Equipos De Secado

EQUIPOS DE SECADO

A) Secadores para sólidos y pastas

Los secadores típicos de sólidos y pastas comprenden secadores de bandejas y de tamices transportadores, para materiales que no se pueden agitar, así como secadores de torre, rotatorios, de tornillo transportador, de lecho fluidizado, y flash, para materiales que se pueden agitar.

 Secadores de Bandejas

El secador de bandejas, o secador de anaqueles, consiste en un gabinete, de tamaño suficientemente grande para alojar los materiales a secar, en el cual se hace correr suficiente cantidad de aire caliente y seco. En general, el aire es calentado por vapor, pero no saturado, de modo que pueda arrastrar suficiente agua para un secado eficiente.

Es necesario hacer notar una situación interesante de optimización de secadores. En este caso, cuando se calienta el aire con vapor, debe tomarse en cuenta varios aspectos, si nos situamos en la carta psicométrica, el aire a utilizar, debe poseer una temperatura de bulbo húmedo alta, una entalpía alta, pero una humedad relativa baja. Puesto, que la operación de secado, como cualquier operación de transferencia, depende del tiempo de contacto interfacial (el cual no varía notablemente en este tipo de secador debido a la variación de la velocidad del aire), el área de contacto interfacial (que para nuestro caso requerimos que sean sólidos en terrones, o granos, para aumentar esta relación), el gradiente de temperatura y de humedad y la resistencia. En general, en este tipo de secadores, las variables que pueden fijarse o variarse son los gradientes, he allí la importancia que el aire no entre frío ni húmedo, puesto que esto minimiza el gradiente y elimina la eficiencia del secador.

Esto último es cierto para todos los tipos de secadores, no obstante, es más marcado en este tipo de secador, puesto que en los siguientes, las otras variables no son tan rigurosamente fijas.

 Secadores de tamices transportadores.

Los secaderos de tamiz transportador operan de forma continua y suave con una gran variedad de sólidos; en su coste es razonable, y el consumo de vapor de agua es bajo, siendo típico el valor de 2lb de vapor de agua por lb. de agua evaporada. El aire puede circular desde una sección a otra en contracorriente con el sólido. Estos secaderos son especialmente aplicables cuando las condiciones de secado han de modificarse notablemente a medida que disminuye el contenido de humedad del sólido.

 Secadores de Torre.

Un secadero de torre contiene una serie de bandejas dispuestas unas encima de otras sobre un eje central rotatorio. La alimentación de sólidos se introduce sobre la bandeja superior y está expuesta a una corriente de aire o gas caliente que pasa sobre la bandeja. El sólido es después descargado por medio de una rasqueta y pasa a la bandeja inmediatamente inferior. De esta forma va circulando a través del secadero, descargando el producto seco por el fondo de la torre. Los flujos de gas y de sólido pueden ser en corrientes paralelas o en contra corriente. Los ventiladores de turbina hacen circular el aire o el gas hacia fuera entre algunas bandejas, pasando sobre los elementos de calefacción, y hacia dentro entre otras bandejas. Las velocidades del gas son generalmente de 2 a 8 pies/s (0,6 a 2,4m/s). Las dos bandejas inferiores del secadero constituyen una sección de enfriamiento de los sólidos secos. El aire precalentado generalmente se introduce por el fondo de la torre y se expulsa por la parte superior, dando lugar a flujo en contracorriente. Un turbo secadero funciona parcialmente con secado superficial, como en un secadero de torre, y parcialmente en forma de lluvia de partículas cuando éstas caen de una bandeja a otra.

 Secadores rotatorios.

Un secadero rotatorio consiste en una carcasa cilíndrica giratoria, dispuesta horizontalmente o ligeramente inclinada hacia la salida. Al girar la carcasa, unas pestañas levantan los sólidos para caer después en forma de lluvia a través del interior de las carcasas. La alimentación entra por un extremo del cilindro y el producto seco descarga por el otro. Los secadores rotatorios se calientan por contacto directo del gas con los sólidos ,por gas caliente que pasa a través de un encadenamiento externo, o por medio de vapor de agua que condensa en último de estos tipos recibe el nombre de secadero rotatorio con tubos instalados sobre la superficie interior de la carcasa. El último de estos tipos recibe el nombre de secadero rotatorio con tubos de vapor de agua. En un secadero rotatorio directo-indirecto el gas caliente pasa primeramente a través del encamisado y luego a través del encamisado y luego a través de la carcasa, donde se pone en contacto con los sólidos. Los secaderos rotatorios de este tipo se utilizan con frecuencia para sal, azúcar y todo tipo de materiales granulares y cristalinos que han de mantenerse limpios y que no se pueden exponer directamente a gases de combustión muy calientes.

 Secadores de tornillo transportador.

Un secadero de tornillo transportador es un secadero continuo de calentamiento indirecto, que consiste esencialmente en un transportador horizontal de tornillo (o un transportador de palas) confinado dentro de una carcasa cilíndrica encamisada. La alimentación de sólido entra por el otro extremo. El vapor que se desprende se retira a través de una serie de tuberías situadas en la parte superior de la carcasa. La carcasa tiene un diámetro de 3 a 24pulgadas (75 a 600mm) y una longitud mayor se instalan varios transportadores unos encima de otros formando una bancada. Con frecuencia en una bancada de este tipo la unidad inferior está a temperatura más baja, debido a que el sólido seco, antes de su descarga, es enfriado con agua u otro refrigerante que circula por el encamisado.

La velocidad de rotación del transportador es lenta, de 2 a 30rpm. Los coeficientes de transmisión de calor están basados en la superficie interior de la carcasa, si bien esta generalmente esta llena de un 10 a un 60 por100. El coeficiente depende de la carga de la carcasa y de la velocidad del transportador.

Los secaderos de tornillo transportador tratan sólidos que son demasiado finos y demasiado espesos para operar con un secadero rotatorio. Están conjuntamente cerrados y permiten recuperar los vapores de disolvente con poco y ninguna dilución con aire. Cuando se les acopla un alimentador adecuado, pueden operar a un vacío moderado. Por tanto, pueden adaptarse a la separación y recuperación continua de disolventes volátiles a partir de sólidos húmedos con disolventes, procedentes de operaciones de lixiviación. Por esta razón a veces se les llama recuperadores de disolvente. Un tipo de secaderos relacionados con este equipo son los secaderos se película delgada.

 Secadores de lecho fluidizado.

Los secaderos en lo que los sólidos estén fluidizados por el gas de secado se utilizan en diversos problemas de secado. Las partículas se fluidizan con aire o con gas en una unidad de lecho hirviente. La mezcla y la transmisión de calor son muy rápidas. La alimentación húmeda se introduce por la parte superior del lecho y el producto seco se retira lateralmente cerca del fondo. En el secadero hay una distribución al azar de los tiempos de residencia, siendo el tiempo medio típico de permanencia de una partícula en el secadero de 30 a120s cuando solamente se vaporiza líquido superficial, y de 15 a 30 minutos si también hay difusión interna. Las partículas pequeñas se calientan hasta la temperatura seca del gas fluidizante a la salida; por consiguiente, los materiales técnicamente sensibles han de secarse en un medio suspendido relativamente frío. Aun así, el gas de entrada puede estar caliente ya que la mezcla es tan rápida que la temperatura es prácticamente uniforme en todo el lecho e igual a la temperatura de salida del gas. Si hay partículas finas, que entran con la alimentación o bien que se forman por la abrasión del lecho fluidizado, puede existir un considerable transporte de sólidos con el gas que sale y ser necesario instalar ciclones y filtros de mangas para la recuperación de finos.

Algunos secaderos de lecho fluidizado poseen compartimientos fluidizados separados, a través de los cuales pasan secuencialmente los sólidos desde la entrada hasta la salida. Reciben el nombre de secaderos de flujo pistón y en ellos el se secado se pueden variar de un compartimiento está fluidizado con gas frío con el fin de enfriar los sólidos antes de la descarga.

 Secadores Flash.

En un secadero flash se transporta un sólido húmedo pulverizado durante pocos segundo en una corriente de gas caliente. El secado tiene lugar durante el transporte. La velocidad de transmisión de calor desde el gas hacia las partículas de sólido suspendido es elevada y el secado es rápido, de forma que son se requieren más de 3 o 4 segundos para evaporar toda la humedad del sólido. La temperatura del gas es elevada-con frecuencia del orden de 1200 grados F a la entrada-, pero el tiempo de contacto es tan corto que la temperatura del sólido raramente supera los 100 grados F durante el secado. Por tanto, el secado Flash se puede aplicar a materiales sensibles que en otro tipo de secaderos tendrían que secarse indirectamente con un medio de calefacción mucho más frío.

B) Secadores para diluciones y suspensiones:

Algunos

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