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Dr. Joaquín Palacios A.
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La operación de secado es un proceso que implica transferencia de masa entre un gas y un sólido, donde la humedad contenida en el sólido se transfiere por evaporación hacia la fase gaseosa (Perry, 1984).
Xs ≈XaXs >Xa
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Temperatura: acelera la eliminación de humedad.
a) Temperatura de bulbo seco. b) Temperatura superficial. c) Temperatura de bulbo húmedo.
Humedad Relativa del Aire: razón de la presión de vapor de agua presente con respecto a la presión de saturación a esa temperatura.
PA = Presión parcial del vap.PAS = Presión del vap. de agua
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Equilibrio en el contenido de humedad:es el equilibrio establecido entre la humedad y el vapor contenido en el agente de secado.
Velocidad del aire: rapidez de transmisión de energía requerida para calentar el agua contenida en el material para facilitar su eliminación y transportar la humedad saliente.
Estructura del sólido: a) sólidos granulares o cristalinos; roca
triturada, bióxido de titanio, etc.
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Estructura del sólido: b) sólidos amorfos, fibrosos o en forma
de gel; detergentes, gomas, cereales, etc.
(a) arena (b) almidón
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Movimiento de la humedad: a) sólidos granulares o cristalinos: el
movimiento del liquido dentro del sólido se origina en una fuerza neta debida a las diferencias de carga hidrostática y en los efectos de tensión superficial.
b) sólidos amorfos, fibrosos o en forma de gel: el movimiento de la humedad se da hacia la superficie por difusión molecular.
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El comportamiento de los sólidos en el secado es medido como la perdida de humedad en función del tiempo.
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Contenido de humedad (X) masa del liq./masa del sol. seco [Kg/Kg]
Velo
cidad d
e se
cado (
WD)
Kg/m
2s
Velocidad de secado cteCaída de la velocidad de secado
Periodo de secado 2 Periodo de secado 1
XE E
D
C B
A
W=peso del sólido húmedoWs= peso del sólido seco
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Etapa A-B: Es una etapa de calentamiento (o enfriamiento) inicial del sólido normalmente de poca duración en la cual la evaporación no es significativa por su intensidad ni por su cantidad.
Etapa B-C: Es el llamado primer período de secado o período de velocidad de secado constante; donde se evapora la humedad libre o no ligada del material y predominan las condiciones externas. En este período el sólido tiene un comportamiento no higroscópico
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Etapa C-D: Es el segundo período de secado o período de velocidad de secado decreciente; donde se evapora la humedad ligada del material y predominan las condiciones internas o las características internas y externas simultáneamente.
Etapa D-E: En esta etapa la evaporación ocurre desde el interior del sólido y ocurre hasta que no existe secado adicional.
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Un secador solar es un equipo que utiliza la radiación solar como fuente de energía para disminuir la humedad del producto o material a secar.
Los secadores, al igual que los calentadores solares, utilizan el efecto invernadero como trampa de calor.
En la mayoría de los secadores la transferencia de calor es por conducción, convección y radiación combinadas
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Modo de calentamiento..............Directo Circulación de aire...........….......Convección nat. Forma de operación....................En tanda
Capacidad de producción..........Pequeña
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Modo de calentamiento..............Indirecto Circulación de aire...........….......Convección nat.
o forzada.Forma de operación....................En tanda
Capacidad de producción..........Pequeña
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Modo de calentamiento............Mixto o indirecto Circulación de aire...............Convección forzada Forma de operación.....................En tanda Capacidad de producción..............Mediana
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La sensibilidad térmica del material fija la temperatura máxima a la cual la sustancia puede ser expuesta durante el secado.
Baja Eficiencia con productos que absorben poco la radiación solar.
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El PET es un materia prima plástica derivada del petróleo, correspondiendo su fórmula a la de un poliéster aromático. Su denominación técnica es Polietilén Tereftalato o Politereftalato de etileno.
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Propiedades del PET
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El gránulo de PET absorbe humedad del medio ambiente. Dependiendo de las condiciones de almacenado, este valor puede ser tan alto como un 0,6% en peso pero, en la práctica, el polímero no absorbe niveles de humedad mayores a 0,2%.
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En el caso del PET, la humedad contenida no sólo se encuentra en la superficie sino también absorbida por el grano al introducirse en el interior de éste por difusión.
Debido a esta penetración de humedad, se requiere un tiempo relativamente largo de secado a temperaturas elevadas.
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A temperaturas superiores al punto de fusión, el agua presente en el PET hidroliza rápidamente el polímero reduciendo el peso molecular y variando sus propiedades.
Una de las condiciones necesarias para fabricar un buen producto de PET es reducir el contenido de humedad a menos de 0,004% (40 ppm) antes de procesar el material.
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En la práctica las mejores condiciones de secado se alcanzan entre 165ºC y 170ºC de temperatura y tiempo de residencia entre 4 y 6 horas .