Se requiere secar muestras de pimiento, determinar cómo varía el tiempo de secado en cada muestra para lograr que alcancen la humedad de equilibrio

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Cuestionario

- Definir los siguientes conceptos: humedad libre, humedad crítica, humedad ligada, periodo de secado antecritico, periodo de secado poscrítico.

Humedad libre: Es la humedad del sólido; que es la humedad que está en exceso con relación a la humedad de equilibrio. Es ésta la humedad que se puede evaporar y depende de la concentración de vapor en la corriente gaseosa.

Humedad crítica: humedad en la cual la rapidez de secado deja de ser constante y pasa a ser decreciente con el tiempo.

Humedad ligada: se refiere a la humedad contenida en una sustancia que ejerce una presión de vapor en el equilibrio menor que la del líquido puro a la misma temperatura. Es decir, es la humedad de equilibrio del sólido en contacto con el aire saturado a cierta temperatura.

Humedad en el equilibrio: es el contenido de humedad de una sustancia que está en el equilibrio con una presión dada del vapor.

Periodo de secado ante-crítico: durante la operación de secado, es el periodo antes de llegar a la humedad crítica, en el cual la rapidez de secado es prácticamente constante.

Periodo de secado post-crítico: es el periodo de secado después de haber pasado la humedad crítica, en el cual rapidez de secado decrece con el tiempo.

- Explicar los fenómenos de capilaridad y difusión durante el secado de sólidos.

Difusión líquida: Se puede producir la difusión de la humedad líquida debido a los gradientes de concentración entre las profundidades del sólido, donde la concentración es alta y la superficie donde ésta es baja.

Movimiento capilar: La humedad no límite en sólidos granulares y porosos tales como arcillas, pigmentos de pinturas y otros semejantes, se traslada a través de capilares e intersticios de los sólidos mediante un mecanismo que implica tensión superficial. Los capilares se extienden desde pequeños receptáculos de humedad dentro del sólido hasta la superficie de secado. A medida que se lleva a cabo el secado, al principio la humedad se traslada por capilaridad hacia la superficie con suficiente rapidez, siendo constante el régimen de secado.

Difusión de vapor: Especialmente si se suministra calor a una superficie de un sólido mientras en otra el secado continúa, se puede evaporar la humedad debajo de la superficie, difundiéndola hacia afuera como vapor. También se puede evaporar debajo de la superficie, las partículas de humedad existentes en sólidos granulares en forma aislada de la porción mayor de humedad que fluye a través de los capilares.

- Determinar la velocidad del aire en la cámara de secado, utilizando la velocidad del aire a la salida del secador y las características geométricas de la cámara de secado.

Como el flujo es el mismo podemos igualar:

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El área de salida es una sección circular y la del ducto es cuadrangular

Área de salida: D=250mm; r =0.125m

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Área de ducto: A= (0.45m)2 = 0.2025m2

Para v=3.9m/s

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- A partir de los datos experimentales obtenidos complete las tablas 3 y 4.

Ver resultados

- A partir de los datos experimentales construir las curvas de secado:

Gráfica 1: Masa del sólido húmedo vs tiempo.

Gráfica 2: X [kgH2O. kgss-1] vs tiempo

Gráfica 3: -X/t (rapidez de cambio de la humedad) vs X promedio.[pic 12]

Gráfica 4: Rapidez de secado W [kgH2O.s-1.m-2] vs X promedio

Nota. Tomar en cuenta la humedad inicial de material determinada con la termo balanza. Ver resultados.

- edad crítica y tiempo crítico de secado para el material experimentado.

Humedad critica en X= 5.2g agua/g solido seco

Si masa solido seco= 56 g

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- Calcular la humedad libre en el punto crítico.

La humedad libre se calcula: Xlibre=X-Xeq

En el punto crítico X=4.7

De la grafica: Xeq = 3

Xlibre= 4.7-3 = 1.7

- ¿Cual es la humedad de equilibrio para las dos muestras?

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- ¿En qué tiempo se alcanza la humedad de equilibrio para cada espesor del material húmedo experimentado?

Tiempo= 140 min = 2 horas 20 min

- Representar en la carta psicométrica a 585 mm Hg la trayectoria del aire a través del secador.[pic 17]

- Calcular la presión parcial del agua en el aire de secado (antes de tener contacto con el material).

Para el aire de entrada tenemos que Ye* es de 0.013gH2O.gs/s

Se sabe qué [pic 18][pic 19], entonces aplicando esta ecuación se tiene que:

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Que es igual para el caso del aire que entra al calentador, entonces, la presión parcial del agua en aire de secado es:

Pagua= 0.021*585mmHg = 12mmHg

- Calcular la presión de vapor del agua en la superficie del sólido, P°H2O. (Ec. De Antoine o equivalente).