Informe DE Secador DE Bandeja. PDF

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secadores de bandeja ...

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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II SECADOR DE BANDEJAS

INFORME

Integrantes:

ROBERTO GARRIDO ACUÑA

Fecha de entrega: SEPTIEMBRE 20 DE 2018

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FALCULTAD DE INGENIERIAS PROGRAMA DE INGENIERIA AMBIENTAL 2018

ÍNDICE 1

DATOS Y RESULTADOS............................................................................................3

2

ANÁLISIS DE DATOS Y CONCLUSIONES............................................................8

3

RECOMENDACIONES...............................................................................................9

4 REFERENCIAS………………………………………………………………………..9

1

DATOS Y RESULTADOS

Material a secar: Algodón A través de esta práctica se pretende obtener la cantidad de agua evaporada en función del tiempo y en cómo afecta el área la velocidad de secado, para ello se realizaron dos corridas una con un área pequeña y una con un área grande para poder terminar cual es la relevancia de las áreas en la velocidad de secado y así poder sacar las conclusiones pertinentes. A continuación se tabulan los pesos secos del solido correspondientes de cada área (pequeña y grande) peso algodón seco (g) Área grande Área pequeña Tabla 1

4,66 1,53 1

Para el proceso de secado de bandejas se determinó una sola velocidad del ventilador medido por un anemómetro, un valor constante de 1,59 m/s, mientras que para la temperatura se consideró que para poder realizar los cálculos tomamos el valor promedio obtenido en la práctica ya que con el paso del tiempo hubo algunas variaciones no muy considerables, teniendo así un promedio de 37°C. 1. Área grande En la siguiente tabla se muestras los datos obtenidos en el laboratorio, teniendo en cuenta que el peso inicial del solido fue de 4.66g y que tuvo un tiempo de secado igual a 32 minutos. tiempo(min)

Humedad al Peso solido mojado interior (%) (g) 0 61 39,662 4 61 38,952 8 56 37,19 12 50 35,6 16 46 34,105 20 35 32,149 24 38 29,97 28 36 29,956 32 35 24,65 Tabla 2. Datos obtenidos en el laboratorio área grande.

Agua evaporada 0 0,71 2,472 4,062 5,557 7,513 9,692 9,706 15,012

Humedad (g)

Humedad vs tiempo 50 40 30 20 10 0 0

5

10

15

20

25

30

tiempo(min)

Gráfica 1. Humedad del solido vs tiempo (Área grande) Cálculos Humedad Total: Humedad total ( t ) =Peso total ( t )−Peso solido seco

tiempo(min)

Peso solido mojado Humedad total (g) 0 39,662 35,002 4 38,952 34,292 8 37,19 32,53 12 35,6 30,94 16 34,105 29,445 20 32,149 27,489 24 29,97 25,31 28 29,956 25,296 32 24,65 19,99 Tabla 3.Cálculo de humedades en el secador (área grande)

Humedad del material en cada intervalo de tiempo:

X ( t )=

Humedad total (t) peso solido seco

35

Valor medio en el transcurso del tiempo:

X prom=

X 0+ X f 2

Cambio de la humedad con respecto al tiempo:

tiempo(min)

X (kg de agua/kg solido seco)

0 4 8 12 16 20 24 28 32

7,511158798 7,358798283 6,980686695 6,639484979 6,318669528 5,898927039 5,431330472 5,42832618 4,289699571

dX X 0−X f = t f −t0 dt

Valor medio en transcurso del tiempo (kg agua / kg solido seco) 0 7,434978541 7,169742489 6,810085837 6,479077253 6,108798283 5,665128755 5,429828326 4,859012876

dX/dt Velocidad de secado. (cambio de la humedad respecto al tiempo) 0,805364807 0,520708155 0,519957082 0,40305794 0,298122318 0,217918455 0,132618026 0,038090129 0

dx/dt

Velocidad de secada VS Humedad 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

X

Gráfica 2. Velocidad de

Tabla 4. Cálculo de velocidad de secado (área grande) secado vs Humedad

2. Área pequeña En la siguiente tabla se muestras los datos obtenidos en el laboratorio, teniendo en cuenta que el peso inicial del solido fue de 1.531 g y que tuvo un tiempo de secado igual a 16 minutos. tiempo(mi n)

Peso solido mojado (g)

Agua evaporada

0 12,773 0 4 11,99 0,783 8 11,43 1,343 12 10,91 1,863 16 10,385 2,388 Tabla 5. Datos obtenidos en el laboratorio área grande.

HUMEDAD (g)

Humedad vs Tiempo (Área pequeña) 14 12 10 8 6 4 2 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

TIEMPO (min)

Gráfica 3. Humedad del solido vs tiempo (Área pequeña) Cálculos Siguiéndola misma metodología aplicada para la corrida del área grande se obtuvo los siguientes resultados: tiempo(mi Peso solido Humedad n) mojado (g) total 0 12,773 11,242 4 11,99 10,459 8 11,43 9,899 12 10,91 9,379 16 10,385 8,854 Tabla 6. Cálculo humedades en el secador (área pequeña)

0 4 8 12 16

X (kg de agua/kg solido seco)

Valor medio en dX/dt Velocidad de transcurso del secado. (cambio de tiempo (kg la humedad respecto agua / kg solido al tiempo) seco) 7,342913129 0 0,389941215 6,831482691 7,08719791 0,304212933 6,465708687 6,648595689 0,21930111 6,126061398 6,295885042 0,127857609 5,783148269 5,954604833 0 Tabla 7. Cálculo de velocidad de secado (área pequeña)

tiempo(mi n)

dx/dt

Velocidad de secado VS Humedad 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

X

Gráfica 4.Velocidad de secado Vs Humedad

ANÁLISIS DE DATOS Y CONCLUSIONES El material utilizado fue un algodón, el cual es poroso que es más difícil de secar que alguno no poroso. Al ser un material poroso tendría un efecto directo sobre el secado, su textura y tamaño influyen en la humedad de equilibrio, pero es notable saber que la humedad en equilibrio alcanza un punto estable donde ya no es recomendable seguir secando, se perdería tiempo y energía algo que nos gustaría ahorrarnos. Teniendo en cuenta lo comentado, se nota que la humedad del algodón al interior del secador de bandejas con el área grande, iba disminuyendo a medida que pasaba el tiempo y se apreciaba como iba aplicando su proceso el secador, se vio que por tener un área grande la humedad dentro del material poroso con respecto al área pequeña tenía una velocidad de secado mayor.

Ilustración 1. Curva de secado

Analizando las gráficas 2 y 4 área grande y área pequeña, podemos observar que el proceso de secado solo se logró en el primer periodo se secado, donde la velocidad es creciente, esto debido al poco tiempo que tuvimos el material en el secador, lo que si podemos estar seguros es que mayor área mayor velocidad de secado, lo anterior comprueba experimentalmente que la velocidad de secado y el área son directamente proporcional. Se observó la transferencia de masa y de calor por medio del proceso de secado en un material poroso que era el algodón, el sólido perdió humedad y se proporcionó calor al sólido, donde se empleó la evaporación del agua que se fue incorporando al aire a medida que iba avanzando el proceso de secado. . 2 





RECOMENDACIONES

El equipo tiene una falla en una de sus optimizaciones (balanza) es muy importante en el proceso porque esta indica cuánta agua se está retirando, la recomendación es hacer todo lo posible para que esta no se apague mientras se da el secado, si la balanza se apaga ella empieza a tantear de cero y atrasa el laboratorio. Se recomienda utilizar intervalos de tiempo más amplios aproximadamente 1 hora para poder notar de manera más eficiente las zonas de secado y comprender mejor la operación unitaria. Se recomienda que para obtener mayor eficiencia en el secado se haga la práctica haciendo función de sus dos resistencias, que para esta práctica no se tuvo en cuenta el uso de la segunda debido a que no se contaba con el tiempo suficiente para hacer ambas prácticas

3

REFERENCIAS

1. Fito Maupoey P, Andrés Grau A, Barat Baviera J, Albors Soralla A. Introducción al secado de alimentos por aire caliente. ; 2016. 2. Ocon García J, Tojo Barreiro G. Probles de ingeniería química: tomo I.. 3. Luther W, A. Suter D, Brucewitz G. Drying and dehydratation. In Luther W, A. Suter D, Brucewitz G. Food & Process Engineering Technology 4. Enrique, M.-L., & Leonel, L.-C. (2016). Evaluación de los factores de influencia en el modelo de Luikov durante el secado de ladrillo. Ingeniería, Investigación y Tecnología, 17...