Diseo de equipos

Balance de materia tenemos:

Composicin de la corriente

De la recirculacin la relacin con el producto final es:

Composicin de la corriente

De un balance general de almidn tenemos:

Balance de componentes de almidn:

Balance de componente agua:

Masa total de

Balance de materia en el mezclador

Balance de componentes almidn:

Balance de componente agua:

Balance de materia De los clculos anteriores, la alimentacin al secador es de 2335.47 kg/h, con una humedad del14.5% en base hmeda.

Dnde: Ss: Flujo msico de slidos secos Gs: Flujo msico de gas seco Y1: Humedad absoluta del gas a la entrada Y2: Humedad absoluta del gas a la salida X1: Humedad inicial del slido en base seca X2: Humedad final del slido en base seca

Balance de humedad:

Datos:Masa hmeda: MH = 2335.47 Humedad inicial del slido en base hmeda: 14.5%Humedad final del slido en base hmeda: 12% Humedad relativa: 85% (Segn SENAMI en Iquitos)Determinando la humedad en base seca:

Se tiene adems que:

Clculo de la presin de vapor promedio:

Datos:La presin de vapor del lquido a 30 C que es la temperatura promedio en Iquitos es: 42.47 mbar

De la ecuacin tenemos:

Donde:Donde y son los pesos moleculares del agua y el aire respectivamente, para fines de clculo se toman como 18,02 y 28,97

De la ecuacin:

Balance de energa Para efectuar el balance de energa, definiremos la entalpa del aire como HG y la del slido por la expresin Hs:

Entalpa del gas:

Entalpia del solido:

Dnde: Ss: Flujo msico de slidos secos Gs: Flujo msico de gas seco Y1: Humedad absoluta del gas a la entrada Y2: Humedad absoluta del gas a la salida X1: Humedad inicial del slido en base seca X2: Humedad final del slido en base seca TG1: Temperatura de entrada del aire TG2: Temperatura de salida del aire HG1: Entalpa de entrada del aire HG2: Entalpa de salida del aire TS1: Temperatura de entrada del slido TS2: Temperatura de salida del slido HS1: Entalpa de entrada del slido HS2: Entalpa de salida del slido CPs: Calor especfico del slido : Calor especfico del agua lquida 0: Calor latente de vaporizacin del agua a temperatura de referencia TO: Temperatura de referencia.

Datos:SS=1996.98 TM/AOX1=0.1692X2=0.136Y1=0.023Se selecciona un valor bsico de TO para el balance de calor, una temperatura conveniente es 0 C

La temperatura de entrada de los slidos ser la temperatura ambiente: TS1 = 30 CEl tiempo de residencia dentro al secador es muy corto, generalmente menos de tres segundos, produciendo el secado superficial casi inmediato, esto hace difcil que se distinga una elevacin de temperatura en los slidos salientes, tomaremos un valor cercano TS2 = 32 C

Segn sea la sensibilidad del producto en relacin con la temperatura, se utilizan temperaturas del aire de entrada que oscilan entre 400 y 1000 K , cuando se trata de slidos sensibles al calor, un alto contenido inicial de humedad debe permitir el empleo de una temperatura ms elevada del aire de entrada. Con este criterio definimos una temperatura media: TG1 = 400 C La temperatura de bulbo seco del gas de salida tomamos: TG2 = 70 C.

Calculando las entalpas:

Reemplazando valores:

Ecuacin de balance de energa:

Flujos de aire hmedo a la entrada y salida del secador:

Procedimiento de clculo En lo referente al diseo de la instalacin, debido a la gran cantidad de parmetros diferentes que intervienen en el proceso, el clculo riguroso de un sistema de transporte neumtico es de enorme complejidad, ya que adems de tener en cuenta variables como la densidad del producto, el caudal a transportar y el trazado de la tubera de transporte, es necesario considerar las caractersticas fsico-qumicas del material a transportar. As pues, en las frmulas de clculo de las condiciones de la tubera, entran en juego una serie de parmetros especficos que solo se pueden obtener a travs de mtodos experimentales. Es por ello, que la pretensin del siguiente diseo no va ms all de ofrecer un mtodo sencillo, rpido y lo suficientemente aproximado como para poder hacer una previsin de una serie de caractersticas generales del transporte en fase diluida, como pueden ser la capacidad requerida del compresor o soplante, el consumo de aire y el dimetro de las conducciones.Hallando el requerimiento de aire Volumen hmedo a la entrada, a 30 C:

Caudal de aire a la entrada:

Hallando el consumo de calor Se comunica calor a un secadero con los siguientes objetivos:1. Calentar la alimentacin (slidos y lquidos) hasta la temperatura de vaporizacin. 2. Vaporizar el lquido. 3. Calentar los slidos hasta su temperatura final. 4. Calentar el vapor hasta su temperatura final.Las etapas 1, 3 y 4 son con frecuencia despreciables en comparacin con la 2. En el caso ms general la velocidad global de transmisin de calor se puede calcular en la forma que se indica a continuacin:

Pero sabemos que

Determinando QT

Datos iniciales para el dimensionamiento Es necesario conocer la densidad aparente del material, as como su granulometra, de las Tablas I y II de Revista Ingeniera Qumica (www.alcion.es) se recogen los valores de la velocidad mnima de transporte y la densidad mxima de la mezcla segn su densidad aparente y granulometra. Con los datos iniciales del producto, se localiza un material de similares caractersticas en dicha tabla, y se extraen los valores de vmin max:Estos datos, que se suponen al comienzo de la conduccin, sirven para el clculo del ndice de transporte segn

Clculo de la longitud de la tubera de secado Una de las maneras como se puede calcular el tamao, para fines de estimacin, consiste en aplicar el concepto de transferencia volumtrica de calor, como se hace en los secadores rotatorios. La desecacin directa de un secador rotatorio de calor directo se expresa mejor como un mecanismo de transmisin de calor, como sigue:

En donde QT= calor total transmitido, Ua = coeficiente volumtrico de transmisin de calor, V = volumen del secador y = diferencia de la temperatura media real entre los gases calientes y el material.Los secaderos rotatorios se disean basndose en la transmisin de calor. Segn la tabla 4-10 (Diseo y economa de los procesos de ingeniera qumica, Ulrich) puede obtenerse un coeficiente global aproximado de transferencia de calor, de gases a slidos, donde:

Por lo que nuestra ecuacin quedara de la manera siguiente:

En donde Qt= calor transmitido en KJ/h; L= longitud del secador en m; D= dimetro del secador en m, y T: = es la diferencia media logartmica de temperatura entre gas y el slido en todo el secador: