Secador de Lecho de Fluido

SECADOR DE LECHO FLUIDO ASISTIDO POR ULTRASONIDOS DE POTENCIA

INSTITUTO TECNOLOGICO DE LA LAGUNA CARRERA DE INGIENERIA MECÁNICA

TALLER DE INVESTIGACIÓN 1 MAESTRA: MIRNA DELGADO

IINTEGRANTES: JOEL ANTONIO SOSA LARA EDUARDO LOPEZ URQUIZO

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SEPTIMO SEMESTRE (ENERO-JUNIO DEL01!"

ANTECEDENTES DEL PRO#LEMA El uso de equipos de lechos fluidizados, ha abierto amplias posibilidades para el mejoramiento de varias tecnologías industriales. La aplicación de lechos fluidizados representa una aproximación al problema de incrementar la velocidad de transferencia de calor entre paredes visuales y corrientes de proceso. En muchos casos las propiedades de los lechos fluidizados permiten la conversión de procesos horneados no deseables en operaciones continuas. La automatización es tambin facilitada llevando acabo procesos en lechos fluidizados.

!in embargo, el desarrollo de equipos de lechos fluidizados había sido obstaculizado por un insuficiente estudio especializado, y por el retraso en la sistematización y generalización de material disponible. Existen sin embargo ciertos procesos en los que todavía se pueden correr ciertos riesgos por lo que no son muy usados. En ciertos campos se ha abandonado pues, los procesos por lechos fluidizados, como en la industria química fina y en la industria farmacutica. Estos problemas se refieren a la degradación trmica y seguridad, y son consecuencia de que, en el proceso de secado a altas temperaturas o largos tiempos de residencia, se puede suscitar la degradación parcial de los productos sensibles a la temperatura.

El ultrasonido de potencia representa una tecnología novedosa, la cual ha creado bastante interés debido a sus efectos promisorios en las áreas de procesamiento y conservación de alimentos, sin embargo, y aunque actualmente es considerada una tecnología emergente el uso de la tecnología de ultrasonido no se ha promovido para su aplicación en productos comerciales. Solo se ha reconocido como una tecnología que asisteo ayuda en la modicación de procesos o meora de los e!istentes. dene ultrasonido como una forma de energía que viaa en ondas de sonido iguales o mayores a "#### vibraciones por segundo las aplicaciones de elevada intensidad son aquellas en la que la energía ultrasónica se utili$a para producir cambios permanentes en el medio tratado.

PLANTEAMIENTO DEL PRO#LEMA El secador de lecho fluido convencional no cuenta con una alta eficiencia ya que existen procesos donde se tratan materiales que son altamente sensibles al calor como es el caso de productos alimenticios. "tro problema que se presenta continuamente en los secadores es que los materiales a secar  contienen altos índices de humedad y se requiere de un extra para terminar de secar las partículas es donde entraría el potenciador ultrasónico.

O#JETIVOS GENERALES DE LA INVESTIGACIÓN #resentar el dise$o, desarrollo y caracterización de un transductor ultrasónico, así como su posterior adaptación a un sistema de secado por lecho fluido, con el objetivo de incrementar la tasa de secado sin afectar a la estructura del lecho aire%partícula.

O#JETIVOS ESPEC$FICOS DE LA INVESTIGACIÓN &.'(umentar la falta de potencia del secador de lecho de fluido convencional.

).'(gregar un campo ultrasónico de alta intensidad al lecho fluido que acelere el proceso de secado. *.'+isminuir la elevada tendencia al desgaste y a la aglomeración de las partículas fluidizadas. .' -ncrementar la habilidad de las partículas para fluidizar, evitando tanto el asentamiento como la aglomeración de las mismas, y mejorando, por tanto, la estructura del lecho.

JUSTIFICACIÓN DEL PRO%ECTO abe destacar la falta de potencia del secador de lecho de fluido convencional al no representar  una aplicación en la que se precise evitar los efectos de la temperatura para preservar la calidad del producto agregando un potenciador ultrasónico que permita el secado de los alimentos en un menor tiempo y asi evitar los problemas sobre las prdidas de nutrientes en el proceso. !e planea que con el potenciador disminuyan considerablemente los índices de quemado de gases en el secador convencional y asi en tan solo medio a$o recuperar el capital gastado en el potenciador. /ambin lograremos brindar un excelente servicio para que en menos de un a$o estos potenciadores se esten usando en la mayoría de empresas donde usen secadores en la región.

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN A EMPLEAR omo primer paso vamos redise$ar la c0mara que tiene forma cilíndrica para que vibre en un modo de resonancia de tal forma que permita obtener, por la propia vibración, un campo ac1stico de alta intensidad en su interior. En otras palabras el transductor que se le agregara consistir0 en un cilindro vibrando a flexión, en cuyo interior circulara el lecho fluido, excitado por un vibrador  compuesto por un transductor s0nd2ich y un amplificador mec0nico. +el cual el cilindro ser0 de la siguiente manera3 •

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4aterial3 !e ha seleccionado el aluminio debido a sus óptimas propiedades el0sticas, presentando a su vez menos problemas trmicos que otros materiales con propiedades similares. 5eometría3 El objetivo buscado es maximizar la energía radiada al lecho fluido mediante un sistema altamente resonante. #ara ello, es necesario hacer resonar tanto el cilindro met0lico como el volumen de aire contenido en su interior. +e esta forma se han tenido en cuenta las siguientes consideraciones3

Longitud, espesor y radio externo del cilindro 6 7esonancia cilindro met0lico con el fin de obtener  un modo propio a la frecuencia de trabajo con un cierto n1mero de líneas nodales en la dirección axial y ninguno en la dirección radial. (sí se produce un efecto homogneo en el lecho fluido, ya que todas las partículas atraviesan el mismo n1mero de zonas con m0xima intensidad ac1stica. #or tanto, el radiador ultrasónico desarrollado consiste en una c0mara cilíndrica en aluminio de di0metro externo &&8mm, di0metro interno &88mm y longitud *&8mm. #ara la frecuencia prevista de trabajo, )).)9:;r? del modo de trabajo, su conductancia =5?, que permite realizar una correcta adaptación de impedancias =@?, la capacidad interelectródica =o? que permite calcular la bobina de compensación =Lo? y así eliminar la parte reactiva de la impedancia del transductor, con el cual se espera obtener los siguientes valores.

Aa una vez hecho lo anterior se esperan obtener con este sistema combinado consisten principalmente en la aceleración del proceso de secado, mediante los efectos de viento ac1stico, presión de radiación y presiones y depresiones ac1sticas periódicas, al mismo tiempo que se permite la aplicación de temperaturas m0s bajas. /odo ello, repercute en la preservación de la calidad del producto, en la disminución de los tiempos de tratamiento, y en la reducción del consumo energtico. El mantenimiento que se le dar0 al equipo es el siguiente3 !e checara la parte de la instrumentación que viene siendo el transductor ultrasónico de potencia, los sensores de temperatura, los manómetros de presión etc. Esto se har0 cada mes y en caso de que estuviese fallando algo se cambiara inmediatamente por  uno igual para que siga funcionando igual, esto con la ayuda de nuestro operador e instrumentista. /ambin se le dar0 un mantenimiento predictivo a las partes que integran al secador por medio de aparatos como vibrometro digital, l0mpara termografica, analizador de ultrasonidos para así checar  que no haya fallas, esto se har0 cada mes con la ayuda de los ing. 4ec0nicos y del operador.

#I#LIOGRAFIA: B.(.5allego,>.C0zquez,/.!.Aang,B..50lvez,5.7odríguez,&DD9. Procedeetdispositif déshydratation. #atente -nternacional n#/%E#D98&D*F

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B. !. 4. Gotterill, >luid'Ged