de

Laboratorio de Ingeniería Química Facultad de Química, UNAM

INTRODUCCIÓN Los experimentos incluidos en este manual fueron elaborados por profesores del Laboratorio de Ingeniería Química y corresponden a tres etapas de mejoramiento dentro del Laboratorio. En la primera de ellas se organizó el laboratorio, se diseñaron nuevas prácticas y se elaboraron los primeros manuales con una filosofía de Enseñanza experimental tradicional cuyos lineamientos llevaron a proporcionarle al alumno toda la información teórica necesaria para que comprendiera el experimento y obtuviera los cálculos con resultados finales que afirmara su trabajo experimental, un ejemplo de esta etapa son los protocolos sobre secado que aquí se incluyen. En una etapa intermedia, a través de la vida académica que se ha realizado, se sintió la necesidad de invitar a profesores de teoría que también son profesionales de la industria, a participar como asesores del Laboratorio de Ingeniería Química es así como se da mayor importancia a la seguridad y al manejo de materiales y se hicieron los inventarios de equipos como el de la columna de 20 platos de cobre así como los diagramas de flujo de proceso y diagramas de tuberías e instrumentos con la simbología y nomenclatura que se usa en Ingeniería de proyectos para familiarizar al alumno con la interpretación de estos diagramas, también se acordó disminuir o eliminar la información teórica para propiciar que el alumno lka buscara en la biblioteca, ejemplos de esta modalidad son destilación diferencial y destilación en torre de platos. La última etapa corresponde a un proyecto institucional llamado Programa de Reforma de la Enseñanza Experimental en la Facultad de Química, la filosofía de este programa establece que el alumno debe descubrire el fenómeno y adquirir los conceptos al resolver un problema mediante la experimentación conducida por un material escrito llamado guión, el cuál contiene la información necesaria para que el alumno la realice por sí mismo y el profesor sea un asesor; en este manual se incluye un guión titulado Destilación Contínua de una mezcla binaria aprobado por el comité de evaluación del programa antes mencionado. Dentro de las diferentes tendencias con las que se elaboraron las prácticas y respetando la idea original, en esta versión del Manual de prácticas de Procesos de Separación II se presentan los protocolos, hasta donde es posible, en un mismo formato con las mejores sugerencias de cada tendencia, para una presentación homóloga del manual. Por otra parte cabe aclarar que temas como el de secado en el que se incluyen tres prácticas es porque se tienen los equipos y el material didáctico necesario para que el profesor elija cada semestre el que desea estudiar. Es así que al implementar las correcciones sugeridas por el comité Editorial es el primer paso en firme para continuar con las mejoras de este material escrito.

PROGRAMA DEL CURSO EXPERIMENTAL DE PROCESOS DE SEPARACIÓN II

Experimento 1. TORRE DE ENFRIAMIENTO DE AGUA

Experimento 2. CURVAS DE SECADO

Experimento 3. SECADOR ROTATORIO

Experimento 4. SECADO POR ATOMIZACIÓN

Experimento 5. DESTILACIÓN DIFERENCIAL

Experimento 6. DESTILACIÓN EN TORRE DE PLATOS INTERMITENTE Y CONTÍNUA

Experimento 7. DESTILACIÓN CONTÍNUA DE UNA MEZCLA BINARIA

APÉNCIDES

Experimento 1. TORRE DE ENFRIAMIENTO DE AGUA

1. OBJETIVOS a) Determinar el número de unidades de transferencia y la altura de la unidad de transferencia por integración de la ecuación de diseño. b) Calcular el coeficiente global de transferencia de masa usando el método de Carey Williamson.

2. TEORÍA BÁSICA Métodos de Carey - Williamson Considerando una gotita de agua que cae por gravedad, a través de una corriente de aire que se mueve lentamente puede suponerse que la capa límite que rodea a la gotita esta saturada y a la misma temperatura del aire, las ecuaciones que se derivan de un análisis de esta consideración y de balances de materia en un equipo son: C dT Ka dV = PL 1 H * −H G G

(1)

dH G Ka dV = H * −HG G

(2)

∫ ∫

Ka = Coeficiente global de transferencia de masa. L = Flujo másica del agua por unidad de superficie. G = Flujo másico del aire por unidad de superficie. dV = Diferencial de volumen. CPL = Calor específico del agua. dTi = Diferencial de temperatura de saturación. H* = Entalpía de interfase. HG = Entalpía del gas.

donde H* - HG representa la fuerza impulsora, que es la diferencia de entalpia necesaria para que se efectúe la transferencia, y que, en un diagrama HG vs tL está representada por la separación entre la línea de saturación y la de operación. Integrando (1) y (2). KaV = C PL L

y

∫

t1 t2

KaV = C PL G

∫

=

dt i H i * − HG

H2

=

H1

dH G H * −H G

(3)

(4)

El uso de una fuerza impulsora de entalpía, fue sugerida por primera vez por Merkel. Carey y Wellianson desarrollaron un método para la evaluación de la integral, suponen que la diferencia de entalpía H* - HG = ∆H varía en forma parabólica. Los tres puntos fijos que definen la parábola son el fondo y el domo de la torre, ∆H1 y ∆H2, así como la parte intermedia de la torre ∆Hm la fuerza impulsora media eficaz es f ∆Hm. Simplificando la ecuación 3. KaV ( t 2 − t1 ) C PL = ƒ ∆Hm L

donde ƒ es el factor de corrección que se obtiene a partir del conocimiento de las fuerzas impulsoras en los extremos de la torre, la fuerza impulsora media aritmética y la gráfica ∆H m/∆H 1 vs ∆H m/∆H 2 que aparece en el apéndice de torre de enfriamiento.

3. PARTE EXPERIMENTAL 3.1 MATERIAL REQUERIDO 1 Termómetro de bulbo seco 1 Termómetro de bulbo húmedo 1 Piceta 1 Cronómetro 1 Psicrómetro ó higrómetro digital 4 Fusibles (15 A)

3.2 SERVICIOS AUXILIARES - Energía eléctrica

3.3 SUSTANCIAS O CORRIENTES DE PROCESO - Agua caliente - Aire ambiente

3.4. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO CLAVE

EQUIPO

TA-861

Torre de enfriamiento

BA-861

Ventilador de aire

CC-861

Calentador de agua

DP-01

Placa de orificio

FI-02

Convertidor del DP-01

FB-861

Tanque de alimentación

FI-01

Rotámetro

CARACTERÍSTICAS Torre de enfriamiento de agua, marca Hilton, tipo tiro forzado, sus dimensiones son: Largo: 30 cm, ancho: 30 cm, altura: 2.35 m. La altura de su empaque es: 1.27 m. y está construído de aluminio esponjado anodizado (deployé), con un total de 57 rejillas y cinco secciones para toma de datos a lo largo de la torre. Ventilador de aire centrífugo, de una sola etapa y de 3 HP, con persiana para control de aire en la entrada y una capacidad de 430 metros cúbicos por hora a 18 grados centígrados. Cuatro calentadores de agua tipo resistencia, con una capacidad de calentamiento de 2.5 Kj/s. Provoca la caída de presión del aire entrante. Manómetro diferencial con capacidad de medida de 0-470 m 3 /h a 28 ºC y 1.15 Kg/m3. Alimentación de agua por gravedad, con una capacidad de suministro de 5.8 LPM de agua limpia. Rotámetro para flujo de agua con indicador de altura del flotador; intervalo de 0-28 y capacidad de 5.19 LPM.

HI-01 T1-03 T1-04 T1S-01 T1H-01

Cañón psicrométrico

Constituído por: T1S-06, T1H-06 y trampa húmeda. Termómetro para medir la Termómetro bimetálico de carátula con temperatura del agua de entrada. intérvalo de 0-160 grados centígrados. Termómetro para medir la Termómetro bimetálico de carátula con temperatura del agua de salida. intérvalo de 0-200 grados centígrados. Termómetro de mercurio para Termómetro de mercurio con un medir t.b.s. del aire de entrada. intérvalo de 0-50 grados centígrados. Termómetro de mercurio para medir la t.b.h. del aire de entrada. Termómetro de mercurio para medir la t.b.s. del aire de salida. Termómetro de mercurio para medir la t.b.h. del aire de salida. Termómetro para medir la temperatura del agua en las secciones de la torre.

Termómetro de mercurio con un intérvalo de 0-50 grados centígrados. Termómetro de mercurio con un intérvalo de 0-50 grados centígrados. Termómetro de mercurio con un intérvalo de 0-50 grados centígrados. Termómetro de mercurio con un intérvalo de 0-50 grados centígrados.

T1S-06

Termómetro del psicrómetro.

Termómetro de mercurio con un rango de 0-50 grados centígrados.

T1B-06

Termómetro del psicrómetro. Termómetro de mercurio con un rango de 0-50 grados centígrados.

T1S-02 T1H-02 T1-05

3.5 DIAGRAMA DE FLUJO

3.6 TÉCNICA DE OPERACIÓN 1. Conecte los interruptores de sumunistro de energía eléctrica colocados en la parte posterior del equipo. 2. Alinie el suministro de agua desde la red general que surte al laboratorio hasta la válvula de entrada al equipo. 3. Alimente agua al tanque FB-861 y verifique que está lleno, por el flujo del tubo de control de nivel, cuide que el derrame sea mínimo para evitar desperdicio. 4. Purgue la línea de alimentación de agua para eliminar burbujas de aire que puedan causar variación de flujo. 5. Alimente agua a la torre TA-861 hasta que el rotámetro F1-01 marque la lectura deseada, (se recomienda una lectura inicial de 12 cm en el rotámetro). 6. Encienda el número necesario de resistencias del calentador eléctrico de agua CC-861 para obtener una temperatura de entrada medida en T1-63, no mayor de 48 oC. 7. Accione el arrancador del soplador centrífugo de aire BA-861 y controle el flujo, hasta obtener el deseado por medio de la persiana del ventilador. (Se recomienda usar flujos entre 200 m3/hr. y 340 m3/hr. 8. Permita dejar que la torre alcance una condición estable, lo que se logra en 20 min aproximadamente. 9. Registre los siguientes datos: a) Temperatura de bulbo seco y húmedo del aire a la entrada de la torre. b) Temperatura del bulbo seco y húmedo a la salida de la torre. c) Flujo de agua (convierta la lectura del rotámetro a 1/min de acuerdo a la tabla ubicada debajo del mismo). d) Flujo de aire (corrija por densidad, presión y temperatura). e) Temperatura de entrada del agua en T1-03 y de salida en T1-04. 10. Repita la operación 2 ó 3 veces más, variando los flujos de aire y agua, cuide que la temperatura de entrada del agua no rebase los 48 oC. - Una vez terminadas las corridas. 11. Apague las resistencias del calentador de agua CC-861. 12. Apague el soplador de aire centrífujo BA-861. 13. Coloque en off los interruptores de suministro de energía eléctrica del equipo. 14. Espere a que la temperatura del agua disminuya hasta la ambiente y entonces suspenda el suministro de agua a la torre. 15. Descargue la torre mediante la válvula de drenaje.

4. FORMATO PARA LA INFORMACIÓN EXPERIMENTAL

Corrida No.

Flujo de agua 1/min. L

Flujo de aire m3/hr G

Temp. de agua entrada o C tL1

Temp. bulbo seco, entrada aire oC tG1

Temp. de agua salida o C tL2

Temp. bulbo húmedo entrada aire o C tBH1

Temp. bulbo seco salida aire o C tG2

Temp. bulbo húmedo salida aire o C tBH2

TIEMPO DE ACUMULACIÓN DE AGUA EN EL TANQUE RECEPTOR. - S EG

FECHA: ______________________ ______________________________________

O

B

S

E

GRUPO: ______________________ _____________________________________________________

R

V

A

C

I

O

N

E

S

:

PROFESOR: ___________________

______________________________________

5. CONTENIDO DEL INFORME DE LA PRÁCTICA a) Título b) Objetivos c) Descripción del proceso d) Representación del proceso en un diagrama de flujo simplificado e) Desarrollo de cálculos con resultados de: - Agua evaporada y transferida al aire indicando pérdidas por arrastre. -

Energía transferida al aire y pérdidas de energía. Representación de la linea de operación en un diagrama Entalpia vs Temperatura para el sistema aire – agua. El coeficiente de transferencia de masa por el método de Carey – Williamson

- El número de unidades de transferencia y la altura de unidades de transferencia por integración de la ecuación de diseño. f) Análisis de resultados con base a la comparación de resultados experimentales con predicciones teóricas y tendencias de resultados. g) Conclusiones h) Bibliografía Nota: Consulte el apéndice de torre de enfriamiento.

6. CUESTIONARIO 1. ¿Cuáles son las partes principales de una torre de enfriamiento? 2. ¿Cómo se clasifican las torres de enfriamiento? 3. ¿Qué es el acercamiento y el rango en un proceso de enfriamiento de agua? 4. Existe una transferencia de energía y masa en la interfase aire-agua en una torre de enfriamiento, explica estos mecanismos. 5.

¿Qué porcentaje de agua evaporada y de agua de arrastre recomienda la bibliografía para un buen funcionamiento de una torre de enfriamiento? 6. ¿De qué tipo es el equipo en el que se realiza este experimento?

7. NOMENCLATURA tL= Temperatura del agua tG= Temperatura de bulbo seco del aire tBH= Temperatura de bulbo húmedo del aire H = Entalpía del aire H* = Entalpía del aire en el equilibrio Y = Humedad absoluta del aire Gs= Gasto másico del aire seco L = Gasto másico del agua ∆Hm = Fuerza impulsora media ∆H = Fuerza impulsora Ka = Coeficiente global de la transferencia de masa f = Factor de corrección A = Área transversal de la torre V = Volumen ocupado por el relleno por unidad de superficie tLm = temperatura media del agua Hm = entalpía del aire en el equilibrio leída en la temperatura media del agua. Hm = entalpía del aire en la línea de operación leída a la temperatura media del agua. Subíndices 1 Condiciones en la parte inferior de la torre. 2 Condiciones en la parte superior de la torre. m Condiciones medias.

8. BIBLIOGRAFÍA •

Coulson J.M. y Richardson J.F. Chemical Engineering 3a. Edición Pergamon Press Vol. 1, 1977 pp 379-384.

•

Hewett G.A. y Hilton P.A. Torre de Enfriamiento de Agua (columna evaporadora) Notas de funcionamiento

•

P.A. Hilton LTD Engineers Horsebride M:11, King’s Somborne Inglaterra pp 7/4 -7/7

•

Norman W.S. Absorption Distillation Cooling Towers, 2da. Edición Longmans, Gran Bretaña 1962, pp. 82-88

•

González Herrera Ángel M. y Valiente Barderas Antonio Prácticas de Laboratorio de Transferencia de Masa Sección de Impresiones de la F.Q. de la UNAM. 1985 PP 51.

Experimento 2. CURVAS DE SECADO

1. OBJETIVOS a) Secar un material sólido y obtener los diferentes periodos de secado en condiciones de operación constantes. b) Determinar experimentalmente humedad, velocidad y tiempo crítico. c) Analizar curvas características de secado en función del tiempo.

2. TEORÍA BÁSICA La operación de secado consiste en la eliminación de un líquido contenido en un sólido, por medios térmicos. Los contenidos de humedad son generalmente bajos en comparación con la cantidad de sólido. El secado generalmente es la etapa final de una serie de operaciones y el producto obtenido de un secador, queda frecuentemente listo para el envasado final. El contenido de humedad de una substancia seca varía de un producto a otro. En algunos casos el producto no contiene agua y se denomina "totalmente seco". Sin embargo, lo más frecuente es que el producto contenga algo de agua, por ejemplo, la sal de mesa seca contiene alrededor de 0.5% en peso de agua; el carbón seco: 4%; la caseína seca del orden de 0.8% etc. El término secado es relativo y significa solamente que hay una reducción en el contenido de humedad desde un valor inicial hasta un final. Velocidad de Secado La capacidad de un secador térmico depende de la velocidad de transmisión de calor y de la velocidad de transferencia de masa. Puesto que la humedad tiene que evaporarse, hay que suministrar calor de secado a la zona de evaporación, que puede estar en ó cerca de, la superficie del sólido o bien dentro del mismo, dependiendo del tipo de material y de las condiciones del proceso. La humedad debe fluír a través del sólido como líquido o como vapor, y como vapor, desde la superficie del sólido hasta el seno de la cámara de secado.

Mecanismo del secado de sólidos En la práctica del secado se encuentran dos clases de sólidos. Aunque muchos sólidos se encuentran comprendidas entre estos dos extremos, es conveniente suponer que el sólido es POROSO o NO POROSO y en cualquier caso puede ser también HIGROSCÓPICO o NO HIGROSCÓPICO. Las características del secado de un sólido determinado pueden examinarse teniendo en cuenta la forma en que varía la velocidad de secado con las condiciones de operación y lo que sucede en el interior del sólido durante el secado. Curva de velocidad de secado Para estudiar el mecanismo de secado en condiciones constantes, es conveniente representar la velocidad instantánea de secado en función de la humedad libre instantánea, como lo indica la figura 1.

Figura 1. Esta es una curva característica de secado que refleja el paso del sólido por distintos períodos a medida que la humedad del sólido se reduce desde un valor inicial elevado Xi hasta el pequeño valor final, que puede incluso ser la humedad de equilibrio Xe.

Periodos de Secado. Análisis De la figura 1, en el periodo I la velocidad de secado aumenta o disminuye rápidamente, desde un valor inicial. Su duración es relativamente corta y en algunos experimentos no llega a observarse. En este periodo, se ajusta la temperatura del material a las condiciones de secado. La línea II representa el período de velocidad constante. Se caracteriza porque la velocidad de secado es independiente de la humedad del sólido. Durante este período del sólido está tan húmedo que existe una película de agua contínua sobre toda la superficie de secado y el líquido se comporta como si el sólido no existiera. Si el sólido no es poroso, el líquido evaporado en este período es esencialmente el que recubre la superficie del sólido. En un sólido poroso, la mayor parte del líquido evaporado en el período de velocidad constante proviene del interior del mismo. La línea III representa el período de velocidad decreciente y humedad crítica. al disminuir la humedad del sólido se alcanza un cierto valor para el cual termina la velocidad constante y comienza a disminuir la velocidad de secado. El punto en que termina el periodo de velocidad constante, representado por C, en la misma figura, se llama Punto Crítico. Este punto marca el instante en que el líquido que está sobre la superficie es insuficiente para mantener una película contínua que cubra toda el área de secado. Para sólidos no porosos, el punto crítico aparece aproximadamente, cuando se evapora la humedad superficial; en cambio para sólidos porosos el punto crítico se alcanza cuando la velocidad de flujo de la humedad hacia la superficie no es capaz de igualar la velocidad de evaporación. Al valor de la humedad y de la velocidad que determina el punto C se les llama "Críticos", Xc, Wc. Si la humedad inicial del sólido es inferior a la humedad crítica, no aparece el periodo de velocidad constante. La humedad crítica varía con el espesor del material y con la velocidad de secado y por consiguiente, no es una propiedad del material. El periodo que sigue al punto crítico se llama velocidad decreciente. Es evidente que la forma de la curva de velocidad de secado varía con el tipo de material, el espesor y las variables presión y temperatura.

Cálculo del tiempo de secado El peso del material a secar puede medirse en función del tiempo, en condiciones de presión y temperatura constantes. A partir de esos datos se obtiene la gráfica siguiente: figura 2.

Figura 2. En los cálculos de secado debe tomarse en consideración las secciones mayores de la curva anterior, ya que los factores de control difieren junto con las diferentes porciones de la curva. La velocidad de secado se define como:

W=

m  dX  − A  dθ  Donde: W = velocidad de secado, kg/hr m2 m = masa de sólido seco, kg A = área de la superficie expuesta, m2 kg h2 O X = humedad, kg sólido sec o

θ = tiempo, hr

(1)

La ecuación puede arreglarse para obtener el tiempo de secado y queda:

dθ =

m dX − A W

(2)

Integrando:

∫

θ

0

dθ =

m A

∫

Xf

Xi

 dX  − W   

(3)

Donde: Xi = humedad inicial. Xf = humedad final. Como se puede observar. en la figura 1 hay un periodo en que la velocidad de secado W es constante, siendo el mismo periodo que el de la figura 2, en que -dX/dθ es constante. Si el sólido se seca durante este periodo, Xi y Xf son mayores que Xc, entonces W = constante y el valor que le corresponde es el de la velocidad crítica Wc, por lo que al integrar la ecuación 3 se tiene:

θ=

m (X i − X f ) AW

(4)

Tiempo de secado en periodo de velocidad decreciente Si Xf es menor que Xc el secado se efectúa a velocidad variable, por lo que la ecuación 3 se puede resolver de la siguiente forma: a) Caso general. La ecuación 3 se integra gráficamente a fin de determinar el área bajo la curva con 1 / W como ordenada y X como abscisa, datos que se pueden obtener a partir de la figura 1. b)

Para el caso en que W varía linealmente con X, se toma la ecuación de una recta.

W = mX + b Donde: m = pendiente de la porción lineal de la curva. b = constante. Pero: y

Wi = mXi + b Wf = mXf + b

(5)

(6) (7)

Teniendo que: θ=

m (X i − X f ) Wi m (X i − X f ) In = A (Wi − Wf ) Wf A Wlm

Wlm =

(9)

Wi − Wf W In i Wf

(10)

Si tomamos toda la zona decreciente como una recta, se tiene: θ=

m (X c − X e ) (X i − X e ) In A Wc Xf − Xe

(11)

Ya que: W = m (X i − X e ) =

Wc (X i − X e ) Xc − Xe

(12)

Wi =

Wc (X i − X c ) Xc − Xe

(13)

Wf =

Wc (X f − X e ) Xc − Xe

(14)

Para dibujar las figuras 1 y 2, es necesario determinar y tabular: Tiempo hr.

W=

Peso total

m∆X A∆θ

Humedad X

Velocidad de secado W

(15)

(15)

3. PARTE EXPERIMENTAL 3.1 MATERIAL REQUERIDO

• • • • • • • •

charolas cuchara de albañil espátula probeta de un litro guantes de asbesto cronómetro balanza de humedad balanza granataria

3.2 SERVICIOS AUXILIARES

• • •

Energía eléctrica Vapor Vacío

3.3 SUSTANCIAS O CORRIENTES DE PROCESO Arena de malla 40

3.4 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO CLAVE DR- 500

EQUIPO Secador

EA - 500

Intercambiador de calor

PV _ 500

Bomba de vacio

Figura 3. CARACTERÍSTICAS Servicio:Secado de sólidos. Tipo: Charolas al vacio Número de charolas: 5 Capacidad: Operación: Manual con cierre hermético Material de construcción: fierro fundido. Marca Devine Servicio: Condensa vaporizaciones Carga Térmica: Area de transferencia de calor: Tipo :Doble tubo Material de construcción: Fierro fundido Servicio: Vacio en secador Tipo: Desplazamiento centrífugo Capacidad: Presión de operación Accionador: Motor eléctrico Tipo: Inducción jaula de ardilla Potencia:1/4 Hp Velocidad de giro 1750 RPM

Equipos disponibles: a) Secador de charolas a vacío Devine b) Secador de charolas Armfield. Importancia del secador de charolas que opera con vacío Algunos materiales no se pueden secar en forma satisfactoria dentro de aire a presión atmosférica normal, en virtud de que se deterioran a las temperaturas que se necesitan obtener para llegar a una proporción razonable de secado; o bien, por otra parte, porque son capaces de reaccionar con el oxígeno del aire. Este es fundamentalmente un método de secado muy caro que se puede aplicar solamente a productos de gran precio unitario.

3.5 DIAGRAMA DE FLUJO

Bomba Nash La bomba de vacío representada en la figura 3, es una bomba de tipo desplazamiento centrífugo que consiste en un rotor redondo con múltiples aspas curvadas hacia adelante, dispuestas entre bridas que giran alrededor de un eje hueco que presenta cuatro orificios dispuestos en los cuatro cuadrantes, dos de los cuales funcionan como orificios de admisión y los otros dos como de descarga; los orificios comunican por el citado eje con las correspondientes tuberías de aspiración y de impulsión. El rotor gira dentro de una caja de sección elíptica y no toca a la superficie interna en ningún punto. El cierre hidráulico se mantiene mediante un líquido que gira arrastrado por las aspas, adaptándose a la forma geométrica de la caja a causa de la fuerza centrífuga, por lo cual se separa y se acerca dos veces al eje durante una revolución completa.

Fig 3. Sección transversal de una bomba de vacío. Este movimiento del líquido actúa a modo de pistón en los espacios libres entre las aspas, provocando la aspiración del gas y descargándolo en el cuarto de revolución siguiente a una presión mayor. Todos los cierres de esta bomba son seguros, eliminándose en ella, practicamente, todo rozamiento entre metales. El aparato puede trabajar sin dificultad con gases húmedos o que arrastren salpicaduras de líquido. A la bomba se le agrega una pequeña cantidad de líquido contínuamente para compensar el calentamiento producido por el calor de compresión. El residuo se descarga de la bomba en el aire y es retirado por un simple deflector separador.

3.6 TÉCNICA DE OPERACIÓN PARA SECADOR DE CHAROLAS A VACÍO 1) Abra el secador y conecte la línea de vapor. La presión del vapor no debe exceder de 2.0 kg/cm2 pues de otro modo el equipo no resiste. 2) Coloque el material a secar en las charolas que se tienen expresamente para ese fin. Se debe saber la cantidad de sólido seco del cual se parte y la cantidad de agua por agregar, pues de esta manera se conoce la humedad inicial de las muestras. 3) Determine el área de transferencia, que en este caso es la superficie de la muestra que se encuentra expuesta al aire. 4) Coloque las muestras dentro del secador. Cierre y aplique vacío accionando la bomba Nash. 5) Anote el tiempo de entrada y cada 10 min. rompa el vacío, abra el secador y pase las charolas con las muestras. 6) Durante la operación alimente agua al cambiador de calor. El condensado se puede extraer de tiempo en tiempo.

4. FORMATO DE LA INFORMACIÓN EXPERIMENTAL SECADOR DE CHAROLAS A VACÍO MATERIAL: ARENA

OTRO MATERIAL:

masa arena seca=

kg

masa sol seco =

kg

masa H2O adic =

kg

masa H2O adic =

kg

charolas largo = m ancho = m área de secado = tiempo min.

m2 masa kg

largo = ancho =

m m

área =

m2

tiempo min.

masa kg

GRUPO: ____________________________________________________ _ _ _ FECHA: ____________________________________________________________ PROFESOR: _________________________________________________ OBSERVACIONES: ___________________________________________________ ____________________________________________________________________

5.CONTENIDO DEL INFORME DE LA PRACTICA a) Título b) Objetivo c) Descripción del proceso d) Representación del proceso en un diagrama de flujo e) Formato con los datos experimentales f) Desarrollo de cálculos con:

• • • • •

Una gráfica de humedad vs tiempo. Una gráfica de velocidad de secado vs tiempo Una gráfica de velocidad de secado vs humedad Determinación de la humedad crítica y la humedad de equilibrio Predicción del tiempo de secado cuando xi > xf > xc y cuando xe < xf