al vacío

intermitente. dispositivo. También es adecuado para el secado de materiales
líquidos que no son muy viscoso, equipos de secado instantáneo de rotación y el
secado vehículo inerte.

Otros factores que afectan la elección final incluyen la pérdida del producto baja, la
condición del equipo, la recuperación del disolvente o la necesidad de utilizar un
entorno inerte y la sensibilidad del material a la temperatura. En este caso, Se
prefiere el equipo de secado al vacío agitación, y el tiempo de residencia del equipo
de secado al vacío se agita. Es muy largo, mientras que el equipo de secado
circulante tiene temperatura moderada y tiempo de residencia moderada. Tambor
equipo de secado tiene un tiempo de secado más corto (tiempo de residencia) pero
la temperatura media más alta; equipos de secado por pulverización tiene un tiempo
de contacto más corto y un intervalo de temperatura de funcionamiento más amplio.
La selección anteriormente es adecuada para las suspensiones bombeables que
contienen partículas finas. Líquido, sin incluir material de pasta.

Para el secado continuo de pastas y lodos, el más común es un aparato de secado

de flash rotativo. El problema del polvo es una consideración importante debido a
que el material está en el estado de dispersión de partícula fina. sin embargo, por lo
que es difícil hacer una elección entre un funcionamiento intermitente y continuo. El
equipo de secado intermitente generalmente utilizado es un dispositivo de presión
o secado en bandeja de vacío normales, un dispositivo de presión normal por lotes
o de secado agitación de vacío, y un dispositivo de presión o secado en tambor de
vacío normales. operación de vacío es preferible cuando la recuperación del
disolvente, fuego, peligro de toxicidad, o cuando se requiere limitación de la
temperatura.

1. Rociar, la atomización es la clave en este momento, que es un problema que

debe ser considerado;

2, cama fluidizada, pero el material se dispersa uniformemente en la capa de lecho

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profundo es más difícil;

3. cinta continua que circula equipo de secado, adecuada para productos que
requieren libre de polvo;

4, secado del flujo de aire, a veces requiere la mezcla de materias primas y

productos secos para promover la dispersión de materiales húmedos en el gas que
entra en el equipo de secado;

5. cilindro de torsión continua directa (calefacción) o indirecto (calefacción), es

beneficioso para el funcionamiento del material húmedo y el material seco en este
equipo. [7]

5.4. Cálculo de Secadores.

La concepción de una instalación de secado pasa inicialmente por la determinación

de la velocidad o el tiempo de secado. De estos parámetros depende el volumen
del secador y, para el funcionamiento en discontinuo, el número de ciclos y su
frecuencia. El volumen V de un secador funcionando en continuo, está ligado al
tiempo de residencia del sólido (correspondiente a su vez, al tiempo de secado) por:

Ө = ƿ𝑠/𝑚𝑠 𝑣 ∗ (1 − 𝑓)

Donde:

o Ө = tiempo de secado.
o ƿ𝑠 = densidad de sólidos secos.
o ms = flujo de sólidos.
o V = volumen del secador.
o F = fracción de volumen del secador utilizado.

Además, como:

V = Ac Z
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Donde:

o Ac = área transversal del secador.

o Z = longitud del secador.

Substituyendo tendremos:

Ө = ƿ𝑠/𝑚𝑠 𝐴𝑐 𝑍 ∗ (1 − 𝑓)

Puede apreciarse de esta relación que los métodos de cálculo de secadores que
funcionan en continuo permitirán conocer indiferentemente  o Z.

SECADOR ROTATORIO

BALANCES DE MATERIA Y ENERGIA.

Balances de materia: Balance de agua

(𝐦𝐚𝐇𝐞 + 𝐦𝐬𝐖𝐞) − (𝐦𝐚𝐇𝐧 + 𝐦𝐬𝐖𝟏) = 𝟎

Cantidad intercambiada

𝐦𝐰 = 𝐦𝐚(𝐇𝐧 − 𝐇𝐞) = 𝐦𝐬(𝐖𝐞 − 𝐖𝟏)

donde:

o ma = flujo másico de aire (Kg a.s./seg)

o ms = flujo másico de sólidos secos del producto (Kg s.s/seg)
o mw = flujo másico de agua intercambiada (Kg agua/seg)
o He = humedad del aire de entrada al secador (base seca)
o Hn = humedad del aire de salida del secador (base seca)
o We = humedad del producto a la entrada (base seca)
o W1 = humedad del producto a la salida (base seca)

B. Balances de entalpía.
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Sobre el precalentador:

(𝐦𝐚𝐡𝐠 + 𝐐𝐩) − 𝐦𝐚𝐡𝐞 = 𝟎

𝐐𝐩 = 𝐦𝐚(𝐡𝐞 − 𝐡𝐠)

Sobre el secador:

(𝐦𝐚𝐡𝐞 + 𝐦𝐬𝐡𝐬) − (𝐦𝐚𝐡𝐧 + 𝐦𝐬𝐡𝟏 + 𝐐𝐃) = 𝟎

Donde:

o hg = entalpía del aire ambiente (KJ/Kg a.s.)

o he = entalpía del aire a la entrada del secador (KJ/Kg a.s.)
o hs = contenido de calor de los sólidos a la entrada (KJ/Kg s.s.)
o hn = entalpía del aire a la salida del secador (KJ/Kg a.s.)
o h1 = contenido de calor de los sólidos a la salida (KJ/Kg s.s.)
o Qp = calor suministrado al pre calentador (KJ/seg)
o QD = calor perdido por el secador al medio (KJ/seg) [8]

5.4.1. Cálculos para un secador por lotes.

Curvas de velocidad de Secado

Para reducir el contenido de humedad en el secado de diversos materiales de

procesos, generalmente se desea estimar el tamaño del secador necesario, las
diferentes condiciones de operación de humedad y temperatura para el aire
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empleado, y el tiempo requerido para lograr el grado de secado exigido. En muchos

casos no es posible predecir el contenido de humedad de equilibrio de diversos
materiales y puesto que nuestro conocimiento de los mecanismos básicos de las
velocidades de secado es bastante incompleto, entonces resulta indispensable
obtener algunas mediciones experimentales de las velocidades de secado.

Determinación experimental de la velocidad de secado

Para determinar experimentalmente la velocidad de secado de un material, se

procede colocando una muestra sobre una bandeja dentro del comportamiento del
secador de bandejas. Si se trata de un material sólido, debe llenar por completo la
base de la bandeja de tal manera que solo queda expuesta a la corriente de aire
desecado la superficie de dicho sólido. La pérdida de peso de humedad durante el
secado puede determinarse a diferentes intervalos sin interrumpir la operación
colgando, la bandeja en una balanza adaptada al ducto a través del cual fluye el
aire de secado. Al realizar experimentos de secados por lotes, deben observarse
ciertas precauciones para obtener datos útiles en condiciones que se asemejen lo
más posible a las que imperan en las operaciones a gran escala. La muestra no
debe ser demasiado pequeña y debe introducirse en una bandeja similar a la que
se usar en producción. La relación de la superficie de secado a superficie de secado
a superficie de no secado (superficie aislada) así como la profundidad del lecho del
solido deben ser idénticas. La velocidad, humedad, temperatura y dirección del aire
debe ser los mismos y constantes para simular un secado en condiciones
inservibles.

Curvas de velocidad de secado para condiciones de secado constante.

a) Conversión de los datos a curva de velocidad de secado.

Los datos que se obtienen de un secado por lotes generalmente se expresan como:

o W= Peso solido húmedo (masa total de agua + solido seco) a diferentes

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tiempos de (t) horas de secado.

o Ws= Peso del solido seco (cuando el peso de la muestra se mantiene
constante, es decir, ya no pierde humedad).

Habiendo establecido las condiciones de velocidad constante, se determinan el con

contenido de humedad de equilibrio, X*.

Con esto se procede a calcular el valor del contenido de humedad libre X esmas de
agua libre/masa de solido seco para cada valor de Xt,

Usando los datos calculados con la ecuación anterior se traza una gráfica del
contenido de humedad libre X en función del tiempo t en horas, de secado a partir
de esta gráfica, se miden las pendientes de las tangentes de la curva, lo cual
proporciona los valores de dx/dt para ciertos valores t. se calcula entonces, la
velocidad R para cada punto con la expresión:

Donde:

o R= velocidad de secado, masa de H2O/ tiempo X área.

o Ls= masa de solido seco usado.
o A= área superficial expuesta al secado.

La curva de velocidad de secado se obtiene graficando R en función del contenido

de humedad, tal como se muestra en la siguiente figura:
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Curva típica de velocidad de secado constante.

o Grafica con los datos como humedad libre en función del tiempo.
o Curva de velocidad de secado en función del contenido de humedad libre.

b) Grafica de la Curva de velocidad de secado

En la figura b se muestra la curva de velocidad de secado para condiciones de

secado constante. Empezando con un tiempo cero, el contenido de humedad libre
corresponde al punto A, la velocidad de evaporación va en aumento. A llegar el
punto B, la temperatura de la superficie alcanza su valor de equilibrio. Por otra parte,
si el sólido está bastante caliente al principiar la operación, la velocidad de secado
puede, iniciarse en el punto A”. La curva de la figura b es recta entre los puntos B y
C, la pendiente y la velocidad son constante durante este periodo. Este es el periodo
de velocidad constate desecado. En el punto C de ambas gráficas, la velocidad de
secado empieza a disminuir durante el periodo de velocidad hasta llegar el punto D.
Después de ahí la velocidad disminuye con mayor rapidez aun hasta el punto E,
donde el contenido de humedad de equilibrio es X* y X= X* - X* =0.

Métodos de cálculo para el periodo de secado de velocidad constante

El factor más importante en los cálculos de secado es probablemente, la duración

del tiempo requerido para secar un material a partir de un contenido de humedad
libre X1, hasta alcanzar un contenido de humedad X2.Para el secado en el periodo
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de velocidad constante es posible estimar el tiempo necesario mediante curvas de

secado obtenidas con lotes experimentales, o por predicciones de coeficientes de
transferencia de más y transferencia de calor.

Método que usa curva de secado. El tiempo requerido para el periodo de

velocidad constante puede determinarse con la curva de secado de contenido de
humedad libre en función del tiempo, a partir de los datos experimentales.

Método que usa la curva de velocidad de secado para el periodo de velocidad

constante. En lugar de la curva de secado, es posible emplear la curva de velocidad
de secado. La velocidad de secado R se define en la ecuación de la siguiente
manera:

Esta expresión puede reordenarse e integrarse con respecto al intervalo parasecar

desde X1 a T=0, hasta X2 a t2=t

Si el secado se verifica dentro del periodo de la velocidad constante, de tal manera

que tanto X1 como X2 sean mayores que el contenido de humedad critica Xc,
entonces R=constante=Rc. Al integrar la ecuación:

Método que emplea predicciones de coeficientes de transferencia para el

periodo de velocidad constante. El secado de un material se verídica por
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transferencia de más del vapor de agua de la superficie saturada del material a

través de una película circundante. La velocidad de secado está controlada por la
velocidad de transferencia de calor hasta la superficie de evaporación que
suministra el calor latente de evaporación para el líquido.

Cuando se opera en estado estable, la velocidad de transferencia de más equivale

a la velocidad de transferencia de calor. Para deducir la ecuación de secado se
supondrá que la transferencia de calor solo se verifica del gas caliente a la superficie
del solido por convección y la superficie al gas caliente por transferencia de masa.
La velocidad de transferencia convectiva de calor (q), desde el gas a una
temperatura (T) a la superficie del solido (Tw) es:

Donde:

• h= Coeficiente de transferencia de calor.

• A= área de secado expuesta. [9]

5.4.2. Cálculos para un secador continuo.

El secado continuo representa ciertas ventajas sobre el secado por lotes. Casi
siempre es posible usar equipos de tamaño más pequeño y el producto tiene un
contenido de humedad más uniforme. En un secado continuo, el sólido se desplaza
por el secador en contacto con una corriente de gas paralela o a contracorriente del
sólido. En la operación adiabática a contracorriente, el gas caliente de entrada tiene
contacto con el sólido que sale ya seco. En la operación adiabática en paralelo, el
gas caliente de entrada se pone en contacto con el sólido húmedo.
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Sale con humedad HC. Puede emplearse la expresión de balance de materia,

ecuación para calcular HC como sigue:

donde LS está en kg de sólido seco/h y G está en kg sólido seco/h.

2. Ecuación para el periodo de velocidad constante. La velocidad de secado en la

región de velocidad constante de la zona 1 sería invariable si no existieran
condiciones cambiantes del gas. La velocidad de secado de esta sección se obtiene
mediante una ecuación similar:

El tiempo de secado esta dado por la ecuación (9.6-l) usando XI y X, como límites.

donde A/Ls es la superficie expuesta al secado en m2/kg de sólido seco.

Sustituyendo la ecuación y dx por (G/Ls) Dh.
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donde

• G = kg de aire seco/h.
• LS = kg de sólido seco/h.
• A/Ls = m2/kg de sólido seco.

Esta expresión se puede integrar por métodos gr&os. Para el caso de TV o Hw es

constante para un secado adiabático, se puede integrar la ecuación:

Esta expresión se puede modificar para usar la medida logarítmica de la diferencia

de humedad.

Ecuación para el periodo de velocidad decreciente. Si el secado de la superficie no

saturada, Hw es constante para el secado adiabático, la velocidad de secado
depende directamente de X, como en el caso de la ecuación y se puede aplicar la:

Al sustituir la ecuación:

Al sustituir:
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De nueva cuenta, se puede utilizar la ecuación para calcular Hc. Estas ecuaciones
para ambos periodos también se pueden deducir usando la última parte de la
ecuación y temperaturas en lugar de humedades. [10]

Conclusión
En conclusión, el secado es un método de conservación de alimentos, consistente
en extraer el agua de estos, lo que inhibe la proliferación de microorganismos y
dificulta la putrefacción. El secado de alimentos mediante el sol y el viento para
evitar su deterioro ha sido practicado desde la antigüedad. El agua suele eliminarse
por evaporación (secado al aire, al sol, ahumado o al viento) pero, en el caso de la
liofilización, los alimentos se congelan en primer lugar y luego se elimina el agua
por sublimación, La criodesecación atmosférica es una técnica antigua, empleada
por los incas y vikingos, en la se utilizaba las bajas temperaturas para deshidratar
por sublimación un alimento. Las bacterias, levaduras y hongos necesitan agua en
el alimento para crecer. El secado les impide efectivamente sobrevivir en él.

La temperatura de secado afecta la velocidad de secado como la variable más

importante. A temperaturas por encima de la temperatura del vidrio, la velocidad de
difusión aumenta desproporcionadamente. No obstante, no se puede aumentar a
discreción la temperatura de secado, porque, en otro caso, se puede dañar el
material, o incluso éste empezarí-a a fundirse. Además, pueden existir aditivos que
empiecen a difundirse a temperaturas demasiado elevadas. Por otra parte, un
material excesivamente seco puede causar problemas en el momento de la
plastificación.

El volumen de aire seco transporta la energí-a térmica para calentar el material y

para evaporar y evacuar la humedad existente en el entorno del y en el granulado.
También este volumen de aire determina la velocidad de secado y no se puede
seleccionar uno cualquiera.

Mucho aire conlleva un secado más rápido, sin embargo, puede causar un lecho
fluido, así como un secado excesivo. Además, un volumen de aire demasiado
grande es simplemente no rentable. Por otra parte, debe haber suficiente aire
disponible para llevar granulado a la temperatura deseada en un  tiempo
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determinado.
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Referencias

[1] S. Huerta, «Blog UNAM,» Secado Definiciòn, [En línea]. Available:

http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/sho/Secado.pdf.

[2] O. Velazco, «Capitulo 6 Secado,» Importancia Secado, [En línea]. Available:

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/sanchez_h_a/capitulo6.pdf.

[3] A. Hernandez , «Industrial,» Aplicaciones Secado , [En línea]. Available:

https://powdertronic.com/cuales-son-los-tipos-y-aplicaciones-de-los-hornos-de-secado-
industriales/.

[4] Bellvitge y A. Bellvitge, «NOVATEO,» Tipos de Secadores , [En línea]. Available:

https://www.pt-mexico.com/banco-de-conocimiento/secado-de-plasticos/tipos-de-
secadores.

[5] J. Melendez, «Tecnologico,» Secadores , [En línea]. Available:

file:///C:/Users/pc/Downloads/02%20Secadores%20(1).pdf.

[6] A. Valencia , «Studocu,» Secadores , [En línea]. Available: https://www.studocu.com/es-

mx/document/universidad-politecnica-de-tlaxcala/evaporacion-humidificacion-y-
secado/tipos-de-secadores/8810467.

[7] A. Gutierrez, «RD-DRYER,» Seleccion de Secadores , [En línea]. Available:

http://www.rd-dryer.com/blog/dry-material-form/?lang=es.

[8] O. Ramirez, «SRIBD,» Calculo de Secadores , [En línea]. Available:

file:///C:/Users/pc/Downloads/355271575-Calculo-de-Secadores.pdf.

[9] E. Dlgado , «Blog BD,» Cálculos Para Un Secador Por Lotes, [En línea]. Available:
https://es.scribd.com/document/511741190/Calculos-Para-Un-Secador-Por-Lotes.

[10] C. Geankoplis, «Files,» Procesos de transporte y operacion unitarias , [En línea].

Available:
https://fenomenosdetransporte.files.wordpress.com/2008/05/geankopolis.pdf.
Mendoza Sánchez Brenda Carol --- Procesos de separación II --- IF-602 ---