Resumen

La fluidización es un proceso que consiste en inyectar un fluido, que bien puede ser aire , vapor sobrecalentado o cualquier otro gas, en un lecho de partículas. En este proyecto, dichas partículas serán granos de maíz precocidos. Cuando se aplica una velocidad adecuada al fluido, los espacios que existen entre las partículas aumentarán, lo que provoca que el lecho se expanda y las partículas se empiecen a mezclar de manera caótica. La fludización es muy conveniente en el proceso de secado debido al gran área de contacto entre las partículas y el fluido, permitiendo así grandes razones de transferencia de masa y de calor. Sin embargo, el proceso también tiene ciertas desventajas, como la degradación térmica que se presenta por las altas temperaturas generadas o los largos tiempos de operación. Sin embargo, a presiones al vacío, este problema se puede eliminar, teniendo así un proceso confiable y seguro.

En el secado de lecho fluidizado se tienen diversos comportamientos dependiendo del material a secar, pues cada una cuenta con características distintas tales; como su forma, porosidad, humedad inicial, velocidad mínima de fluidización, etc. En este aspecto es importante mencionar que diversos estudios previos demuestran que cuando la partícula es porosa, la razón de secado es mucho mayor que cuando se tienen partículas compactas (Arnaldos, 1998).

Pocos estudios se han publicado sobre el secado de lecho fludizado al vacío. Kamawamura y Suezawa (1961) observaron un comportamiento similar del lecho a presión reducida al encontrado bajo presión atmosférica. También se observó la coexistencia de una capa de lecho fluidizado superior y una zona de lecho fijo, por Germain y Claudel (1976). Kusakabe et al. (1989) encontraron una capa superior en el lecho fluidizado cuando la caída de presión en el lecho y la presión absoluta de operación tiene la misma magnitud. Wraith y Harris (1992) midieron caídas de presión y vieron un frente de fluidización hacia abajo con un flujo de gas que iba en aumento. Llop et al. (1996) propusieron una ecuación para calcular la velocidad mínima de fluidización. Fletcher et al. (1993) definieron la velocidad mínima de fluidización para partículas de diversas formas a presiones reducidas. Palancz (1983) propuso un modelo de tres fases bajo condiciones estables de un lecho fluidizado continuo. Thomas y Varma (1992) investigaron el efecto de la temperatura, velocidad del gas, forma de la partícula y masa de los sólidos en la razón de secado de los granos. Kozanoglu et al. (2002) midieron la velocidad mínima de fluidización de partículas grandes bajo condiciones de presión reducida. Un modelo matemático para simular el proceso de secado en un lecho fluidizado al vacío también fue presentado por Kozanoglu et al. (2002). De igual manera, Kozanoglu et al. (2001) calcularon el coeficiente de transferencia de masa bajo estas mismas condiciones, comparando los resultados experimentales de Arnoldos et al. (1998) con el modelo desarrollado por ellos (Kozanoglu et al, 2002).

A presiones menores que la atmosférica, manteniendo los mismos parámetros de flujo y temperatura, el proceso de secado de las partículas puede ser efectivo, reduciendo los tiempos de secado y el daño térmico del material a deshidratar.

Teniendo en consideración todos los factores anteriores, se estudiará el proceso de secado del grano de maíz precocido en lechos fluidizados utilizando aire, bajo condiciones al vacío.

Índice de contenido

Portada (archivo pdf, 30 kb)

Índices (archivo pdf, 75 kb)

Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 25 kb)

Capítulo 2. Antecedentes (archivo pdf, 280 kb)

Capítulo 3. Principios de Fluidización (archivo pdf, 530 kb)

Capítulo 4. Fluidización a Presiones Subatmosféricas (archivo pdf, 36 kb)

Capítulo 5. Presentación y Descripción del Equipo Experimental Existente (archivo pdf, 2 mb)

Capítulo 6. Pruebas Fluidinámicas Utilizando Aire (archivo pdf, 942 kb)

Capítulo 7. Pruebas Experimentales de Secado (archivo pdf, 825 kb)

Capítulo 8. Análisis de Resultados (archivo pdf, 811 kb)

Capítulo 9. Observaciones, Conclusiones y Recomendaciones (archivo pdf, 298 kb)

Referencias (archivo pdf, 28 kb)

Anexo 1. Tabla de Pruebas de Secado (archivo pdf, 225 kb)

Anexo 2. Gráfica de Velocidad de Secado (archivo pdf, 225 kb)

Anexo 3. Comparación de las Gráficas de Secado (archivo pdf, 368 kb)

Carvajal Valdez, L. I. 2008. Estudio experimental del secado de maíz precocido en un lecho fluidizado con aire operado en condiciones de vacío. Tesis Licenciatura. Ingeniería Mecánica. Departamento de Ingeniería Industrial y Mecánica, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Marzo. Derechos Reservados © 2008.