Práctica 2: Pérdida del flujo de presión a través de un lecho empacado con dos alimentos sólidos

Práctica 2: Pérdida del flujo de presión a través de un lecho empacado con dos alimentos sólidos.[pic 1]

Ortiz Duque Javier Alexander (1532464) - javier.ortiz@correounivalle.edu.co 

Torres Mina Jose Felipe (1631410) - jose.torres@correounivalle.edu.co 

Escuela de Ingeniería de Alimentos, Universidad del Valle

01 de Octube de 2018

• Resumen: En el presente informe se determinó la caída de presión del flujo de aire al pasar por un lecho empacado de dos tipos de alimentos: maíz y papa amarilla común. El montaje consistió en la circulación de distintos flujos de aire regulado por un reóstato a través de lechos empacados de los alimentos mencionados en una tubería vertical transparente. Mediante la elaboración de una gráfica que relaciona los flujos de caudal de aire empleados y las caídas de presiones del aire para cada uno de estos se determinó que estas dos variables presentan relación de proporcionalidad para los dos alimentos utilizados dando validez a la bibliografía consultada.

Introducción

En la industria alimentaria continuamente se requieren de procesos en donde se utilizan flujos de aire que circulan a través de alimentos porosos o granulados como es el caso de los secadores industriales, es por esto que resulta importante conocer la presión inicial que un equipo de bombeo de aire requiere para vencer la caída de presión que un lecho provoca al paso de un flujo del aire y de esta manera conseguir una adecuada conservación del alimento que se está almacenando. Para el correcto diseño de estos equipos un aspecto importante es la ya mencionada resistencia al flujo de aire, que para efectos prácticos de este informe llamaremos caída de presión, esta se ve afectada por múltiples factores como la velocidad del flujo de aire, tamaño, forma, configuración de la superficie del grano, contenido de humedad del grano entre otros aspectos que configura la importancia de su estudio para cada tipo de alimento en particular y que en esta práctica se pretende validar. En esta ocasión se utilizó un sistema de conducción de aire por tuberías aportada por un reóstato a diferentes RPM y un manómetro en U que determinó la presión de salida del promedio de 3 datos del flujo de aire a 0,31 m y a 0,62 m de un lecho empacado de maíz y papa amarilla, los datos obtenidos se utilizaron para la elaboración de las gráficas de caída de presión, que se detallan en la sección de anexos.

Resultados y cálculos.

Los datos experimentales correspondientes a la velocidad promedio del flujo de aire fueron obtenidos por un anemómetro digital y vienen dados  en pies por minuto (ft/min) y la presión estática del manómetro en U en pulgadas de agua, esta unidades fueron convertidas al sistema internacional de metros por minuto (m/min) y pascales (Pa) respectivamente de acuerdo a las convenciones del literal 1 ubicado en los anexos, mientras que el flujo de aire viene dado en ().[pic 2]

Con los datos experimentales ya mencionados en las unidades convenientes, se empleó la ecuación 1 para calcular la caída de presión para cada flujo de aire y altura del lecho en los dos alimentos utilizados, estos datos se detallan en la tercera columna de las tablas 1, 2, 3 y 4 del apartado anexos.

Ecuación 1. Caida de Presion

[pic 3]

donde:

ΔP : caida de presion

p : presión obtenida del manómetro (Pa).

x : altura del lecho (m)

El flujo de aire (6 columna en las tablas 1,2,3 y 4) se obtiene del producto entre el factor de conversión (Pie/min a /que equivale a 0,00508 y el promedio de las 3 lecturas para la velocidad del aire tomadas por el anemómetro, para más detalle ver el anexo en excel.[pic 4][pic 5]

Para efectos prácticos de este informe véase en anexos las tablas, gráficas y cálculos correspondientes.

...