RESUMEN
Se realiz la experiencia de secado de slido para una muestra de
pltano, por medio del uso de un secador de tnel discontinuo y por
el mtodo de la estufa. Mediante el proceso de secado de tnel se
obtuvieron las temperaturas de bulbo hmedo y seco a la entrada y
salida de la bandeja as como a la salida del ventilador, diferencia
de altura y peso de la bandeja ms muestra en funcin del tiempo. De
igual manera, se obtuvo el contenido de humedad del slido por
estufa de , el caudal de aire que circula dentro del secador para
un rgimen laminar, el tiempo total de secado del producto y el
coeficiente de transferencia de calor y masa. As mismo se
realizaron las grficas de velocidad de secado en funcin de la
humedad libre promedio, en base seca y base hmeda en funcin del
tiempo. Del mismo modo mediante el uso de la carta psicromtrica se
logr caracterizar la corriente de aire a la entrada y salida de la
bandeja que contiene el slido a secar.
Palabras claves: secado de slido, secador de tnel, mtodo por
estufa, velocidad de secado y carta psicromtrica.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Aplicar la tcnica de secado para una muestra conocida, mediante
el uso del secador de tnel.
OBJETIVOS ESPECFIOS
1. Reportar el contenido de humedad en base hmeda y base seca
del slido en estudio.2. Caracterizar la corriente de aire a la
entrada y salida de la bandeja que contiene el slido a secar,
mediante el uso de la carta psicomtrica.3. Analizar el contenido de
humedad del slido por estufa.4. Graficar la humedad libre en funcin
del tiempo.5. Construir la curva de velocidad de secado,
identificando los diferentes perodos6. Calcular el tiempo que tarda
el slido en secarse.7. Calcular el coeficiente de calor y masa,
utilizando las correlaciones para el flujo paralelo o
perpendicular.8. Plantear el balance de masa y energa.
TABLA DE DATOSTabla N 01. Temperatura de bulbo hmedo y bulbo
seco en la entrada y salida de la bandeja, temperatura de bulbo
hmedo y bulbo seco en la salida del ventilador, diferencia de
altura y peso de la muestra en funcin del tiempo.Entrada de la
BandejaSalida de la BandejaSalida del Ventilador
t (min)h (cm H2O)Tbh (C)Tbs (C)Tbh (C)Tbs (C)Tbh (C)Tbs (C)Masa
de la Bandeja + Muestra (gr)
021,22534327543752709,9
220,3253634854482,52674,8
420,32536,1337340722664,9
620,32536,9326437642661
820,33364326837612654,5
1020,33368337139692651
1221.23160314336632645,7
1420.53056334040682642,1
1620.5316533694160,82637,7
1820,53162326235612635,4
2020,53055347240692631,7
2220,53164346939672628,9
2420,530,160326235612627,4
2620,53055347439692624
2820,53065346838672622,1
Tabla N 01. Temperatura de bulbo hmedo y bulbo seco en la
entrada y salida de la bandeja, temperatura de bulbo hmedo y bulbo
seco en la salida del ventilador, diferencia de altura y peso de la
muestra en funcin del tiempo. (Continuacin).
Entrada de la BandejaSalida de la BandejaSalida del
Ventilador
t (min)h (cm H2O)Tbh (C)Tbs (C)Tbh (C)Tbs (C)Tbh (C)Tbs (C)Masa
de la Bandeja + Muestra (gr)
3020,53166326135602621,6
3220,53055347439692619,9
3420,53165346738662618,3
3620,530,159326035602616,6
3820,529,854347340692615,5
4020,53165346639662614,6
4220,730,1593359,535592613
4420,73969347229542612,5
46213564346531642612,3
48213661336330582610,9
5020,53969357229542611,4
5220,83563336431632611,2
5420,53965346930572610,7
5620,53968357129.9582610,6
5820,73562346331612610
6020,54067347130562609,9
Tabla N 01. Temperatura de bulbo hmedo y bulbo seco en la
entrada y salida de la bandeja, temperatura de bulbo hmedo y bulbo
seco en la salida del ventilador, diferencia de altura y peso de la
muestra en funcin del tiempo. (Continuacin).
Entrada de la BandejaSalida de la BandejaSalida del
Ventilador
t (min)h (cm H2O)Tbh (C)Tbs (C)Tbh (C)Tbs (C)Tbh (C)Tbs (C)Masa
de la Bandeja + Muestra (gr)
6220,53968347030622609,7
6420,8356134623160.12609,9
6620,83969347230552609,6
6820,83967357031642609,4
7020,83567336331602609,2
7220,53968357329,554,92608,7
7420,8396534683164,22609,3
7620,83561336230,5602608,5
7820,83968357329,654,92608,4
8020,83967346930,7652608,2
8220,83561346130,259,42608,1
8420,53969357529,254,52607,8
8620,53967356930,5652608,6
8820,8406136623059,92608,3
9020,84070357429,254,52607,8
9220,83765356230,7652607,5
Tabla N 01. Temperatura de bulbo hmedo y bulbo seco en la
entrada y salida de la bandeja, temperatura de bulbo hmedo y bulbo
seco en la salida del ventilador, diferencia de altura y peso de la
muestra en funcin del tiempo. (Continuacin).
Entrada de la BandejaSalida de la BandejaSalida del
Ventilador
t (min)h (cm H2O)Tbh (C)Tbs (C)Tbh (C)Tbs (C)Tbh (C)Tbs (C)Masa
de la Bandeja + Muestra (gr)
9420,83861356230,259,92607,4
9620,53970367129,254,52607,3
9820,84067356930,564,52607,1
100213562356230,158,82607,7
10221,24069357529,454,22608,3
10421,23962366930,5652607,3
10621,23761346230,259,52607,4
10821,24070357529,554,52607,4
11021,23867366930,964,92607,3
11221,23661356230,559,92608,2
11420,84070357129,554,32608,4
11620,83967356930,9652608,2
11820,83661346230,259,52608
12020,84069357629,554,52607,7
122213868357030,965,12607,3
124213561356230,359,72608,3
Tabla N 01. Temperatura de bulbo hmedo y bulbo seco en la
entrada y salida de la bandeja, temperatura de bulbo hmedo y bulbo
seco en la salida del ventilador, diferencia de altura y peso de la
muestra en funcin del tiempo. (Continuacin).
Entrada de la BandejaSalida de la BandejaSalida del
Ventilador
t (min)p (cm H2O)Tbh (C)Tbs (C)Tbh (C)Tbs (C)Tbh (C)Tbs (C)Masa
de la Bandeja + Muestra (gr)
126214169357429,654,42607,9
128213966366930,965,12608,1
130213659356030,359,72608,2
132214070356129,554,52607,7
137214068356330,563,52607,5
142213659356630,158,92607,7
147213560356929,353,52607,9
152213867356430,861,82607,7
157213965356030,5642608,7
162213967356129,153,82608,3
167213963356329,553,92608,3
172213559356529,5552608,3
177213560356730572608,3
Caudal de aire dentro del secador.
Para el caculo del caudal de aire que circula dentro del secador
de tnel se utiliza la siguiente ecuacin; Ec. 01 En este caso, A es
al rea del orificio de la placa, Ec. 02El dimetro ser la relacin
para la placa de orificio presente en el secador, siendo esta
d;
Dnde: Sustituyendo, en la ecuacin del rea resulta;
Entonces asumiendo un rgimen turbulento se tiene que, para un el
coeficiente de caudal (K) obtenido de la figura N 04, arrojo un
valor de Luego se procede al clculo de la cada de presin, de la
siguiente manera; H2O Ec. 03Para la densidad del agua se obtiene a
temperatura ambiente que en este caso es 27 C, se realiza una
interpolacin. (Los datos se obtuvieron de la figura N 07)Ecuacin de
interpolacin; Ec. 04
Sustituyendo en la ecuacin de interpolacin:T (C)
20998,23
27Y
30995,68
Para la diferencia de altura se realizo un promedio de todas las
alturas tomadas en cada corrida. Ec. 05Donde: Sustituyendo en la
ecuacin N 05,
Sustituyendo en la ecuacin N 03.
Ahora se sustituyen los valores en la ecuacin N 01, pero antes
se obtiene la densidad del aire por medio de una interpolacin a la
temperatura promedio de bulbo seco a la salida de la bandeja. Ec.
06Donde:
Sustituyendo en la ecuacin N 06,
Transformando la temperatura de 66,82 C a K resulta,
Tomando los valores en la figura N 05, se realiza la
interpolacin sustituyndose en la ecuacin N 04.T (K)
3001,1774
339,97Y
3500,9980
Entonces sustituyendo en la ecuacin N 01, resulta;
Una vez obtenido el caudal de aire por medio de una suposicin
del Reynolds, se realiza el clculo de un nuevo Reynolds para as
obtener el caudal de aire efectivo. Se presenta a
continuacin;Calculo del Nmero de Reynolds: Ec. 07Dnde: Interpolacin
de la viscosidad del aire al promedio de la temperatura del bulbo
seco a la salida del ventilador. (Los valores se tomaron de la
figura N 05).T (K)
3001,8462
339,97Y
3502,075
Sustituyendo en la ecuacin N 07.
Rgimen TurbulentoUna vez obtenido el Reynolds, se realiza un
porcentaje de desviacin, si es menor a 10%, entonces se podr
visualizar que el caudal de aire al Reynolds asumido es el
correcto. Se realiza de la siguiente forma; Ec. 08Donde:
Sustituyendo queda;
El porcentaje resulta ser mayor a 10%, entonces se realiza un
nuevo clculo del caudal de aire de la siguiente forma. Al se ubica
en la figura N 04 el coeficiente de descarga que vendra ser K=
0,643Entonces sustituyendo en la ecuacin N 01, resulta;
A este nuevo caudal de aire se realiza el clculo de un nuevo
Reynolds; Sustituyendo en la ecuacin de Reynolds, queda;
Rgimen TurbulentoSe realiza el clculo del porcentaje de
desviacin, sustituyendo los valores en la ecuacin N 08.Donde:
Sustituyendo queda;
El porcentaje de desviacin resulto ser menor a 10%, por ende el
caudal de aire correcto es el .
1. Reportar el contenido de humedad en base humedad y base seca
del slido en estudio.Para el clculo de la humedad en base seca del
producto se debe realizar un promedio de las masas de la capsula ms
muestra del mtodo de la estufa, para luego hacer una relacin de
dichas masas y del secador de tnel, as obtener el peso de slidos
secos. Promedio de la masa de (Cpsula mas tapa). Ec. 09Dnde:M1=
43,1421 gr.M2= 39,7249 gr.Sustituyendo;
Promedio de la masa hmeda. Ec. 10Dnde:M1= 5 gr.M2= 5
gr.Sustituyendo;
Promedio de las masas de (Cpsula, tapa y muestra seca). Ec.
11Dnde:M1= 40,1410 gr.M2= 35,6120 gr.Sustituyendo;
Una vez obtenido los promedios de las masas se clcula la masa de
la muestra seca, que vendra ser la resta menos .
Sin embargo el valor de la masa de los slidos totalmente secos
por el mtodo de la estufa resulta ser muy alto, por cuestiones de
errores humanos, por ende este ser de
Relacin de las masas de la estufa con el secador de
Tnel.Sabiendo que la ecuacin de humedad es; Ec. 12Donde:
Sustituyendo en la ecuacin N 12, la humedad de la estufa es;
Los resultados de los promedio de las masas por el mtodo de la
estufa y la humedad, se muestran en la tabla N 06.
Una vez obtenido la humedad por el mtodo de la estufa, se
calcula los slidos totalmente secos en relacin con las masas del
secador de Tnel (esta muestra se realizo al tiempo 0 minuto).Donde:
Masa de la muestra en el secador de Tnel.Sabiendo:Peso de la
Bandeja ms Rejilla: 2541,2 grPeso de la Bandeja, Rejilla ms muestra
a 0 minuto: 2709,9 gr
Estas masas se encuentran en la tabla N 07.Sustituyendo en la
ecuacin N 12;
Se despeja el trmino y queda:
Clculo en base seca de los slidos.Una vez obtenido el peso de
los slidos secos (sts), se realiza el caculo de la humedad en base
seca, denotado como equis (x), para cada masa de las muestras
tomadas en el secador de tnel, como se presenta a continuacin; Ec.
13Sabiendo que: a tiempo 0 minuto. Sustituyendo;
Los resultados de las humedades en base seca (x), se muestran en
la tabla N 07.
Para el clculo de la humedad libre (XL), se realiza de la
siguiente forma. Ec. 14Dnde: a 0 minuto.
Los resultados de las humedades libres (), se muestran en la
tabla N 07. Para el clculo de la humedad libre media , se realiza
de la siguiente manera. Ec. 15Dnde: Sustituyendo, queda;
Los resultados de las humedades libres media , se muestran en la
tabla N 07.Clculo en base hmeda de los slidos.Una vez obtenido la
humedad en base seca (x), se realiza el caculo de la humedad en
base humedad, denotado como (w), para cada masa de las muestras
tomadas en el secador de tnel, como se muestra a continuacin; Ec.
16Sabiendo que; a tiempo 0 minuto.Sustituyendo:
Los resultados de las humedades en base hmeda (w), se muestran
en la tabla N 07.
2. Caracterizar la corriente de aire en la entrada y salida de
la bandeja que contiene el slido a secar, mediante el uso de la
carta psicromtrica.Para llevar a cabo la caracterizacin del gas o
aire de entrada y salida de la bandeja en el secador de Tnel, fue
mediante el uso de la carta psicromtrica figura N 06, a tiempo 0
minuto, tomando en cuenta dos propiedades de dicho aire, que en
este caso fueron las temperaturas tomadas, bien conocidas como
temperatura de bulbo seco y hmedo. Estos clculos se realizaron
promediando los valores obtenidos en cada corrida cada 6
minutos.
Entalpia hmeda (HH) a la entrada: Ec. 17Donde: Tbs= 34 C Tbh= 25
CCon estas dos temperaturas se obtiene las siguientes propiedades:
Sustituyendo en la ecuacin N 17, queda:
Los resultados de las entalpias hmedas a la entrada de la
bandeja se muestran en la tabla N 06. Entalpia hmeda (HH) a la
salida:Donde: Tbs= 75 C Tbh= 32 CCon estas dos temperaturas se
obtiene las siguientes propiedades: Sustituyendo en la ecuacin N
17, queda:
Los resultados de las entalpias hmedas a la salida de la bandeja
se muestran en la tabla N 07.
Volumen hmedo (VH) a la entrada: Ec. 18Donde: Tbs= 34 C Tbh= 25
CCon estas dos temperaturas se obtiene las siguientes propiedades:
Sustituyendo en la ecuacin N 18, queda:
Los resultados de los volmenes hmedos a la entrada de la bandeja
se muestran en la tabla N 06. Volumen hmeda (VH) a la salida:Donde:
Tbs= 75 C Tbh= 32 CCon estas dos temperaturas se obtiene las
siguientes propiedades: Sustituyendo en la ecuacin N 18, queda:
Los resultados de los volmenes hmedos a la salida de la bandeja
se muestran en la tabla N 07.
Calor hmedo (CH) a la entrada: Ec. 19Donde: Tbs= 34 C Tbh= 25
CCon estas dos temperaturas se obtiene las siguientes propiedades:
Sustituyendo en la ecuacin N 19, queda:
Los resultados de los calores hmedos a la entrada de la bandeja
se muestran en la tabla N 06. Calor hmedo (CH) a la salida:Donde:
Tbs= 75 C Tbh= 32 CCon estas dos temperaturas se obtiene las
siguientes propiedades: Sustituyendo en la ecuacin N 19, queda:
Los resultados de los calores hmedos a la salida de la bandeja
se muestran en la tabla N 07.
3. Analizar el contenido del slido por estufa.Para la humedad
del solido por estufa se realiz por la siguiente forma;Como se sabe
que la ecuacin de humedad es; Ec. 12Donde: Sustituyendo en la
ecuacin N12, la humedad de la estufa es;
4. Graficar humedad libre en funcin del tiempo.
Tabla N 02. Resultados de la humedad en base seca en funcin del
tiempo.
t (min)Humedad en Base Seca t (min)Humedad en Base Seca t
(min)Humedad en Base Seca t (min)Humedad en Base Seca
02,329977695420,417263773840,3146207141260,316594619
21,637137048440,407394248860,3304119541280,320542429
41,441720456460,403446438880,3244902391300,322516334
61,364738162480,375811768900,3146207141320,312646809
81,236434338500,385681293920,3086989991370,308698999
101,167347664520,381733483940,3067250941420,312646809
121,0627307540,371863958960,3047511891470,316594619
140,991670121560,369890053980,3008033791520,312646809
160,904818302580,3580466241000,3126468091570,332385859
180,859418488600,3560727191020,3244902391620,324490239
200,786384003620,3521249091040,3047511891670,324490239
220,731114664640,3560727191060,3067250941720,324490239
240,701506089660,3501510041080,3067250941770,324490239
260,63439332680,3462031941100,304751189
280,596889126700,3422553841120,322516334
300,587019601720,3323858591140,326464144
320,553463216740,3442292891160,322516334
340,521880737760,3284380491180,318568524
360,488324352780,3264641441200,312646809
380,466611397800,3225163341220,304751189
400,448846253820,3205424291240,324490239
Grafica N 01. Humedad en base seca en funcin del tiempo.Tabla N
03. Resultados de la humedad en base humedad en funcin del tiempo.t
(min)Humedad en Base Seca t (min)Humedad en Base Seca t
(min)Humedad en Base Seca
00,699697688540,2710647481080,234728097
20,620800898560,2700144091100,233570348
40,590452708580,2636482561120,243865672
60,5771202600,2625764191140,246116071
80,552859665620,2604233581160,243865672
100,538606557640,2625764191180,241601796
120,515205742660,2593421051200,238180451
140,497908821680,2571700881220,233570348
160,475015544700,2549852941240,244992548
180,462197452720,2494666671260,240464768
200,440209945740,2560792951280,242735426
220,422337514760,2472362561300,243865672
240,412285383780,2461160711320,238180451
260,388152174800,2438656721370,235882353
280,373782447820,2427354261420,238180451
300,36988806840,2393243241470,240464768
320,356277001860,2483531161520,238180451
340,342918288880,2449925481570,249466667
360,328103448900,2393243241620,244992548
380,318156124920,2358823531670,244992548
400,30979564940,2347280971720,244992548
420,294415042960,2335703481770,244992548
440,289467041980,23124431
460,2874683541000,238180451
480,2731563851020,244992548
500,2783333331040,233570348
520,2762714291060,234728097
Grafica N 02. Humedad en base hmeda en funcin del tiempo.5.
Construir la curva de velocidad de secado, identificando los
diferentes periodos.
Para el clculo de la velocidad de secado (Nc), es por la
siguiente ecuacin: Ec. 20Dnde:
Sustituyendo en la ecuacin N 20, queda;
De igual manera se realiz el clculo para las dems corridas, ver
tabla N 07.
Tabla N 04. Resultados de la velocidad de secado en funcin de la
humedad libre media.Nc Nc Nc
1,65906713311,70,03947810,2-4,4964E-15-0,066666667
1,2149385133,30,0325694320,033333333-4,4964E-150,066666667
1,078739071,30,0296085750,066666667-0,003947810,066666667
0,9760960112,1666666670,029608575-0,066666667-0,0088825720,1
0,8774007621,1666666670,0286216220,1-0,015791240,133333333
0,7905489431,7666666670,023686860,066666667-0,009869525-0,333333333
0,7027101721,20,019739050,066666667-0,003947810,133333333
0,6237539721,4666666670,0128303820,166666667-0,005921715-0,066666667
0,5576281560,7666666670,013817335-0,2-0,002960857-0,033333333
0,4984110061,2333333330,011843430,266666667-0,0069086670,166666667
0,4342590950,9333333330,0029608570,033333333-0,0138173350,026666667
0,3918201380,5-4,4964E-150,066666667-0,013817335-0,026666667
0,3434594661,133333333-0,0029608570,033333333-0,009869525-0,026666667
0,2911509840,633333333-0,0069086670,1-0,0098695250,026666667
0,2674641240,166666667-0,001973905-0,266666667-0,001973905-0,133333333
0,245751170,5666666670,0029608570,10,003947810,053333333
0,2131817370,533333333-0,0049347620,16666666700
0,1806123050,566666667-0,0128303820,100
0,1529776360,366666667-0,0167781920,03333333300
0,1332385860,3-0,0187520970,03333333300
0,1085647740,533333333-0,0217129550,066666667
0,0878387710,166666667-0,017765145-0,2
0,0809301040,066666667-0,005921715-0,2
0,0651388640,466666667-0,0098695250,333333333
0,056256292-0,166666667-0,018752097-0,033333333
0,0592171490,066666667-0,0177651450
0,0523084820,166666667-0,0187520970,033333333
0,0463867670,033333333-0,010856477-0,3
Grafica N 03. Velocidad de secado en funcin de la humedad libre
media.
6. Calcular el tiempo que tarda el slido en secarse.
Tiempo de secado empleado para periodo constante.Calculo del
tiempo se secado nmero dos (TII), se realiza por la siguiente
ecuacin: Ec. 21Dnde:
Nc: Velocidad de secado a la Xc Xc: Humedad critica. ( Xi:
Humedad inicial.
Tiempo de secado para periodo decreciente.El clculo del tiempo
de secado para el tiempo nmero tres (TIII), se realiza de la
siguiente forma; Ec. 22Donde se determina por el mtodo de Simpson,
como se presenta a continuacin; Ec. 23Sabiendo que; Ec. 24Dnde:
Tabla N 05. Humedad libre y velocidad de secado.Nc1/Nc
000
0,16220,08411,91
0,32440,2943,40
0,48661,050,95
0,64881,5120,66
0,8111,8270,55
0,972,1320,47
Se sustituyen los valores en la ecuacin N 23 y resulta;
Luego se sustituyen los valores en la ecuacin nmero 13 y queda
de la siguiente manera;
El tiempo de secado total resulta;
7. Calcular el Coeficiente de Transferencia de Calor y Masa,
utilizando las correlaciones para flujo paralelo o
perpendicularPara secadores discontinuos se utiliza la siguiente
ecuacin, Ec. 25
Dnde:
Si el gas fluye perpendicularmente, entonces la ecuacin a
utilizar es; Ec. 26Donde el clculo de , es por la siguiente
ecuacin; Ec. 27Donde , es por la ecuacin N 28 y se calcula a la
entrada de la bandeja; Ec. 28Sabiendo que; a tiempo 0 minuto. a
tiempo 6 minutos.Sustituyendo, queda;
Para el clculo del gas hmedo a la salida de la bandeja es por la
siguiente ecuacin;
Ec. 29Dnde: Sustituyendo queda;
El vendra ser por la ecuacin; Ec. 30Dnde es el promedio de los
volmenes hmedos a la salida de la bandeja; Ec. 31
Sustituyendo en la ecuacin N 30, resulta;
Sabiendo que , entonces la ecuacin se divide por de la siguiente
forma;
La ecuacin queda; Ec. 32Dnde: El viene dada por el promedio de
las humedades absolutas a la salida de la bandeja del secador de
Tnel. De la siguiente forma;
Donde n, es el nmero de veces de las humedades. Entonces;
De la misma forma se realiza para obtener , que es a la entrada
de la bandeja del secador de Tnel;
Sustituyendo en la ecuacin N 32, resulta;
Entonces:
Despejando , se tiene que;
Sabiendo que , entonces la ecuacin se divide por de la siguiente
manera;
La ecuacin queda; Ec. 33Sustituyendo en la ecuacin nmero 22,
resulta;
Despejando de la ecuacin anterior, queda;
Ahora se sustituye en la ecuacin nmero 16;
Una vez obtenido el , se sustituye en la ecuacin N 26;
Luego se sustituye el coeficiente de transferencia de calor en
la ecuacin N 25, para hallar el coeficiente de transferencia de
masa;
8. Plantear balance de masa y energa.Se presenta el balance de
masa y energa para un secador de Tnel Discontinuo de la siguiente
forma;
Ls1 L1HL1Gs1 G1 HG1
Secador de Tnel
Ls2 L2HL2Gs2 G2 HG2
Balance de Materia: Balance de Energa:
TABLAS DE RESULTADOS
Tabla N 06. Resultados experimentales obtenidos en forma
tabulada para determinar el contenido de humedad del solido por
estufa.
Masa (Cpsula + Tapa) (gr)Masa de muestra Hmeda (gr)Masa (Cpsula
+Tapa +Muestra Seca) (gr)Masa de muestra seca (gr)Humedad de la
estufa (XE)
41,4335537,87653,5572,33
1,5
Tabla N 07. Resultados de la humedad en base seca y hmeda,
hmedas libre, humedad libre media y velocidad de secado en funcin
del tiempo.t (min)Masa de la Muestra (gr)Humedad Base Seca (x)
Humedad Libre Humedad Libre Media Humedad Base Hmeda (w) t
(hora)Nc
0168,72,3299776952,0054874561,6590671330,699697688011,7
2133,61,6371370481,3126468091,2149385130,6208008980,0333333333,3
4123,71,4417204561,1172302171,078739070,5904527080,0666666671,3
6119,81,3647381621,0402479220,9760960110,57712020,12,166666667
8113,31,2364343380,9119440990,8774007620,5528596650,1333333331,166666667
10109,81,1673476640,8428574250,7905489430,5386065570,1666666671,766666667
12104,51,06273070,7382404610,7027101720,5152057420,21,2
14100,90,9916701210,6671798820,6237539720,4979088210,2333333331,466666667
1696,50,9048183020,5803280630,5576281560,4750155440,2666666670,766666667
1894,20,8594184880,5349282490,4984110060,4621974520,31,233333333
2090,50,7863840030,4618937640,4342590950,4402099450,3333333330,933333333
2287,70,7311146640,4066244250,3918201380,4223375140,3666666670,5
2486,20,7015060890,377015850,3434594660,4122853830,41,133333333
2682,80,634393320,3099030810,2911509840,3881521740,4333333330,633333333
2880,90,5968891260,2723988870,2674641240,3737824470,4666666670,166666667
3080,40,5870196010,2625293620,245751170,369888060,50,566666667
Tabla N 07. Resultados de la humedad en base seca y hmeda,
hmedas libre, humedad libre media y velocidad de secado en funcin
del tiempo. (Continuacin)
t (min)Masa de la Muestra (gr)Humedad Base Seca (x) Humedad
Libre Humedad Libre Media Humedad Base Hmeda (w) t (hora)Nc
3278,70,5534632160,2289729770,2131817370,3562770010,5333333330,533333333
3477,10,5218807370,1973904980,1806123050,3429182880,5666666670,566666667
3675,40,4883243520,1638341130,1529776360,3281034480,60,366666667
3874,30,4666113970,1421211580,1332385860,3181561240,6333333330,3
4073,40,4488462530,1243560140,1085647740,309795640,6666666670,533333333
4271,80,4172637730,0927735340,0878387710,2944150420,70,166666667
4471,30,4073942480,0829040090,0809301040,2894670410,7333333330,066666667
4671,10,4034464380,0789561990,0651388640,2874683540,7666666670,466666667
4869,70,3758117680,0513215290,0562562920,2731563850,8-0,166666667
5070,20,3856812930,0611910540,0592171490,2783333330,8333333330,066666667
52700,3817334830,0572432440,0523084820,2762714290,8666666670,166666667
5469,50,3718639580,0473737190,0463867670,2710647480,90,033333333
5669,40,3698900530,0453998140,03947810,2700144090,9333333330,2
5868,80,3580466240,0335563850,0325694320,2636482560,9666666670,033333333
6068,70,3560727190,031582480,0296085750,26257641910,066666667
6268,50,3521249090,027634670,0296085750,2604233581,033333333-0,066666667
6468,70,3560727190,031582480,0286216220,2625764191,0666666670,1
6668,40,3501510040,0256607650,023686860,2593421051,10,066666667
Tabla N 07. Resultados de la humedad en base seca y hmeda,
hmedas libre, humedad libre media y velocidad de secado en funcin
del tiempo. (Continuacin)
t (min)Masa de la Muestra (gr)Humedad Base Seca (x) Humedad
Libre Humedad Libre Media Humedad Base Hmeda (w) t (hora)Nc
6868,20,3462031940,0217129550,019739050,2571700881,1333333330,066666667
70680,3422553840,0177651450,0128303820,2549852941,1666666670,166666667
7267,50,3323858590,007895620,0138173350,2494666671,2-0,2
7468,10,3442292890,019739050,011843430,2560792951,2333333330,266666667
7667,30,3284380490,003947810,0029608570,2472362561,2666666670,033333333
7867,20,3264641440,001973905-4,4964E-150,2461160711,30,066666667
80670,322516334-0,001973905-0,0029608570,2438656721,3333333330,033333333
8266,90,320542429-0,00394781-0,0069086670,2427354261,3666666670,1
8466,60,314620714-0,009869525-0,0019739050,2393243241,4-0,266666667
8667,40,3304119540,0059217150,0029608570,2483531161,4333333330,1
8867,10,3244902390-0,0049347620,2449925481,4666666670,166666667
9066,60,314620714-0,009869525-0,0128303820,2393243241,50,1
9266,30,308698999-0,01579124-0,0167781920,2358823531,5333333330,033333333
9466,20,306725094-0,017765145-0,0187520970,2347280971,5666666670,033333333
9666,10,304751189-0,01973905-0,0217129550,2335703481,60,066666667
9865,90,300803379-0,02368686-0,0177651450,231244311,633333333-0,2
10066,50,312646809-0,01184343-0,0059217150,2381804511,666666667-0,2
10267,10,3244902390-0,0098695250,2449925481,70,333333333
Tabla N 07. Resultados de la humedad en base seca y hmeda,
hmedas libre, humedad libre media y velocidad de secado en funcin
del tiempo. (Continuacin)
t (min)Masa de la Muestra (gr)Humedad Base Seca (x) Humedad
Libre Humedad Libre Media Humedad Base Hmeda (w) t (hora)Nc
10466,10,304751189-0,01973905-0,0187520970,2335703481,733333333-0,033333333
10666,20,306725094-0,017765145-0,0177651450,2347280971,7666666670
10866,20,306725094-0,017765145-0,0187520970,2347280971,80,033333333
11066,10,304751189-0,01973905-0,0108564770,2335703481,833333333-0,3
112670,322516334-0,001973905-4,4964E-150,2438656721,866666667-0,066666667
11467,20,3264641440,001973905-4,4964E-150,2461160711,90,066666667
116670,322516334-0,001973905-0,003947810,2438656721,9333333330,066666667
11866,80,318568524-0,005921715-0,0088825720,2416017961,9666666670,1
12066,50,312646809-0,01184343-0,015791240,23818045120,133333333
12266,10,304751189-0,01973905-0,0098695250,2335703482,033333333-0,333333333
12467,10,3244902390-0,003947810,2449925482,0666666670,133333333
12666,70,316594619-0,00789562-0,0059217150,2404647682,1-0,066666667
12866,90,320542429-0,00394781-0,0029608570,2427354262,133333333-0,033333333
130670,322516334-0,001973905-0,0069086670,2438656722,1666666670,166666667
13266,50,312646809-0,01184343-0,0138173350,2381804512,20,026666667
13766,30,308698999-0,01579124-0,0138173350,2358823532,283333333-0,026666667
14266,50,312646809-0,01184343-0,0098695250,2381804512,366666667-0,026666667
14766,70,316594619-0,00789562-0,0098695250,2404647682,450,026666667
Tabla N 07. Resultados de la humedad en base seca y hmeda,
hmedas libre, humedad libre media y velocidad de secado en funcin
del tiempo. (Continuacin)
t (min)Masa de la Muestra (gr)Humedad Base Seca (x) Humedad
Libre Humedad Libre Media Humedad Base Hmeda (w) t (hora)Nc
15266,50,312646809-0,01184343-0,0019739050,2381804512,533333333-0,133333333
15767,50,3323858590,007895620,003947810,2494666672,6166666670,053333333
16267,10,324490239000,2449925482,70
16767,10,324490239000,2449925482,7833333330
17267,10,324490239000,2449925482,8666666670
17767,10,324490239000,2449925482,950
Tabla N 08. Propiedades del Airea la entrada de la bandeja
haciendo uso de la carta Psicromtricat (min)Tbh (C)Tbs (C)Humedad
Relativa (%)Humedad absoluta (Kg/Kg Aire Seco)Entalpia Saturacin
(KJ/Kg Aire Seco)Entalpa Aire Seco (KJ/Kg Aire Seco)Entalpia Hmeda
(KJ/Kg)Volumen Saturacin (m3/Kg)Volumen del aire Seco (m3/Kg Aire
Seco)Volumen hmedo (m3/Kg)Calor Hmedo (Kcal/Kg.C)
02534490,0171223477,120,920,870,89450,26765
62536,3400,01613139,576,10,9250,870,8920,2672
1232,3647,50,01358065103,6251,26250,9560,97898750,26585
1830,76190,01450061100,511,18750,9430,9650050,2663
2430,459,7100,0145510601051,1750,9370,96080,266525
3030,36290,01552061,5102,7651,21250,940,9645250,26675
3630,459,7100,0145510601051,1750,9370,96080,266525
4230,359,39,50,014351560,5103,67751,20,9360,961080,266435
4836,764,7130,02561062133,241,256250,9430,98372250,27125
5437,765,7150,03168066158,11,281250,9621,00988750,27395
603865,714,50,030565067151,5351,2750,9651,009950,273725
6637,76614,50,03164568151,6651,270,9661,010080,27395
7237,667,3130,02968565145,61,3250,9591,006580,27305
7837,664,6160,0361064151,361,28750,951,0040,2735
8437,665,6150,0367066156,61,2750,9561,003850,2735
9039,666180,03570068181,761,293750,9621,0217150,27575
963865,3150,03265066153,61,28750,9561,0057250,2744
10238,36615,50,031568068162,861,293750,9621,013421250,274175
Tabla N 08. Propiedades del Airea la entrada de la bandeja
haciendo uso de la carta Psicromtrica
t (min)Tbh (C)Tbs (C)Humedad Relativa (%)Humedad absoluta (Kg/Kg
Aire Seco)Entalpia Saturacin (KJ/Kg Aire Seco)Entalpa Aire Seco
(KJ/Kg Aire Seco)Entalpia Hmeda (KJ/Kg)Volumen Saturacin
(m3/Kg)Volumen del aire Seco (m3/Kg Aire Seco)Volumen hmedo
(m3/Kg)Calor Hmedo (Kcal/Kg.C)
10838,664,3160,03469064164,161,30,9591,013560,2753
1143866170,03368568172,891,28750,9631,0181650,27485
12038,365,6170,034567568171,191,280,96451,0181350,275525
1263866170,03368568172,891,28750,9541,0106950,27485
13238,365180,03468065175,71,2750,9561,013420,2753
1374068140,035580069171,341,368750,9681,0241050,275975
1423659190,02748059138,991,1750,9370,982220,27215
1473560180,02550060139,21,1750,940,98230,27125
152386219,50,03255061156,3551,20,9470,9963350,2744
1573965190,03660065166,651,22750,9561,0075850,2762
1623967150,03370065,5160,6751,20750,9681,0039250,27485
1673963200,03759062167,61,243750,9431,003150,27665
1723559190,02748059138,991,1750,9370,982220,27215
1773560180,02550060139,21,1750,940,98230,27125
Tabla N 09. Propiedades del Airea la Salida de la bandeja
haciendo uso de la carta Psicromtrica.t (min)Tbh (C)Tbs (C)Humedad
Relativa (%)Humedad absoluta (Kg/Kg Aire Seco)Entalpia Saturacin
(KJ/Kg Aire Seco)Entalpa Aire Seco (KJ/Kg Aire Seco)Entalpia Hmeda
(KJ/Kg)Volumen Saturacin (m3/Kg)Volumen del aire Seco (m3/Kg Aire
Seco)Volumen hmedo (m3/Kg)Calor Hmedo (Kcal/Kg.C)
0327530,011125078113,161,543750,9871,00370250,26495
633743,50,015120075114,3751,50,9810,9991650,26675
123260,6100,015550064107,61,18750,9370,962050,266975
1832,66770,01570069113,171,318750,9570,98232250,26675
2433,367,680,0275068122,561,343750,9620,992540,269
3033,367,680,0275068122,561,343750,9620,992540,269
3633,36780,0275068122,561,43750,9621,000040,269
4233,666,1100,02168067128,31,281250,9590,9912250,26945
4833,655,69,50,020570066126,231,30,9650,9968250,269225
543468,380,0280069127,481,30,9660,992720,269
6034,368,380,0280069127,481,30,9650,99180,269
66346880,0280069127,481,30,9650,99180,269
7234,368,68,50,0281069131,9851,350,9650,9977250,269
783467,680,019572069121,081,343750,9650,99530,268775
8434,368,380,020580069,5127,941,30,960,98720,269225
9035,368,380,020581068,5127,821,31250,9620,990040,269225
9635,365110,02565067131,131,281250,9590,99444750,27125
1023568,690,02380069,5135,2451,356250,9681,00294250,27035
10835,368,690,02380069,5135,2451,356250,9681,00294250,27035
11434,667,3100,02473067,5133,751,33750,9590,996850,2708
Tabla N 09. Propiedades del Airea la Salida de la bandeja
haciendo uso de la carta Psicromtrica.
t (min)Tbh (C)Tbs (C)Humedad Relativa (%)Humedad absoluta (Kg/Kg
Aire Seco)Entalpia Saturacin (KJ/Kg Aire Seco)Entalpa Aire Seco
(KJ/Kg Aire Seco)Entalpia Hmeda (KJ/Kg)Volumen Saturacin
(m3/Kg)Volumen del aire Seco (m3/Kg Aire Seco)Volumen hmedo
(m3/Kg)Calor Hmedo (Kcal/Kg.C)
12035697,50,0285069127,5751,393750,9610,993456250,269
12635,568,67,50,02380069,5124,28751,35620,9680,9971150,27035
1323563,3120,023558065126,81,23750,940,97570,270575
1373563120,02459066128,881,243750,9530,987890,2708
1423566100,02369067129,31,293750,9590,9924750,27035
147356980,020580070128,41,381250,9711,003820,269225
1523564110,023560065123,851,256250,9530,98635750,270575
1573560170,02750062136,461,1750,940,979950,27215
1623561150,02652061,5130,2751,20,9430,981550,2717
1673563120,02459066128,881,243750,9530,987890,2708
1723565110,02268067134,431,26250,9580,9914950,2699
17735679,50,02170069128,9451,3250,9661,0001050,26945
ANLISIS DE RESULTADOS
La prctica de secado se realiz en un secador de Tnel
discontinuo, donde el aire de secado circula sobre el objeto o pasa
a travs del mismo. Considerndose, las caractersticas del secado
discontinuo en condiciones constantes. En dicha prctica cada dos
(2) minutos se tom los valores de temperaturas de bulbo hmedo y
seco, para la entrada y salida de la bandeja del secador, como a la
salida del ventilador, la diferencia de altura manomtrica y la masa
de la bandeja ms muestra, con las temperaturas tomadas en la
prctica, permiti caracterizar el aire por medio de la carta
psicromtrica, pero por cuestiones de clculos el tiempo se tom cada
seis (6) minutos. es el valor del caudal de aire dentro del secador
de tnel a un Rgimen Laminar, tomando en cuenta las diferencias de
alturas tomadas en la prctica, donde dicho caudal es efectivo ya
que, el aire arrojado por el ventilador se mantuvo en condiciones
constante, es decir, que no existi alguna fuerza externa que
hiciera un cambio de velocidad en el fluido.A medida que el slido
retiraba humedad del pltano, esta cambiaba su apariencia, tamao y
sobre todo su peso, donde las variaciones registradas en las masas
de la bandeja ms muestra debieron disminuir en funcin del tiempo,
sin embargo se visualizaron errores de medicin, donde dichas masas
aumentaban, hasta que se mantuvieron constantes. Dichos errores se
vieron reflejados cuando se calcul la humedad libre media y la
velocidad de secado para cada corrida, donde se obtuvieron valores
negativos.Por otra parte el tiempo para el periodo constante fue de
y el tiempo para el periodo decreciente fue de , obteniendo un
tiempo total de que duro la muestra a secarse, ya que en el
transcurrir del tiempo de secado se visualizaron muchos errores
humanos que hicieron que el tiempo no se tomara en cuenta en cuanto
a graficar, ya que los resultados eran negativos.A partir de los
datos de secado empleados para la construccin de la grfica N 03, se
visualiza un periodo constante y un periodo de velocidad
decreciente. El periodo de velocidad constante va desde la humedad
inicial hasta la humedad crtica. El valor de la humedad crtica
depende de las condiciones del aire de secado y del espesor del
material a secar. Se efecta el secado a la velocidad constante
hasta que la humedad del solido alcanza un valor crtico, a partir
del cual la velocidad de secado disminuye, anulndose cuando la
humedad del solido alcanza el valor de equilibrio con el aire en
las condiciones constantes de operacin, es decir cuando la humedad
libre es cero.El periodo decreciente se extiende desde la humedad
crtica hasta la humedad final del slido, cuyo valor lmite es la
humedad en equilibrio, donde a menor tiempo mayor ser la velocidad
de secad.Al representar la humedad del solido frente a tiempo,
operando en condiciones constantes de secado y circulando el aire
sobre el objeto a secar, se obtienen curvas del tipo indicado en
las grficas 1 y 2, en la que puede observarse que al principio la
humedad del solido disminuye linealmente con el tiempo, donde son
proporcionales, es decir, que mientras menor l es tiempo de secado,
mayor es la humedad que contiene el slido, hasta alcanzar un tiempo
mayor donde la masa del solido sea constante y est totalmente
seco.
BIBLIOGRAFAS
Geankoplis C. (1998). Procesos de Transporte y Operaciones
Unitarias. Mxico: Compaa Editorial Continental S.A. de C.V. Ocon,
J. y Tojo, G. (1978). Problemas de Ingeniera Qumica. Operaciones
Bsicas. Espaa: Editorial Aguilar. McCabe L. y Smith C. (2001).
Operaciones Unitarias en Ingeniera Qumica. McGRAW-HILL. 6ta.
Edicin.
Figura N 06. Carta psicromtrica
Figura N 07. Propiedades de la densidad del agua.