Tesis profesional presentada por Adán Cabrera Vázquez

Licenciatura en Ingeniería Mecánica. Departamento de Ingeniería Mecánica. Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla.

Cholula, Puebla, México a 24 de junio de 2004.

Resumen

Se ha demostrado que el secado en lechos fluidizados es mejor que el de los métodos tradicionales, en cuanto calidad del producto y tiempo, además, en condiciones de vacío se puede operar a presiones menores a las atmosféricas, dando como resultado, bajar las temperaturas para reducir los riegos de explosión en el caso de la industria química y farmaceutica. Sin embargo, para el secado con vapor sobrecalentado en lechos fluidizados existe muy poca información, aun más, bajo condiciones de vacío. Aunque, en el proceso de secado, se sabe que el vapor sobrecalentado ofrece muchas ventajas si se compara con las del aire, por que, el vapor es más denso y tiene mayor potencial para remover humedad.

Uno de los problemas de secar vapor es contar con el equipo necesario a fin de que se puedan cumplir los requerimientos de los experimentos. En este caso particular, los experimentos se debieron ajustar de acuerdo a la capacidad del equipo, principalmente, con la bomba de vacío, por que entre mas potencia de generar vacío tenga esta, hay mas posibilidad de generar mayores velocidades de fluidización y presiones de vacío y con ello poder bajar mas las temperatura. Las partículas empleadas son: Silica gel azul, Semilla de cilantro y Pimienta chica. Debido a la dificultad de hacer experimentos con silica gel y los resultados obtenidos, no se pude hacer un análisis con esta partícula. Por su densidad, la semilla de cilantro, es la partícula que mejor se puede fluidizar y en la que si se puede observar el efecto de la temperatura y la presión.

Por ultimo, comparando los resultados obtenidos en las tres series con semilla de cilantro, el contenido de humedad final es menor si se aumenta la temperatura o en su defecto si se aumenta la presión de vacío (presión absoluta menor), lo cual es lógico por que al disminuir la presión de vacío el ?T es menor y consecuentemente, el potencial de secado también disminuye. Respecto a la pimienta es un poco mas complicado de fluidizar con respecto a la anterior debido a que es mas densa, sin embargo, se logro observar, que por tener una estructura compacta, se elimina menos humedad que en la semilla de cilantro.

Índice de contenido

Portada (archivo pdf, 24 kb)

Índices (archivo pdf, 62 kb)

Nomenclatura (archivo pdf, 64 kb)

Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 9 kb)

Capítulo 2. Antecedentes (archivo pdf, 62 kb)

  • 2.1 Marco Histórico
  • 2.2 Problemas y Avances en la Fluidización
  • 2.3 Avances sobre el Efecto de la Presión y Temperatura.en los Sistemas de Fluidización
  • 2.4 Lechos Fluidizados con Vapor Sobrecalentado
  • 2.5 Ventajas de los Lechos Fluidizados

Capítulo 3. Principios de Fluidización (archivo pdf, 277 kb)

  • 3.1 Definición y Descripción de Fluidización
  • 3.2 Características de los Lechos Fluidizados
  • 3.3 Flujo del Gas en los Lechos Fluidizados
  • 3.4 Comportamiento de la Fase de Emulsión

Capítulo 4. Fluidización Empleando Vapor Sobrecalentado (archivo pdf, 168 kb)

  • 4.1 Comparación del Proceso de Secado con Vapor Sobrecalentado y Aire
  • 4.2 Limitaciones del Secado con Vapor Sobrecalentado
  • 4.3 Lecho Fluidizado con Vapor
  • 4.4 Secado de Arroz en Lecho Fluidizado con Vapor Sobrecalentado

Capítulo 5. Proceso de Secado (archivo pdf, 55 kb)

  • 5.1 Descripción General del Proceso de Secado
  • 5.2 Condiciones Externas
  • 5.3 Condiciones Internas
  • 5.4 Mecanismo de Secado
  • 5.5 Cinética del Secado
  • 5.6 Velocidad Constante de Secado
  • 5.7 Velocidad Decreciente de Secado
  • 5.8 Determinación del Contenido de Humedad
  • 5.9 Clasificación y Selección de Secadores
  • 5.10 Información Experimental sobre Cinética de Secado en Lecho Fluidizados

Capítulo 6. Proceso de Secado a Vacío (archivo pdf, 278 kb)

  • 6.1 Vacío
  • 6.2 Comportamiento Hidrodinámico
  • 6.3 Velocidad Mínima de Fluidización
  • 6.4 Resultados Experimentales de Fluidización a Vacío

Capítulo 7. Estudio del Equipo Experimental (archivo pdf, 753 kb)

  • 7.1 Descripción General del Equipo para Aire y Vapor
  • 7.2 Lecho Fluidizado con Aire (Columna)
  • 7.3 Instalación del Sistema
  • 7.4 Disposición de Mangueras
  • 7.5 Instrucciones para Poner en Marcha el Sistema
  • 7.6 Alimentación
  • 7.7 Toma de Muestras
  • 7.8 Vaciado de la Columna
  • 7.9 Instrucciones para parar el Sistema
  • 7.10 Descripción de la Construcción del Nuevo Equipo Experimental para Vapor
  • 7.11 Secuencia de Operación del Sistema
  • 7.12 Medición de la Velocidad del Flujo

Capítulo 8. Realización de Pruebas Experimentales (archivo pdf, 148 kb)

  • 8.1 Descripción de las Pruebas Experimentales
  • 8.2 Graficas de Curvas de Secado
  • 8.3 Graficas de Velocidad de Secado

Capítulo 9. Análisis de los Resultados (archivo pdf, 168 kb)

  • 9.1 Secado de Silica Gel Azul
  • 9.2 Secado de Semilla de Cilantro
  • 9.3 Secado de Pimienta Chica

Capítulo 10. Conclusiones (archivo pdf, 59 kb)

Referencias (archivo pdf, 13 kb)

Apéndice A. Tablas de Resultados Experimentales (archivo pdf, 124 kb)

Apéndice B. Representación Simbólica del Sistema (archivo pdf, 20 kb)

Cabrera Vázquez, A. 2004. El efecto de la temperatura de operación sobre el proceso de secado en un lecho fluidizado a vacio empleando vapor sobrecalentado para diferentes tipos de partículas. Tesis Licenciatura. Ingeniería Mecánica. Departamento de Ingeniería Mecánica, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Junio. Derechos Reservados © 2004.