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Curso de Operaciones Unitarias II

Estudio experimental de la cinética de secado de Salvia en un túnel de secado con trabajo de convección

forzada

Mariana Vega Robles

Jueves 19 de Junio 2014

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Estudio experimental de la cinética de secado de Salvia en un túnel de secado con

trabajo de convección forzada

A. Belghit (1), M. Kouhila (2), B. C. Boutaleb (1)

1. Laboratorio de Mecánica de Fluidos y Energía , Facultad de Ciencias Semlalia, Marrakech, Marruecos

2. Laboratorio de Energía solar, Escuela Normal Superior, Marrakech, Marruecos

(Aceptado el 24 de Mayo 1999)

Rev. Energ. Ren. Vol. 2 (1999) 17-26

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Í n d i c e

1. Introducción

2. Materiales y Métodos• 2.1 Descripción del aparato experimental • 2.2 Parámetros medidos• 2.3 Montaje experimental• 2.4 Determinación de las curvas de secado

3. Cinética de secado de Salvia• 3.1 Resultados experimentales• 3.2 Influencia de los parámetros aerotérmicos (Temperatura y Velocidad del aire se secado)• 3.4 Determinación de la curva característica de secado

4. Discusión y Conclusiones

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1. I n t r o d u c c i ó n

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1. I n t r o d u c c i ó n

En la literatura de secado se utilizan diferentes modelos y teorías con el fin de estudiar la cinética de secado y entender las leyes de la física que rigen la transferencia de calor y masa durante el proceso de secado.

La salvia es una de las hierbas aromáticas mas consumidas en Marruecos, el principal objetivo de este trabajo es determinar su cinética de secado.

Esta cinética se estudió en un túnel de secado a nivel laboratorio, donde el producto se coloca en una capa gruesa bajo condiciones controladas.

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2. M a t e r i a l e s y M é t o d o s

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2. M a t e r i a l e s y M é t o d o s

2.1 Descripción del aparato experimental

Representación esquemática del túnel de secado de laboratorio.

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2.2 Parámetros medidos

2. M a t e r i a l e s y M é t o d o s

El método de medida consiste en fijar valores de temperatura de secado y velocidad del aire de secado para cada prueba.

El sistema se deja durante una hora hasta que alcanza su temperatura de equilibrio .

El producto se introduce en la cámara experimental, en ese momento se comienza a medir la variación del peso del producto con respecto al tiempo.

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Los parámetros medidos durante cada experimento son:

-La Temperatura: En la superficie del productoEn el aire de secadoEn la entrada y salida de la cámara experimental

-Contenido de humedad del aire

-Velocidad del aire de secado

-La masa del producto

-La masa de agua evaporada (dos métodos)

2. M a t e r i a l e s y M é t o d o s

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2.3 Montaje experimental

Dado que las hojas de Salvia son muy delgadas y sus dimensiones son muy pequeñas, los experimentos no podían llevarse a cabo de manera aislada, así que se colocó la hierba aromática en una capa gruesa.

Sin embargo, por las características de la Salvia el flujo de aire empujaba el producto fuera del aparato de pesaje, por lo que se colocó una jaula como soporte del producto.

2. M a t e r i a l e s y M é t o d o s

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2.4 Determinación de las curvas de secado

Las curvas de secado son curvas que representan las variaciones de contenido de agua X en función del tiempo, o las que representan la velocidad de secado (-dX/dt). La curva experimental obtenida es X = f (t)

La curva que representa f(X)=(-dX/dt) puede ser trazada calculando la derivada de X(T).

2. M a t e r i a l e s y M é t o d o s

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3. C i n é t i c a d e s e c a d o d e S a l v i a

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3. C i n é t i c a d e s e c a d o d e S a l v i a

3.1 Resultados experimentales

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Las siguientes Curvas representan, en diferentes condiciones de aire, la influencia de parámetros aerotérmicos sobre la Velocidad de Secado

Representa la variación del contenido de agua del producto como una función del tiempo para diferentes condiciones del aire de secado

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Representa la variación de la velocidad de secado como una función del tiempo para diferentes condiciones de aire de secado.

3. C i n é t i c a d e s e c a d o d e S a l v i a

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3.2 Influencia de los parámetros aerotérmicos

Esta gráfica representa la influencia de la temperatura del aire de secado sobre la evolución del contenido de agua en función del tiempo

Temperatura

3. C i n é t i c a d e s e c a d o d e S a l v i a

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La influencia de la Temperatura del aire de secado sobre la evolución del la velocidad de secado en función del tiempo

3. C i n é t i c a d e s e c a d o d e S a l v i a

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Evolución de la temperatura en la superficie del producto en función del tiempo (V= 2.6 m/s)

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3. C i n é t i c a d e s e c a d o d e S a l v i a

Velocidad del aire Secado

Representa la influencia de la Velocidad del aire de secado respecto a la evolución del contenido de agua en función del tiempo

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Influencia de la velocidad del aire de secado en la evolución de la velocidad de secado en función del tiempo

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3.3 Determinación de la CCD

Para determinar la Curva Característica de Secado se aplica el procedimiento desarrollado por Voilley mediante la variación de las condiciones experimentales del aire.

La ecuación que expresa la cinética de secado, está dada por: F = F (X*)

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Para determinar la velocidad de secado inicial se sugiere la relación establecida por Fornell:

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La Figura 10 representa la curva característica de secado obtenido experimentalmente. Se trata de una ecuación polinómica de grado cinco que tiene la siguiente forma:

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4. Discusión y Conclusiones

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La temperatura de secado es el principal factor que controla la velocidad de secado.

Existe una concordancia entre los resultados experimentales y las predicciones teóricas.

El ajuste de la CCD nos permite establecer una relación empírica que expresa la velocidad de secado de salvia para un gran intervalo de la temperatura de secado entre 30 y 50°C .

El objetivo es controlar los factores que afectan al tiempo de secado total de salvia en un secador solar de funcionamiento por convección forzada en situaciones realistas.

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Gracias por su atención