Secadores en La Industria de Alimentos

 

SECADORES INDUSTRIALES

ALEXA ALE XANDE NDER R OLI OLIVE VERA RA PE�A  

OPERACIONES UNITARIAS II

UNIVERSIDAD DE CORDOBA FACUL FAC ULTAD TAD D DE E ING INGENI ENIER ER�A PROGRAMA PROG RAMA D DE E INGE INGENIE NIER R�A DE ALI ALIMENT MENTOS OS 2017

 

SECADORES EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS De todas las las operaciones operaciones unitarias unitarias en Ingenier�a, el secado secado el seca secado do probable prob ablemen mente te es d de e aplicac aplicaci i�n m�s amp amplia lia e en n la in indus dustria tria, , y una b buena uena apreciaci apreciac i�n del mecanismo mecanismo de secado secado y del equipo disponible disponible es muy importante. importan te. Esta operaci operaci�n es una actividad actividad cotidiana cotidiana que que se real realiza iza diariame diar iamente nte y que t tiene iene sus o or r�gen genes es de desde sde l la a ant antig ig�edad edad. . As� mism mismo, o, el se secado cado es es un tem tema a interdi interdiscip sciplina linario rio y mu muy y ampl amplio, io, as� com como o un proceso muy muy intensivo. intensivo. El uso uso de equipos equipos modernos modernos y bien dise dise�ados, con altas efectividade efectividades s t�rmicas, ju juegan egan un papel papel importante importante a la hora de lleva llevar r a cabo cab o l la a o ope perac raci i�n. Defin Def inici ici�n de Se Secad cado. o. El proceso proceso d de e seca secado do se de defin fine e como l la a remoci remoci�n de sustan sustancias cias v vol ol�tile tiles s (a lo que se le conoce como humedad) de una mezcla que se encuentra en un producto prod ucto s�lido por medi medio o de calo calor. r. E Esta sta def definic inici i�n ex exclu cluye ye l la a co concen ncentra traci ci�n de una so soluc luci i�n o u una na m mezc ezcla la p por or eva evapor porac aci i�n y des desec ecaci aci�n me mec c�nica nica p por or fil filtro tros, s, presa pre sas s o cen centr tr�fugas fugas. . Humedad: El co Humedad: conten ntenido ido d de e hum humedad edad de un s�lido lido se ex expres presa a com�nmen nmente te como el peso peso de contenido contenido de humedad humedad por por unidad de peso del s�lido seco o mojado. Es costumbre referirse al contenido de humedad en una base mojada �

pero actua actualmente lmente se han empezado empezado a usa usar c lculos base e seca como en elun secad secado. o. Por un lado, la base mojada expresa larhumedad en de un bas material porcentaje del peso del solido mojado, mientras que la base seca expresa la humedad en un material como un porcentaje del peso de material seco. Razones del secado. Las necesidades para realizar el secado son tan diversas como los materiales que se pueden secar. secar. El alimento alimento en cuesti cuesti�n debe estar listo listo al momento momento de ser llevado al consumidor final. Algunos de ellos deben tener un contenido de humedad espec espec�fica para pod poder er ser prensados, prensados, moldeados moldeados o granu granulados. lados. El costo de transporte frecuentemente depende en el contenido de humedad del producto, por lo que se tiene que encontrar un equilibrio entre el contenido de humedad del producto y el costo de secado. Por otro lado, el secado en exceso es el camino camino a errores errores en el proceso proceso por el el hecho no solo solo de gas gastar tar energ�a innecesaria innecesa ria sino que tambi tambi�n se puede lleg llegar ar a degradar e el l alimento tr tratado. atado.  

 

TIPOS DE SECADORES SECADORES DIRECTOS CONTINUOS. Es la t�cnic cnica a m�s s sim impl ple, e, la m�s e eco con n�mi mica ca y l la a q que ue m�s s se e u usa sa en la actualidad., actualid ad., consta consta de un recinto cerrado cerrado junto junto con un sistema sistema de calefacc calefacci i�n y de impulsi impulsi�n del ai aire. re. Con Con este m�todo, todo, los ga gases ses calien calientes tes (a (aire ire ca calen lentado tado mediante vapor vapor de agua, gases gases de combu combusti sti�n o vapor recal recalentado) entado) se po ponen nen en contacto contacto con el material material h�medo a secar par para a poder facilitar facilitar la tran transferenci sferencia a de calor y de masa, siendo siendo la convecci convecci�n el mecanismo mecanismo princ principalmen ipalmente te implicado arrastrando fuera del secador los vapores producidos. . Secador Secadores es de t�neles neles de b band andeja: eja:

Este tipo de se secado cador r est� for formado mado por u un n t�nel, por e el l cua cual l pas pasan an bandejas o carretillas carretillas con el el material material a secar, dentro de del l t�nel, se ha hace ce fluir, generalmente a contracorriente, aire caliente, el cual sirve para secar seca r los s�lidos. lidos. E Este ste t tipo ipo d de e seca secador dor e es s t�pic pico o de la i indus ndustria tria alimenticia. A diferencia de los secadores de bandejas, en este caso, el �rea superficial, no es tan importante, debido a que la velocidad del aire y el tiempo de estad�a dentro de del l secador pueden variar variar en un rango muy amplio, ende, estos secadores utilizados para materiales grandes.por En la tabla 1 se muestranson lasmuy principales ventajas e inconven inco nvenien ientes tes de un secado secador r de t�nel en en fun funci ci�n del tiem tiempo po de f fluj lujo o de aire de secado. Tabla 1. Principal Principales es ventajas ventajas e inconveniente inconvenientes s de un secador secador de t�nel Tipo de flujo de aire Ventajas Inconvenientes

Flujo paralelo o concurrente R�pi pida da de desh shid idra rata taci ci�n inicial. inic ial. Poca cont contrata rataci ci�n del alimento. Poca densidad dens idad .Poc .Poca a al alter teraci aci�n del alimento por el calor. Sin ries riesgos gos de alte alteraci raci�n. Dif�cil con consegu seguir ir bajo bajos s contenidos en agua residual ya antes de su salida del equipo, se somete a un flujo de aire templ tem plado ado y h�me medo. do.   Flujo contracorriente

 

Menor consumo energ ener g�tico tico. . Ba Bajo jo c conte ontenid nido o en agua residual. Retracci�n de Retracci del l p produ roducto cto y posi posibl ble e da�o t�rm rmic ico. o. Riesg Rie sgo o de al alte terac raci i�n.   De evacu evacuac aci i�n centr central al Posee las ventajas tanto del flujo en paralelo como el de contracorriente, pero inferiores a los de Son Son m�s c car aros os y complicados que los de flujo de aire en una sola dire direcc cci i�n.

 

secadores de flujo transversal.

Flujo trasversal Las condiciones durante la deshi des hidra drata taci ci�n se controlan con facilidad ya que constan de zonas que se controlan por separado. Son m�s co compl mplic icado ados s y caros car os d de e in inver versi si�n y de funcionamiento.

Figura Figu ra 1 1. . S Secad ecador or d de e t�nel . Secador rotatorio:

El secador secador rotatorio rotatorio constituye constituye una de de las formas formas m�s ampliam ampliamente ente utilizadas para el secado, de una amplia gama de materiales, a nivel industrial, industri al, en forma forma r�pida y con bajo costo costo unitario unitario cuando s se e trata de grandes cantidades; forman un grupo muy importante desecadores, son adecuados para manejar materiales granulares de flujo libre que pueden arrojarse sin temor de romperse. En la figura 2 se muestra un secador de aire caliente directo a contracorriente contraco rriente. . El s�lido por sec secar ar se introduce introduce continuamente continuamente en uno de los extremos de un cilindro giratorio, como se muestra, mientras que el aire caliente caliente fluye por por el otro extremo. extremo. El cilindr cilindro o est� instalad instalado o en un peque�o �ngulo con respecto a la horizont horizontal. al. En el extremo de alime ali menta ntaci ci�n del s�li lido, do, uno unos s cuant cuantos os elev elevad adore ores s esp espira irale les s peq peque ue�os ayudan a impartir impartir el movimiento movimiento inicial inicial del s�lido hacia adelante, adelante, an antes tes de que este llegue a los elevadores principales.

 

  Figura 2. Secador rotatorio. . Secadores por cinta transportadora

El principio de un secador con cinta transportadora es similar al del secador tipo tipo t�nel, exce excepto pto porque porque el producto producto es transportad transportado o por medio de un sistema sobre una cinta. La configuracion mas comunmente comunmen te usada en en la pr�ctica consiste consiste en pasar aire aire calient caliente e directamente a traves de la cinta y capas del producto.

Figura 3. Configuraci Configuraci�n de un sec secador ador por cinta cinta transportado transportadora ra   . Secador de lecho fluidizado:

El secador de lecho fluidizado funciona bajo el principio de secado directo, es decir de contacto directo entre aire o un gas calentado y el producto, lograr transferencia calor transferencia de lec masa. �mara de aire corriente corrient e para de gas del del proceso ingresade por por la cy aire del lecho ho La fluidizado fluidiza do pasando a trav trav�s de la placa dis distribuido tribuidora ra de gas, que ret retiene iene los s�lido lidos s arri arriba. ba. Es Este te pro proceso ceso d de e flui fluidiz dizaci aci�n del se secad cador or de le lecho cho fluidizado es efectivo para operaciones como secado, calentamiento, enfri enf riami amien ento, to, cal calci cinac naci i�n, r rea eacci cci�n, e elim limin inaci aci�n de pol polvo vo o aglo aglome mera raci ci�n.

 

Algunas aplicaciones en la industria de alimentos son: SECAR EFICIENTEMENTE Por ejemplo productos extruidos: Productos extruidos Productos extruidos de masas masas h�medas se p pueden ueden secar secar en el le lecho cho fluidizado de manera eficaz y suave. PROTEGER LAS AROMAS Por ejem ejemplo plo ace aceite ite de l lim im�n: Con la la gra granul nulac aci i�n por p pulv ulver eriza izaci ci�n y la micro micro-e -enca ncapsu psula laci ci�n el ar aroma oma l�qui quido do d de e li lim m�n se enc encap apsul sula a en un una a matri matriz z s�lida lida y se d dist istri ribuy buye e homog�nea-ment nea-mente. e. El producto producto final final es un granulado granulado de aroma aroma libr libre e de polvo, compacto compacto y protegido protegido contra contra la luz y la oxidaci�n. ESTABILIZAR LAS SUSTANCIAS ACTIVAS Por ejemplo enzimas: Enzimas l�quidas se pulverizan pulverizan sobre una una sustancia sustancia portadora portadora y se secan cuidadosame cuidadosamente. nte. La actividad actividad enzim enzim�tica se ma mantiene. ntiene. E El l granulado de la sustancia activa es de flujo libre y puede ser procesado final sin problemas. ESTABILIZAR LAS MEZCLAS Por ejemplo ejemplo d distribu istribuidor idor autom autom�tico d de e bebi bebidas: das: Mezclas Mezcl as d de e po polv lvo o de l lec eche he en en po polv lvo, o, az az�car car, , ca caf f� ins instan tant t�neo y ar arom omas as se convierten convierten en un compuesto compuesto altamente altamente soluble soluble y libre de de segrega segregaci ci�n con una densidad aparente definida. LIGAR EL POLVO FINO Por ejemplo pesticidas: Con la la agl aglomer omeraci aci�n o la gr granu anulaci laci�n se pr produc oduce e un pr produc oducto to li libre bre d de e polvo que que es seguro seguro de manejar y f�cil de dosificar. dosificar. INSTANTENIZAR LAS BEBIDAS Por ejemplo bebidas de chocolate: Formaci�n de aglo Formaci aglomer merados ados li libre bres s de polv polvo, o, bien dosif dosificab icables les y f�cil cilment mente e solubles solu bles que s se e dis disuelv uelven en r�pida pidament mente e en el l�quido. quido. Un prod producto ucto muy homog homo g�neo de c color olor oscur oscuro o inte intenso. nso.

 

Secador De Lecho Fluidizado Pdf Free Download (included: drug ... FACILITAR EL TABLETEADO Por ejem ejempl plo o f�rm rmaco acos: s: Granulaci Granulac i�n de una mezcla mezcla de sustancias sustancias activas activas para para realiz realizar ar una distribuci distribu ci�n homog homog�nea de de la su susta stancia ncia acti activa va y pa para ra aj ajust ustar ar una dist distri ribu buci ci�n de ta tama ma�o de pa part rt�cula cula d def efin inid ida. a. MEJORAR LA SOLUBILIDAD Por ejemplo curry en polvo: Debido a su alto contenido de grasa la materia prima es poco soluble, como polvo polvo instant�neo se puede puede preparar preparar en agua caliente caliente d de e forma r�pida y l libre ibre de g grumo rumos. s. FORMAR LOS LIQUIDOS Por ejemplo extracto de malta: El extracto concentrado se puede transformar en un granulado seco. En esta est a fo form rma a es m�s estab estable le, , durad durader ero o y vers vers�til que que en f for orma ma l�qui quida da. .   Figura 4. Esquema t�pico de un gasifica gasificador dor en un lecho lecho fluid fluidizado izado . Secadores cascadas

Este tipo de secadoras secadoras son usadas usadas en el secado secado de granos. granos. Es Estas tas est�n compuestas por unas persianas por donde entra el aire mientras el grano desciende por ellas en forma de cascada continua. Tiene la ventaja ventaja de que no posee posee agujeros agujeros que podr�an tapars taparse e con alguna suciedad suciedad, , y son aptas para para secar secar semillas semillas peque�as.

 

El sistema del paso del aire por persianas permite realizar una limpieza de los granos, ya que las impurezas son arrastradas en la corriente de aire y se se evita que caigan caigan en la la c�mara de aire caliente. caliente. Estos secadores se presentan en dos diferentes tipos de configuraciones, una con un solo plano inclinado, donde la primera secci�n es la de se secado, cado, y una una con dos planos planos inclinados, inclinados, d donde onde el inferior es el de enfriado y el superior el de secado.

Figura 5. Secadora de cascada de un solo plano

Figura 6. Secadora de cascada de dos planos

 

. Secadore Secadores s por ar arrast rastre re neu neum m�tico

En estos secadores los alimentos pulverizados se secan en proceso continuo en en conductores conductores met�licos verticales verticales u horizontales horizontales. . Se trata de equipos de de gran simplicidad simplicidad mec�nica y que por su estructura estructura f favorecen avorecen una econom econom�a de espacio espacio en planta. planta. Se fundamenta fundamenta en que las part�culas a se secar car se conducen conducen en una una corriente corriente de gas a alta velo velocidad, cidad, cada part�cula se rodea rodea completamente completamente por una envoltura envoltura del del gas secante, el calor resultant resultante e y la transferenci transferencia a de masa son son muy r�pidos, adem�s el tie tiempo mpo de seca secado do es mu muy y corto. corto. La gran superficie expuesta al aire, la diferencia entre la velocidad del aire y la del producto y la gran turbulencia originada hacen que la veloc vel ocida idad d de tr trans ansmi misi si�n de calor calor des desde de el gas gas a las las par part t�cul culas as s�lid lidas as suspendidas sea elevada y los tiempos de secado muy breves, pudiendo usarse aire a elevadas temperaturas. Cuando se requieren requieren tiempos de secado largos, los los conductos conductos est�n dispuestos dispuest os de manera manera que el producto producto circule circule por por ellos m�s de una vez hasta su completa completa deshidrat deshidrataci aci�n. En los e equipos quipos dispuestos dispuestos verticalmente, el flujo de aire se ajusta adecuadamente para que las part part�cula culas s se c cla lasi sifi fiqu quen en p por or t tam ama a�os: os: la las s m�s pe pequ que e�as y l lig iger eras as s se e secar sec aran an m�s r�pi pidam damen ente, te, son arr arras astra trada das s antes antes al c cic icl l�n d de e sepa se para raci ci� n, mi mien tras as qu que e de las las m�s Existen p pes esad adas as est t�n m� s t tie iemp mpo o la conducci suspendidas suspendi das enentr el flujo de aire. Exist en es instalaciones instala ciones con conducci�n de trasporte trasporte neum�tico en anillo anillo cerrado cerrado con la finalida finalidad d de aumen aumentar tar el tiempo de contacto aire-producto a costa de reducir la capacidad del equipo, en los que el calentamiento del producto se produce a altas temperaturas durante un tiempo corto. Los secadores secadores neum�ticos son apropiados apropiados para todos todos los productos productos que pueden dispersarse adecuadamente a una corriente de gases y transportarse transpor tarse adem�s resultan adecuados adecuados para para productos productos granula granulados dos y muy divididos divididos como por ejemplo ejemplo almid almidones, ones, harinas, harinas, gr�nulos de pat patata, ata, etc.; que pierdan r�pidamente pidamente su humedad humedad y que no resulten resulten a afectado fectados s por la la ero erosi si�n que sufre sufren n dur durante ante el tr transp ansporte orte. . Tam Tambi bi�n son u usado sados s como secadores secundarios, para finalizar el secado de productos parcialmente deshidratados en otros equipos de los cuales salen con un contenido de humedad de un 25% (leche y ovoproductos en polvo). Sin embargo, no son adecuados para productos muy abrasivos o que no admitan roturas, ni para los que tengan tendencia apegarse en las paredes, as as� como la imposibilida imposibilidad d de realizar el el secado y enfri enfriamiento amiento del producto en un mismo aparato.

Los hay de dos tipos: . Secador Spray El principio principio de este sistema sistema es la obtenci�n de un producto en polvo a partir de un un material material l�quido con concentrado centrado que

 

se pulveriza finamente formando una niebla que entra en contacto con una corriente corriente de aire aire caliente caliente (entre (entre 200 y 300�C para alimentos) alimento s) que act�a como m medio edio calefactor calefactor y fluido de transporte.

En estos sistemas sistemas la la transformaci transformaci�n tiene lu lugar gar mediante mediante una oper operac aci i�n de un una a alim alimen enta taci ci�n l�qu quid ida a (s (sol oluc uci i�n, su susp spen ensi si�n o emulsi emulsi�n) en un produ producto cto se seco co en po polvo. lvo.

�nica nica

La alimentaci alimentaci�n es ato atomizada mizada mediante un disco giratorio giratorio o boquillas boquilla s de aspersi aspersi�n, donde la nube de gotas gotas formada formada entra en contacto directo y por poco tiempo con una corriente de aire caliente cali ente; ; en co consec nsecuenc uencia, ia, s se e pre present sente e una r�pida pida eva evapora poraci ci�n que mantiene bajas temperaturas en las gotas atomizadas, favoreciendo favoreci endo la aplicaci aplicaci�n de altas temperat temperaturas uras en el aire aire de secado sin sin afectar afectar las caracter�sticas del producto. producto. Componen Comp onentes tes del si sistem stema a de atomi atomizaci zaci�n . . . .

Unidad Un idad de c conce oncentr ntraci aci�n Atomizador C�ma mara ra de se seca cado do Sistema de manejo de aire

. Sistem Sistema a de se separ parac aci i�n . Sistema de transporte y enfriamiento

La unidad unidad de concentrac concentraci i�n es un evaporador evaporador que lleva el producto hasta concentra concentraciones ciones entre entre 30% 30% y 55% de s�lidos (Orrego 2003)

Figura 7. Secado por spray

La c�mara mara de se seca cado do m�s c com om�n e es s d de e t tip ipo o c cil il�ndri ndrico co co con n u un n c con ono o inferior que hace hace u un n �ngulo con l la a ver vertical tical entre 40 y 60� para que pueda pued a ser r retir etirado ado d de e all� el polvo polvo p por or gr graved avedad. ad. E Esta sta u unida nidad d est�

 

aislada aisla da t�rmi rmica camen mente te pa para ra re redu ducir cir p�rd rdida idas s energ energ�tic ticas. as. Su tama tama�o var�a desde un unos os metros hasta 30 metros metros de altura altura en las las unidade unidades s m�s g gra rand ndes es. . Los produ productos ctos m�s dif�cil ciles es de s seca ecar r por s spray pray son a aquel quellas las e en n que los s�lid lidos os t tot otale ales s co cont ntien ienen en p poc oco o sopo soporte rte cel celul ul�sic sico o o am amil il�ceo ceo y contienen contiene n azucares azucares o componente componentes s que produzcan produzcan s�lidos higrosc�picos. Actualmen Actualmente te el 80 % de equipos i industria ndustriales les en uso se dedica dedican n a la de deshid shidrat rataci aci�n de le leche che y d deriv erivados ados l�cte cteos, os, y e el l 20 � � % restant restante e cas casi i por c comp ompleto leto a la de deshi shidrat drataci aci n de hu huevo evo, , caf , tomate y glucosa.

Figura 8. Esquema de un secador spray Este tipo de secador secador s�lo se util utiliza iza para manipular manipular fluidos c como omo soluciones y pastas delgadas, de modo que, el fluido se dispersa como gotas gotas finas en una corriente corriente de gas gas caliente caliente donde el l�quido se evapora antes antes de alcanzar alcanzar la pared de la la c�mara. Al f final, inal, se ob obtiene tiene un material seco fino que es llevado por una corriente de gas a un recipiente recipien te recolector. recolector. Los Los gr�nulos sec secos os se forman forman alreded alrededor or de la carcasa carc asa s seca eca p por or di difusi fusi�n del v vapo apor. r. De e esta sta forma forma, , la pr presi esi�n int interna erna de la gota hace que esta esta se hinche hinche y que el gr gr�nulo se haga haga cada ve vez z m�s de delg lgad ado o pe perm rmit itie iend ndo o la la r�pida pida difu difusi si�n d de e la hume humeda dad d a t tra rav v�s de �ste. Post Posteri eriorme ormente nte ocur ocurre re la frag fragment mentaci aci�n del gr�nul nulo o f forma ormado. do.

 

La velocidad se puede regular inspeccionando la cantidad del material que queda adherida en las paredes. La velocidad se ajusta de manera tal que cada gota del spray este completamente seca antes de que esta contacte las paredes de la c�mara d del el sec secado. ado. L La a exce excesiv siva a velo velocid cidad ad de al alimen imentac taci i�n dism disminuy inuye e la temperatura de salida acumulando el material en las paredes de la c�mar mara. a. L La a se sepa parac raci i�n de del l s�li lido do del del g gas as e efl fluen uente te s se e lo logr gra a po por r me medi dio o de un cicl�n. Fi Finalm nalmente ente, , el p produ roducto cto s se e col colecta ecta en l la a c�mara de secado. La velocidad de salida del producto se controla para que la temperatura temperat ura del aire a l la a sa salida lida est� comprend comprendida ida entre 90 �C y 100 �C. Si baja en ex exceso ceso por d debajo ebajo de 90 �C, e el l prod producto ucto resulta resultante nte s ser er� demas dem asiad iado o h�me medo do, , mient mientra ras s que que se des despe perdi rdici ciar ar� ene energ rg�a si la temperatura excede de 100 �C. La correspondiente temperatura del foco h�medo medo est� ent entre re 40 �C y 50 �C. Las tem tempera peratura turas s del mat materia erial l en polvo polvo n no o exc exceder eder�n de la t tempe emperatu ratura ra de del l foc foco o h�medo medo, , sie siempre mpre que el sistema sistema este dise�ado para ev evitar itar una larga larga permanencia permanencia d de e polvo seco en el sistema conductor.

. Secadores Flash

En un seca secadero dero flas flash h se tr trans ansport porta a un s�lid lido o h�medo pulv pulveriz erizado ado durante pocos segundos en una corriente de gas caliente. El secado tiene lugar lugar durante durante el transporte. transporte. La velocidad velocidad de transmisi transmisi�n de calor calo r des desde de el gas h hacia acia las p part art�cula culas s de s�lid lido o sus suspend pendido ido e es s elevada elev ada y el se secado cado es r�pido pido, , de f form orma a que son s se e re requie quieren ren m�s de 3 o 4 segundos segundos para evaporar toda la humedad humedad del s�lido. La temperatura del gas es elevada con frecuencia del orden de 1200 �F a la entrada pero el tiempo de contacto es tan corto que la temperatura temperat ura del s�lido raramen raramente te supera los 100 �F d durante urante el secado. Por tanto, el secado Flash se puede aplicar a materiales sensibles sensible s que en otro otro tipo de secadero secaderos s tendr�an que secarse secarse indir ind irect ectam ament ente e co con n u un n me medio dio de c cal alefa efacc cci i�n much mucho o m�s fr�o.

 

Secadero tipo flash

Figura 9. Partes de un secador tipo flash

Secadores directos discontinuos o por lotes Como ya se dijo anteriormente estos secadores discontinuos operan de manera intermitente en condiciones de estado no estacionario. . Secadores de silo (deep-bed):

Se deber� tener en cuenta cuenta que para el secado secado de Granos Granos en Sil Silos os Secadores, y dadas las condiciones de los Equipos, inicialmente se deber deb er� co come menza nzar r el pro proce ceso so en en Ai Aire reaci aci�n, l lue uego go en en Se Secad cado o y a as s� sucesivamente y finalmente en enfriamiento del Grano en el Silo. Cuenta con con ventiladores ventiladores de aireaci aireaci�n los cuales cuales deben tener tener en cu cuenta enta dos par�metros a la la hora de llevar llevar a cabo cabo el proceso proceso de seca secado: do: la presi pre si�n es est t�ti tica ca y lo los s cauda caudale les s de air aire. e. Los ventiladores tipo axiales se utilizan para bajos requerimientos de presi pre si�n es est t�ti tica ca o se sea a baja baja a altu ltura ra d de e gr gran anos os, , y los los C Cent entr r�fug fugos os s se e utilizan p utilizan para ara ve vence ncer r gran grandes des pr presi esiones ones e est st�ticas, ticas, es de decir cir a gr grano ano m�s pequ peque e�o, m�s p pre resi si�n est est�tica tica en un mism mismo o vol volum umen en Estos secadores son frecuentemente usados para el acabado del proceso de de deshidrataci deshidrataci�n (normal (normalmente mente reduce reduce el contenido contenido de la humedad desde un 15% hasta valores pr�ximos al 3 � 6% aproximadamente) de productos pre-deshidratados en otro tipo de insta ins talac laci i�n as� com como o tam tambi bi�n es usado usado para para h homo omoge genei neizar zar e el l con conten tenid ido o de humedad humedad en productos productos como el l�pulo, mal malta ta y rodajas rodajas de manza manzana. na. Se consiguen, por tanto, bajas velocidades de secado con elevados tiempos tiem pos d de e sec secado. ado. As� se fa favore vorece ce la r reduc educci ci�n del c conte ontenido nido de humedad en cereales (evitando un sobrecalentamiento superficial). Adem�s, ti tienen enen la ve ventaj ntaja a de lo los s baj bajos os co coste stes s de in instal stalaci aci�n y de

 

mantenimiento en comparac mantenimiento comparaci i�n con la mayor mayor parte de secadores secadores de air aire e caliente.

Figura 10. Vista interna del producto en un silo de secado.

Figura 11. Secado en silo a bajas temperaturas . Secadores de bandeja:

Este tipo de secadores se caracteriza por tener una serie de bandejas en donde es colocado el alimento. Las bandejas se colocan dentro de un compartimiento del secador donde es expuesto al aire caliente. El

 

secador cuenta cuenta con un ventilador ventilador y una se serie rie de resist resistencias encias el�ctricas a la entrada que permiten generar aire caliente el cual es llevado a trav�s de la s secci ecci�n de ba bande ndejas. jas. La fi figura gura 8 mue muestra stra u un n eje ejemplo mplo de un secador de bandejas.

Figura 12. Secador de bandejas . Los secadores de horno

Granos, frutas y vegetales pueden ser procesados usando este tipo de secador. Esta consiste consiste en una una construcci construcci�n de dos se secciones cciones c con on un piso con r ranur anuras as qu que e sep separa ara l la a sec secci ci�n de secado secado con con la s secci ecci�n de calefacci calefacc i�n. La figura figura 9 muestra muestra un ejemplo ejemplo de in secador secador de e este ste tipo. El producto es colocado sobre la placa ranurada y el aire caliente es lleva lle vado do d de e la sec secci ci�n baja baja h hac acia ia la la se secci cci�n de secad secado o a t trav rav�s de la placa.

Figura Figu ra 1 13. 3. Conf Configur iguraci aci�n t�pic pica a de un h horno orno seca secador dor . Secador de torre

Un secador de torre contiene una serie de bandejas puestas una encima de la otra en un un eje central central que gira, gira, la alimentaci alimentaci�n de gas se hace por encima de las bandejas descendiendo el gas y pasando a

 

trav�s de cad cada a bandeja, bandeja, d donde onde e esta stas s band bandeja ejas s est�n inte interco rconect nectadas adas unas con otras y el producto va pasando de la bandeja superior a la inferior, descargando el producto en el fondo.

Figura 14. Turbosecadero En la figura 14 se muestra un turbosecadero que consiste en una torre con recirculaci recirculaci�n interna de gas c caliente. aliente. Los Los ventiladores ventiladores en el cetr cetro o hacen pasar pasar el gas a trav trav�s de las ba bandejas ndejas hacia hacia la parte parte de los calefactores que se encuentran en los extremos.

. Secador de columna

Cuando se trabaja en secadores de columnas el caudal se reduce al aumentar el ancho de de estas; esta esta reducci reducci�n del caudal caudal permit permite e que el aire tenga un mayor tiempo de contacto con el grano y el secado sea m�s efi eficie ciente, nte, sin e embar mbargo, go, e es s com�n que la ca capac pacidad idad de s secad ecado o disminuya. El espesor de las columnas es de aproximadamente 3040 cm en la parte superior, superior, ya que si se tiene tiene un espesor espesor mayor, mayor, este po podr dr�a ocasi oca siona onar r la sa satur turac aci i�n m�s r�pid pida a de del l ai aire re e en n el caso caso d del el s sec ecado ado de grano gra nos s de m ma a�z con con al alto to c cont onten enido ido de h hume umeda dad; d; esta esta satur saturaci aci�n po podr dr�a traer consigo consigo la condensaci condensaci�n del agua cerca de la salida de del l aire. Cuando las columnas son muy anchas se corre el riesgo de producirse un secado no uniforme. El aire del exterior es aspirado por el ventilador externo con el fin de hacerlo pasar pasar por la la columna en la secci secci�n de enfriado, enfriado, de es esta ta manera el calor restante del aire que ha pasado por la columna es recirculado y tamb tambi i�n e el l gran grano o s se e enfr enfr�a. Por otro lado, lado, en algunas algunas secadoras secadoras se ha implementado implementado uno uno o m�s per�odos en lo los s que se deja deja reposar reposar el grano en en la torre. torre. Durante estos per�odos, los gr granos anos no reciben reciben aire caliente caliente y adsorben adsorben cierta can cantidad tidad

 

Descripci Descripc i�n: Resultado Resultado de imagen para secador secador de columna de humedad, humedad, lo que ayuda ayuda evitar evitar da�os, como fisuras, en el grano grano, , haciendo el secado secado m�s unif uniforme orme ( (FAO FAO 19 1996). 96).  

Figura 15. Esquema del secador de granos tipo columna Secadore Seca dores s indir indirecto ectos s (condu (conducci cci�n) Se puede eliminar eliminar el el agua de un producto producto poni�ndolo en c contacto ontacto c con on una superficie caliente. Estos tipos de secadores se caracterizan porque en ellos ellos la tr transm ansmisi isi�n de cal calor or hasta hasta el pr produc oducto to h�medo t tien iene e luga lugar r por condu con ducci cci�n a tr trav av�s de una una p par ared, ed, gen gener eralm almen ente te met met�lica. lica. Son por por tanto, secadores indirectos donde el calor sensible y el calor latente de vapor vap oriza izaci ci�n se apo aporta rtan n po por r co condu nducci cci�n. Con el objetivo de conseguir tiempos de secado razonables y contenidos en agua bajos, la temperatura de la superficie caliente suele ser bastante superior a los 100 �C por tanto, la temperatura del producto se eleva excesivamente hacia la parte final del proceso de secado. Esto puede perjudicar la calidad de los alimentos termosensibles. Para reducir este riesgo ries go es fr frecu ecuente ente e efec fectuar tuar e el l seca secado do a pre presi si�n infe inferior rior a l la a atmo atmosf sf�rica (vac�o), p para ara q que ue pu puedan edan usar usarse se te temper mperatur aturas as m�s baj bajas as so sobre bre e el l producto. La distribuci distribuci�n del aliment alimento o sobre la superficie superficie cal caliente iente es un asp aspecto ecto fundamental. fundamen tal. Para favorecer favorecer una buena buena transmisi transmisi�n de calor y de masa evitando un calentamiento excesivo, la capa de producto tiene que ser muy delgada: delgada: se debe debe tener en cuenta cuenta que que la conductividad conductividad t�rmica de los alimentos es en general baja y que disminuye a medida que se reduce su contenido contenido en agua. Tambi�n es impo importante rtante evitar evitar la contracci contracc i�n del producto producto durante el proceso proceso de secado secado porque al re reducir ducir su contacto contacto con la superficie superficie calien caliente te se dificulta dificulta la transm transmisi isi�n de calor.

 

Figura 1. Tornillo transportador secador Este sistema es muy apropiado para el secado a presiones reducidas y en atm atm�sferas sferas i inert nertes, es, a adem dem�s se us usa a para desh deshidr idratar atar p prod roducto uctos s termosen term osensib sibles les o f �cilmente cilmente ox oxidad idados. os. Los secadores indirectos pueden ser de funcionamiento continuo: secadores secadore s de tambor; tambor; o por lotes: lotes: secadores secadores de armario armario al vac vac�o, de cinta cint a tra transpo nsportad rtadora ora a al l vac�o. Secadores indirectos continuos . Secador de tornillo sin fin

Un secador de tornillo transportador es un secadero continuo de calentamiento indirecto, que consiste esencialmente en un transportador horizontal de tornillo (o un transportador de palas) confinad conf inado o dent dentro ro de una ca carca rcasa sa cil�ndr ndrica ica enc encamis amisada ada. . La alim alimenta entaci ci�n de s�lido entr entra a por el otro otro extremo. extremo. El vapor vapor que se desprende desprende se retira a trav trav�s de una una serie serie de t tube uber r�as si situa tuadas das e en n la pa parte rte s super uperior ior d de e la carcasa. La carcasa carcasa tiene un di�metro de 3 a 24pulgadas 24pulgadas (75 a 60 600mm) 0mm) y una longitud mayor se instalan varios transportadores unos encima de otros formando una bancada. Con frecuencia en una bancada de este tipo la un unidad idad infe inferior rior est� a tem tempera peratura tura m�s baj baja, a, de debid bido o a que e el l s�lido seco seco, , antes de su su descarga, descarga, es enfriado enfriado con agua agua u otro refrigerante que circula por el encamisado. Los secaderos secaderos de tornillo tornillo transporta transportador dor tratan tratan s�lidos qu que e son demasiado finos y demasiado espesos para operar con un secadero rotatorio. rotatori o. Est�n conjuntamente conjuntamente cerrados cerrados y permiten permiten recuperar recuperar los vapores de de disolvente disolvente con poco poco y ninguna ninguna diluci�n con aire. Cuando se les acopla acopla un alimentador alimentador adecuado, adecuado, pueden pueden operar operar a un vac vac�o moderado mode rado. . Por ta tanto nto, , pued pueden en ada adapta ptarse rse a la se separ paraci aci�n y recu recupera peraci ci�n conti con tinua nua de d dis isolv olven entes tes vol�ti tiles les a pa parti rtir r de s�lidos lidos h�medos medos con disolven diso lventes tes, , proce procedent dentes es de ope operac racione iones s de lixi lixiviac viaci i�n. Por es esta ta raz�n a veces se les llama recuperadores de disolvente. Un tipo de secaderos relacionados relacion ados con este este equipo equipo son los secaderos secaderos se pel�cula del delgada. gada.   Figura 16. Secador de tornillo sin fin

 

. Secadore Secadores s de atm�sfera sfera modi modifica ficada da

Cuand Cua ndo o la al alim iment entac aci i�n conti contien ene e l�qui quido dos s org�nico nicos s el ai aire re de s seca ecado do deber� sustitu deber sustituirse irse p por or un ga gas s inerte inerte com como o el nit nitr r�gen geno o para e elimi liminar nar el riesgo de explosi explosi�n. Para recu recuperar perar totalmente totalmente el disolvente disolvente y reu reutilizar tilizar el gas inerte se emplean los sistemas cerrados donde el calentamiento se realiza de forma indirecta y emplea un condensador al final de ciclo.

Figura 17. 17. Secador en atmosfera atmosfera de bajo bajo contenido contenido de ox�geno   . Secador Secadores es de p pel el�cula delg delgada. ada.

En algunos casos pueden ser competitivos con los secaderos de pulveriz pulv erizaci aci�n los se secade caderos ros de p pel el�cula delg delgada, ada, q que ue pue pueden den ac acepta eptar r una al alime iment ntaci aci�n l�qu quida ida o un una a su susp spens ensi i�n pa para ra d dar ar l luga ugar r a un p prod roduct ucto o s�lido que fl fluye uye libremente. libremente. Generalme Generalmente nte se construyen construyen en en dos secciones; seccione s; la primera primera de ellas es un secadero-ag secadero-agitador itador vertical. vertical. Aqu� la mayor may or p par arte te d del el l�qu quido ido se s sep epara ara de l la a al alim iment entaci aci�n, y el s�lido lido parcialment parcialm ente e h�medo desc descarga arga en la seg segunda unda secc secci i�n, do donde nde el contenido contenid o residual residual del l�quido del material material procedente procedente dela pr primera imera secci secc i�n se re reduc duce e hast hasta a el va valor lor desea deseado. do. L La a efi eficaci cacia a t�rmic rmica a de lo los s secaderos secadero s de la pel�cula delgada delgada es elevada elevada y se produce produce una escasa p�rdid rdida a de s�lidos lidos ya q que ue po poco co o na nada da de gas gas se r retir etira a de la u unida nidad. d. Son �tiles para separar y recupera recuperar r disolven disolventes tes de producto productos s s�lidos. Son relativ relativamente amente caros y e est st�n l limitados imitados en cuanto al �rea de transmisi transmis i�n de calor. calor. Tanto con con alimentaciones alimentaciones acuosas acuosas como como no acuosas acuo sas la v velo elocida cidad d de ali aliment mentaci aci�n acep aceptab table le est� gene generalm ralmente ente comprendida entre 20y 40lb/pie2-h (100 y 200kg/m2-h)

 

  Figura Figu ra 18. Se Secado cador r de pel�cula cula delga delgada da . Secadores de tambor

Un secade secadero ro de tamb tambor or co consis nsiste te en uno o m�s rodillo rodillos s met�lico licos s calentado, en cuya superficie exterior se evapora hasta sequedad una delgada delg ada c capa apa d de e l�quid quido. o. El s�lido seco e es s ret retira irado do de l los os ro rodill dillos os a medida medi da que e esto stos s gira giran n lent lentamen amente. te. El l�quido quido de al alimen imentaci taci�n qued queda a confinado en la parte superior de los rodillos y limitado por placas estacionarias. El calor calor e es s tra transmi nsmitido tido por c condu onducci cci�n hac hacia ia el l�qui quido do qu que e es parcialmente concentrado en el espacio comprendido entre los rodillos. El l�quido con concentrado centrado desciende desciende formando formando una capa viscosa q que ue recubre el resto de la superficie de los tambores, dejando una delgada capa de material seco que es retirado mediante cuchillas rascadoras y cae en los transportadores situados debajo. La humedad evaporada se recoge y retira retira a trav trav�s de la campana campana situada situada encima encima de los tam tambores. bores. Los secaderos de doble tambor son eficaces con disoluciones diluidas, disoluciones disoluci ones concentrada concentradas s de materiales materiales muy solubles solubles, , as� como con suspensiones suspensi ones de part�culas relativamen relativamente te finas. No son son adecuados p para ara disoluciones de sales de solubilidad baja o para suspensiones de s�lido lidos s abra abrasiv sivos os que s sedim ediment entan an y cre crean an una presi presi�n exce excesiva siva e entr ntre e los tambores

 

CONTROL DE PROCESOS PROCESOS - P�gina web de ing-orlandop ing-orlandophilco hilco Figura 19. Secador de tambor Para el secado de productos sensibles al calor pueden usarse tambores cerra cer rados dos en c�ma maras ras her herm m�tic ticas as b baj ajo o vac vac�o, q que ue p perm ermit iten en s seca ecar r a presione pres iones s infe inferior riores es a la at atmosf mosf�rica rica. . El cos coste te de instal instalaci aci�n de est este e tipo de equipos es relativamente elevado y es por eso que normalmente se usan para secar productos que requieran un tratamiento especial.

Secadores indirectos discontinuos

. Secador Secadores es de arma armario rio a al l vac�o

Se usan usan pa para ra se secar car a alime limentos ntos term termosen osensibl sibles., es., l�quid quidos os o s�lid lidos, os, mediante medi ante l la a apli aplicac caci i�n de cal calor or por condu conducci cci�n. Son s secad ecadores ores d de e plat platos os (sobre los cuales se coloca el alimento) cuyos gabinetes, hechos de hierro colado o de acero, se ajustan con puertas que cierran perfectamente, de forma que pueden operarse a presiones inferiores a la atmo atmosf sf�ri rica ca. . El i int nter erio ior r de la la c�ma mara ra e est st� prov provis isto to d de e pl plac acas as v vac ac�as horizontales (anaqueles huecos) y paralelas sobre las cuales se coloca el alimento, por las que circula el medio calefactor (agua tibia o vapor), es decir, no se pasa ni ni se recircula recircula aire a trav�s de estos secador secadores. es. El calor calo r se co conduc nduce e has hasta ta el s�lido a tra trav v�s del m metal etal de lo los s ana anaquel queles es y platos. Despu Despu�s de carga cargar r y sellar, sellar, el aire en el secador secador se evacu evacua a mediante medi ante una b bomba omba de va vac c�o mec�nic nica a o un ey eyecto ector r de va vapor por; ; lueg luego o se contin cont in�a la destila destilaci ci�n de la hu humed medad. ad. Lo Los s vapo vapores res ge genera neralmen lmente te pas pasan an hasta un condensad condensador, or, en donde donde se licuan licuan y se recolectan; recolectan; s�lo el gas no condensable se saca de la bomba. Las velocidades iniciales del secado son elevados pero a medida que el producto se seca y se contrae, el contacto con la bandeja va siendo progresivamente progresi vamente menos menos eficaz eficaz y disminuye disminuye la velocidad velocidad de de transmi transmisi si�n de calor. La temperatura de las placas tiene que ser muy cuidadosamente controlada para evitar el sobrecalentamiento de las porciones secas del producto que contactan con las bandejas. El coste de invers inversi i�n en lo los s secador secadores es de p placa lacas s al va vac c�o y su equipo equipo auxi auxiliar liar es

 

Descripci Descripc i�n: Resultado Resultado de imagen imagen para secador secador de armario armario al vacio Descripci�n: Resultado Descripci Resultado de imagen imagen para secador secador de cinta cinta al va vacio cio elevado, es por esta esta raz�n que solo s se e usan normalmente normalmente para seca secar r alimentos muy sensibles al calor.

Figura Figu ra 20. S Seca ecador dor de b bande andejas jas a va vac c�o . Secador Secadores es de cint cinta a al v vac ac�o

Se usa principalmente para secar concentrados de frutas, concentrados de extractos extractos de caf�, bebidas malteadas malteadas y la yema y clara del huevo. Es muy adecuado para alimentos termosensibles y permite obtener productos deshidratados con espuma (estructura porosa). Ahora bien, se trata de instalaciones caras con un elevado coste de mantenimiento y baja capacidad de secado.

Figura Figu ra 21 21. . Sec Secador ador de ci cinta nta a al l vac�o Secad Sec ado o po por r ra radi diaci aci�n El secado secado de ca calor lor r radia adiante nte d depen epende de de l la a gen genera eraci ci�n, tr transm ansmisi isi�n y absorci abso rci�n de rayo rayos s infrarro infrarrojos jos. . Los die diel l�ctricos ctricos op operan eran s sobre obre el p princ rincipio ipio de la la ge gene nerac raci i�n de c cal alor or en en el i inte nteri rior or de de lo los s s�lidos lidos, , co colo loc c�ndo ndolos los dentro de un campo el�ctrico de alta frecuencia. frecuencia. Este sistema de secado ha sido poco utilizado en el secado de alimentos. �nicamente el sistema por infrarrojos en continuo se ha usado para el secado de trozos de pan, almidones, mezclas para

 

elaborar pasteles, pasteles, t�, almend almendras ras y especias. especias. Si bien bien es cier cierto to que en l la a mayor�a de equip equipos os de calor radiante, radiante, procedente procedente de las superfic superficies ies met�licas cali calientes, entes, participan participan en cierta cierta manera manera aportando aportando calor sensi sensible ble y calor calor la latent tente e de ev evapo aporaci raci�n. La raz�n por la cual cual no es habitual habitual usar usar el calor calor radiante radiante como pri principal ncipal fuente de calor es debido a que solo un cierto rango de longitud de onda tiene tien e una pr profu ofundid ndidad ad de pe penetr netraci aci�n adec adecuad uada a en el ali aliment mento. o. Ade Adem m�s, es dif dif�cil cons consegui eguir r un se secad cado o hom homog og�neo cuand cuando o la su superf perficie icie de lo los s alimentos no es regular o bien si sus componentes difieren en cuanto a las caract caracter er�sticas sticas de a absor bsorci ci�n de cal calor. or. Es muy muy importa importante nte co contr ntrolar olar muy cuidadosamente las fuentes de alta temperatura para poder evitar un sobrecalentamiento en los alimentos.

. Secador microondas.

El uso de las las microondas microondas en materiales materiales constituidos constituidos por mol mol�culas polares pola res c como omo e el l agu agua, a, pe permit rmiten en qu que e la ra radia diaci ci�n ele electro ctromagn magn�tica penetre los los cuerpos, generando generando un calentami calentamiento ento casi instant instant�neo de las pieza pie zas s se seg g�n se sea a su tam tama a�o, p pero ero si sin n im impor porta tar r su mor morfol folog og�a; e ello llo contrasta con el calentamiento convencional, en el que el calor se transporta de la superficie al interior a una velocidad de 10 a 20 veces m�s l lenta enta. . E En n l los os �ltim ltimos os a�os, las mic microon roondas das han gana ganado do impo importan rtancia cia en el proce procesami samiento ento y s sinte interiza rizaci ci�n de materia materiales les ce cer r�mic micos, os, de debid bido o a su r�pido c cale alentam ntamient iento, o, lo cu cual al favorec favorece e la cin�tica tica de las re reacci accione ones. s. En el presente trabajo, se comparan las ventajas y desventajas de la utilizaci utilizac i�n de las microondas microondas en los procesos procesos de secado secado de pi piezas ezas de materiales material es arcillosos arcillosos producidas producidas por extrusi extrusi�n. Los resul resultados tados indi indican can que la utilizaci utilizaci�n de las mi microondas croondas reduce los los tiempos de secado a un 33 % y que que la resis resistenc tencia ia me mec c�nica a la co compre mpresi si�n de las las mue muestra stras s secadas por microondas es equivalente a la de las muestras secadas convencionalmente.

CLASIFICACION DE SECADORES Una gran variedad variedad de dise�os de secadores secadores han sido construido construidos s con el fin de crear un eficiente sistema de secado. Para clasificar adecuadamente los secadores secadore s se han tenido en en cuenta tres par par�metros que so son n priorita prioritarios, rios, como lo son: . De acuer acuerdo do al m modo odo d de e ope operaci raci�n. . Mecanismo de Transferencia de Calor que predomina. . Tipo de contacto.

 

Dicho esto y con la variedad de secadores definidas en el presente trabajo, se ha clasificado cada uno de los secadores anteriores en el esquema 1

Esquema 1. Clas Esquema Clasific ificaci aci�n d de e l los os seca secador dores es seg�n p par ar�metr metros os def definid inidos os (De acuerdo al al modo de operaci operaci�n, mecanismo mecanismo de Transferen Transferencia cia de Calo Calor r que predomina y tipo de contacto).

 

  REFERENC REFE RENCIAS IAS BIB BIBLIOG LIOGR R�FIC FICAS AS   https://www.academia.edu/7583805/SECADOR_DE_LECHO_FLUIDIZADO https://www.3ciencias.com/wp-content/uploads/2014/12/SECADO-DEALIMENTOS-MEDIANTE-ENERG%C3%8DA-SOLAR1.pdf http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/cabrera_v_a/capitulo5.pdf https://www.academia.edu/7583805/SECADOR_DE_LECHO_FLUIDIZADO https://procesosdeseparacion.files.wordpress.com/2014/01/equiposecado.pdf https://es.scribd.com/document/135847980/Secadores-de-Tambor https://es.scribd.com/doc/143619191/Secador-de-Tambor http://personal.us.es/mfarevalo/recursos/tec_far/secado.pdf https://es.scribd.com/doc/27036363/SECADO-I-Definicion-La-Operacion-deSecado https://www.slideshare.net/AnngeeLiiToO/investigacin-de-secado