Transferencia De Masa, Secado En Spray

PRACTICA No.2

SECADO EN SPRAY

Introducción.

El secado por aspersión, pulverización o "spray drying" se utiliza desde principios del siglo XX. Aunque existen patentes para el SA de huevos y leche desde 1850, la atomización industrial de alimentos apareció en 1913 en un proceso desarrollado para leche por Grey y Jensen en 1913. El primer equipo rotativo lo desarrolló el alemán Kraus (1912) pero, comercialmente se conoció gracias al danés Nyro (1933).

El Secado por Atomización, Secado Spray es también usado para la preservación de los alimentos. Mediante este proceso simple y ultrarrápido, se consigue secar los sólidos y sólidos solubles, con alta calidad , preservando las características esenciales de los mismos. Este proceso también ofrece ventajas en la reducción de los pesos y volúmenes.

Genéricamente se pueden atomizar soluciones y papillas alimenticias; como ejemplos concretos están el café, té, los ovoproductos, los jugos o concentrados de frutas, mezclas de helados, sueros, mantequilla, queso, proteínas comestibles y extractos de carne.

Componentes de un sistema de atomización.

Los elementos de un secador de este tipo son:

• Unidad de concentración

• Atomizador

• Cámara de secado

• Sistema de manejo de aire

• Sistema de separación

• Sistema de transporte y enfriamiento

La unidad de concentración es un evaporador que lleve el producto hasta concentraciones entre 30 y 55% de sólidos.

El atomizador puede usar energía de presión (toberas de presión), energía cinética (toberas de dos fluidos o atomización neumática) o energía centrífuga (discos rotativos). En cualquier caso se busca crear la máxima superficie posible para la evaporación con un tamaño de gota lo más homogéneo posible.

La cámara de secado más común es de tipo cilíndrico con un cono inferior que hace un ángulo con la vertical entre 40 y 60º para que pueda ser retirado de allí el polvo por gravedad. Esta unidad está aislada térmicamente para reducir pérdidas energéticas. Su tamaño varía desde unos metros hasta 30 metros de altura en las unidades más grandes.

Típicamente, el aire utilizado en la operación tiene temperaturas de entrada entre 100 y 300ºC .Para alimentos termoestables como el café pueden usarse hasta 250ºC mientras que para materiales delicados como leche o huevos pueden manejarse 100ºC o menos. Las temperaturas de salida del aire oscilan entre 50º y 100ºC. El calentamiento del aire se hace por métodos indirectos (vapor, gas o aceite como medios calefactores) o directo (gas o electricidad) y presenta distribuciones como las que se muestran en la figura anterior.

Mentefacto

Sólidos en polvo Reducción de

Granulados pesos y

Aglomerados volumen

Diagrama de flujo

Resumen

El secador spray se utiliza dentro de la práctica de leches para la producción de leche en polvo. Al secador se alimenta leche descremada con un contenido de agua del 95 por ciento en base humedad y se pone en contacto paralelo con aire a 120ºC (previamente calentado por combustión de metano). Con esta operación se obtiene una partícula de polvo de una humedad deseada. El alimento es atomizado por medio de un sistema de disco centrífugo de velocidad de rotación variable.

Objetivos.

• Estudiar el funcionamiento de un secador spray.

• Determinar la influencia del caudal de alimentación, el tiempo de operación y de la temperatura del aire de secado.

• Elaborar la curva de operación del sistema planteado en la práctica.

Lista de equipos

• Secador spray

• Calentador de aire (por combustión de metano)

• Soplador de aire

• Â Tanque de almacenamiento de leche en polvo

• Transportador de tornillo

• Ciclón

Restricciones

• Las gotas y partículas atomizadas se distribuyen uniformemente dentro del secador y su tiempo de residencia coincide con el del aire de secado.

• Las pérdidas de calor hacia los alrededores se consideran despreciables.

• No se consideran pérdidas significativas por arrastre de leche en polvo, en la corriente saliente de aire.

• El aire no se satura durante su recorrido al interior del secador.

• La diferencia de temperatura entre la entra y la salida de aire es de 20ºC.

PROCEDIMIENTO

El usuario variar el flujo de leche alimentada al secador, la temperatura del aire de secado y el tiempo de operación del equipo en un día de trabajo; se determinar el tiempo que transcurre para que la gota cambie su humedad y se convierta en partícula de polvo. Además se determinar la cantidad de leche en polvo producido, en unidades de nivel del tanque de almacenamiento. Por último el usuario tendrá que registrar el caudal del aire necesario para el secado.

Variables de entrada.

• Caudal de leche descremada alimentada al secador.

• Temperatura del aire de secado.

• Tiempo de operación del equipo para una jornada de trabajo.

Variables de salida.

• Caudal del aire de secado.

• Nivel de leche en polvo producido, en el tanque de almacenamiento.

SECUENCIA

Para ingresar a la simulación de secado en spray se deben activar los equipos e instrumentación como se muestra a continuación.

• Se Inicia con el Mínimo de Caudal de 0,000068 m3/Seg, y se sigue aumentando de conforme se encuentran estipulados en la práctica, hasta llegar al máximo de 0,00017 m3/Seg

• La temperatura se mantiene constante para un

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