Post on 18-Feb-2016
Objetivos
-Que el alumno identifique las partes de que consta el secador de tambor.-Determinar la velocidad de secado de un material húmedo.-Calcular la masa de vapor empleada durante el secado.
Introducción
Este tipo de secadores se clasifican como calentadores de tipo indirecto, su mayor aplicación es para secar suspensiones y emulsiones.
El proceso de secado en tambor
El cuerpo del tambor de la secadora de tambor se calienta en el interior por vapor. Una composición especial de hierro fundido de una combinación de propiedades favorables: retención de forma precisa incluso a alta presión de vapor y la temperatura, y excelente "propiedades de raspado" para el cuchillo de raspado.
Calentamiento por vapor da una distribución de temperatura uniforme sobre la superficie del tambor y esto resulta en una calidad constante del producto. El vapor se condensa en el interior del tambor de secado. El condensado se separa continuamente del tambor, de modo que la mayor superficie posible permanece disponible en el interior del tambor para la condensación del vapor. El sistema de vapor es un sistema cerrado, lo que significa que el producto no puede entrar en contacto con el vapor o condensado.
Dependiendo del diseño del secador de tambor, el producto se aplica continuamente como una película delgada en la parte inferior o la parte superior del tambor principal. Como el tambor gira y se calienta en el interior, el producto se seca en el exterior de la superficie del tambor. La corta exposición a una temperatura alta reduce el riesgo de daños en el producto. El agua o disolvente se evapora y deja el proceso en la parte superior. Si es necesario, el vapor también puede ser aspirado fuera localmente alrededor del tambor. La película producto seco finalmente llega el cuchillo y se raspa.
En un secador de doble tambor el producto se introduce en el colector de aceite entre los dos tambores principal (que siempre giran en direcciones opuestas). El pequeño espacio entre los tambores puede ajustarse con precisión para obtener una capa de película deseada.
Diagrama de bloques
Preparación de la solución calite-agua
Agregar la solución al tanque de alimentación
al secador
Se abre la válvula de alimentación del tanque
al secador
Se mantiene un nivel constante en el secador
Se alimenta vapor al secador
Se enciende el motor que hace girar el rodillo
Al comenzar a depositarse el calite en el
rodillo se comienza a tomar el tiempo
Después de cierto tiempo. se para el motor,
se detiene la alimentación de vapor y
de soluciónSe pesa el calite humedo
y el calite seco
Se mide el volumen de solución finalCalculos
Tabla de datos experimentales
Masa inicial de calite(kg) 0.3Talimentación °C 24Tebullición °C 92T bulbo húmedo °C 15Tbulbo seco °C 22Peso final(kg) 0.058Volumen final de solución (L) 4Peso después de evaporar muestra de 1.04gr de producto
1.02 gr
Cálculo de la humedad inicial(X1) y final (X2)
X1=W H 2Oinicial
W decalite= 4 kg0.3kg
=13.33k gaguak gsoln seca
Cálculo de la humedad de la solución
%humedad=WH 2Oinicial
W total¨∗100= 4kg
4 .3kg=93.02%
Humedad final:
X2=W masahumeda−Wmasa seca
Wmasaseca=0.058 kg∗1.04−0.058 (1.02 ) kg
0.058 (1.02 ) kg=0.019608
k gaguak gsolnseca
Cálculo de la velocidad de secado
NC=−LsA∗θ (X2−X1 )= −0.058 (1.02 ) kg
0.1884m2∗30min∗( 1h60min )
(0.019608−13.33 )k gaguak gsolnseca
=8.35927k gaguaevaporada
hm2
Balance de energía en el secador
M v H v+M solnhsoln=M vHVC+M shs+M EH E
M v (H v−HVC )=M shs+MEH E−mLhLM v λv=M shs+MEH E−M LhL
Conocemos que el Cp de la solución es de C psoln=0.924kcalkg° C . Se encontró en literatura
xagua=4 kg
4kg+0.3kg=0.9302
xcalite=1−0.9302=0.06976
C pcalite=(1∗0.9302 )−0.924
0.06976=0.088876 kcal
kg°C
hs=C pcalite∆T=(24° C−0 )=0.088876∗24=2.13302 kcalkg
hL=C psoln∆T=0.924∗24=22.176 kcalkg
La masa de sólidos(calite) es de 0.058 (1.02 ) kg=0.05916 kg
M E=8.3592k gaguaevaporada
hm2 ∗(0.1884m2 )(30 min∗1h60min )=0.7874 k gaguaevapMasa de la solución
M soln=4 kg+0.3kg=4 .3kg
De tablas de vapor se obtiene λv=534.622kcalkg
y H E=92.3kcalkg
Finalmente la masa de vapor es
M v=(0.05916 kg∗2.13302 kcalkg )+(0.7874 kg∗92.3 kcalkg )+(4 .3kg∗22.176 kcalkg )
534.622 kcalkg
=0.31454 k gvapor
Relación de masa de vapor necesario respecto al sólido seco obtenido:
MV
M S=0.314540.05916
=5.31677k gvapork gsolseco
Tabla de resultados
Velocidad de secado(k g liq. evaphm2
¿8.35927
Masa de vapor(kg) 0.31454Relación masa de vapor contra masa de solido seco 5.3167
k gvapork gsol seco
Conclusiones
El secador de tambor por su diseño parece ser simple y de bajo costo en lo que respecta al precio del equipo, sin embargo la relación de masa de vapor con respecto a la masa de sólido seco es pequeño. Habría que buscar las condiciones idóneas de operación, o bien ver para qué tipo de soluciones es conveniente este tipo de secador.
Sugerencias
En cuanto al diseño del equipo sería aumentar el área de contacto, buscar diferenciales de temperatura idóneos.Por la parte de la operación es ocupar el equipo de la manera indicada y trabajo en equipo eficiente.
Instituto Politécnico NacionalEscuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas
Hernández Barrón Yamilith Lizbeht
Laboratorio de procesos de separación por membranas y los que involucran una fase sólida
Grupo: 3IM92
Práctica: Secado de Tambor