Secado Diferencial

ESTUDIO DEL SECADO DE UN SÓLIDO EN UN TUNEL(SEC)

El secado de sólidos consiste en la separación por evaporación del líquido que pueda

acompañar a un sólido hasta niveles suficientemente bajos. El caso más frecuente es que el

líquido a evaporar sea el agua, denominándose humedad a la cantidad de agua que

acompaña al sólido (no confundir con humedad del aire aunque las unidades y la definición

son análogas). El secado es la etapa final en muchos procesos industriales de modo que,

con frecuencia, el producto extraído de un secadero pasa a ser empaquetado.

El objetivo del secado es reducir al máximo el contenido de agua del sólido. La

primera etapa de un secado suele consistir en una eliminación del agua líquida por métodos

mecánicos (compresión del sólido, centrifugación, etc.). Estos métodos mecánicos pueden

llegar a eliminar gran parte de la humedad pero no suelen llegar a rebajar la humedad del

sólido a valores aceptables, por lo que debe realizarse una eliminación del agua mediante

su paso al estado vapor. Lógicamente esta forma de eliminación implica el dar al agua el

calor latente necesario para su paso al estado gaseoso, siendo este valor bastante elevado

(2479 kJ/kg aproximadamente). Para lograr esto se puede calentar directamente el sólido

húmedo (conducción de calor o radiación de calor) o bien se puede utilizar un gas caliente

(aire por lo general) que sea el que suministre esta energía de evaporación necesaria al

agua. Este gas caliente puede circular tangencialmente a la superficie del sólido húmedo o

bien circular a través del mismo en una operación parecida a la de un lecho fijo. También es

posible la operación de secado operando en lecho móvil o en lecho fluidizado.

En el secado de sólidos húmedos por gases calientes debe tenerse en cuenta tanto

la transferencia de materia (el agua vapor debe ir desde el sólido hasta el gas) como la de

calor (debe proporcionarse el calor latente necesario para el paso de agua líquida a agua

vapor). Puede observarse que esta operación unitaria de secado tiene muchos puntos de

conexión con la operación unitaria de acondicionamiento de gases (humidificación,

deshumidificación, enfriamiento de líquidos).

Ya que el secado por aire caliente puede implicar el llegar a alcanzar en el sólido

temperaturas elevadas, que en el caso de algunos materiales (sustancias orgánicas,

alimentos, etc..) podrían ser perjudiciales, existe una variante de esta operación consistente

en trabajar en unas condiciones de presión y temperatura inferiores al punto triple del agua

de forma que una vez congelada la muestra se logre mediante el aporte de calor (por

radiación o por conducción generalmente) el paso del agua del estado sólido al estado

vapor (sublimación del agua). Este vapor se puede recoger en otra cámara donde mediante

enfriamiento solidifica el agua. Esta operación tiene mucha importancia sobre todo en el

campo de la alimentación, ya que además de evitar las temperaturas elevadas que podrían

dañar a los sólidos, les confiere una elevada porosidad a los mismos con lo que se facilita su

posterior solubilización. Esta operación de secado en frío recibe el nombre de liofilización.

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Debido a que existe una gran variedad de materiales que pueden requerir la

operación de secado, y que, por lo tanto, se utilizan muy diferentes técnicas de secado, no

existe un único modelo matemático que pueda representar la operación. Sin embargo, para

determinadas técnicas de secado muy utilizadas que implican la evaporación del agua en el

seno de un gas, frecuentemente aire, y en las cuales el calor necesario para la evaporación

lo aporta el aire, sí que existen modelos matemáticos que representan adecuadamente las

transferencias de materia y calor que tienen lugar. Dichos modelos pueden, por lo tanto, se

utilizados en el diseño de los equipos para llevar a cabo la operación de secado.

Ecuaciones

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