UNIDAD 3. Solución del ejemplo de secado que aparece en las láminas de la Unidad 3.

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1 UNIDAD 3. Solución del ejemplo de secado que aparece en las láminas de la Unidad 3. En un secador de cabina se deshidrata un alimento poroso (capilaridad) de 60 mm de espesor con una humedad inicial de 80% (BH) hasta 7% (BH) y una densidad de 850 kg/m 3. Calcular el tiempo de secado si la humedad crítica es 20% (BH) y la humedad de equilibrio 5% (BS). Se dispone de un aire a 90 o C (TBS), 5% HR y a una velocidad de 4,34 m/s. Asumir el aire en flujo perpendicular al alimento. Convertimos todas las humedades a base seca X f = X o = 0,8 kg agua 1 kg alimento húmedo x kg alimento húmedo 0,2 kg alimento seco = 4 kg agua kg alimento seco 0,07 kg agua 1 kg alimento húmedo x kg alimento húmedo 0,993 kg alimento seco = 0,075 kg agua kg alimento seco 0,2 kg agua 1 kg alimento húmedo X c = x kg alimento húmedo 0,8 kg alimento seco = 0,25 kg agua kg alimento seco 0,05 kg agua 1 kg alimento húmedo X = x kg alimento húmedo 0,995 kg alimento seco = 0,0503 kg agua kg alimento seco La humedad final X2 es menor que la humedad crítica X2, debemos considerar las dos etapas de secado, velocidad constante y velocidad decreciente. Periodo de velocidad constante Calculamos el tiempo por la ecuación (7) de la guía de deshidratación ubicada en la Unidad 3. t CRP = ( X o X c ) S s s hg( Ta Tw) Calculamos hg por la ecuación (9) Flujo másico del aire h g = 413,05G 0,8 G ( kg s.m 2) = v (m ). δ (kg s m 3) La densidad del aire es el inverso del volumen específico, con las condiciones del aire (TBS =90 o C y 5% HR) en la carta psicrométrica obtenemos V w = 1,075 m 3 /kg aire seco y TBH = 38,5 o C

2 G = v. δ = 4,34m/s x 1/(1,075 m 3 /kg) = 4,04 kg s.m 2 h g = 413,05(4,04) 0,8 = 1261 W/(m 2 C) El calor latente de vaporización del agua (λ) lo obtenemos en la tabla de vapor saturado a la temperatura de bulbo húmedo (interpolando) λ 38,5 o C = 2409,57 kj/kg Sustituyendo en la ecuación (7) kg agua kg kj (4 0,25) kg alimento seco x 0,06m x 859 m3 x 2409,57 kg t rc = 1261 W m 2 o x (90 38,5) C C o Tomando en cuenta que 1 hora son 3600 s t rc = 7171 s Periodo de velocidad decreciente t rc = 1,99 h Como predomina capilaridad utilizamos la ecuación (13) t FRP = h g sss ( ) ( ) ( X c X *) X c X * ln Ta Tw X X * ( ) f (13) t FRP = kg 0,06m x 859 m3x 2409,57kJ kg 1261 W m 2 o x (90 38,5) C C o x (0,25 0,0503) kg agua kg alimento seco x ln ( 0,25 0,0503 0,075 0,0503 ) t FRP = 798,14 s Como 1 hora son 3600 s t FRP = 798,14 s = 0,22 h Tiempo total t = t rc +t FRP = 1,99 h +0,22 h = 2,21h t = 2,21 h