El secado
Se describe como el proceso de eliminación de humedad para producir un producto solido o seco; en
otras palabras es la operación que 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.
 |
| estados de la materia |
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 término secado es relativo y significa solamente que
hay una reducción en el contenido de humedad desde un valor inicial hasta un
final
Humedad
 |
| el secado es muy común mente utilizado para conservar los alimentos en buen estado |
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…
Procesos del secado
1. Transferencia de la humedad interna del solido
hacia la superficie de este y su consecuente evaporación. El movimiento de la
humedad dentro del solido es en función de la naturaleza física del sólido, su
temperatura y su contenido de humedad
La evaporación produce que se valla la
humedad que está dentro del solido a la superficie
2. Transferencia de energía en forma de calor del
ambiente que rodea al solido para evaporar la humedad de su superficie. Depende
de condiciones externas:
a.
Temperatura
b.
Humedad
c.
Flujo de agua
d.
Presión
e.
Área de exposición
f.
Tipo de secador
g.
Etc...
Esta transferencia de energía se
puede dar por tres efectos: convección, conducción y/o radiación.
 |
| formas de transferencia de energía |
La velocidad a la cual el secado es realizado está
determinada por la velocidad a la cual los dos procesos anteriores son llevados
a cabo.
Mecanismos de secado
 |
| diferencias entre los mecanismos de secado |
Ø Evaporación
Se produce cuando la presión de vapor de la
humedad en la superficie sólida es igual a la presión atmosférica. Esto se hace
aumentando la temperatura de la humedad al punto de ebullición. Este tipo de
fenómeno ocurre en los secadores de rodillos. Si el material seco es sensible
al calor, la temperatura a la que ocurre la evaporación, es decir, el punto de
ebullición, podrían reducirse mediante la reducción de la presión (evaporación
al vacío). Si la presión se reduce por debajo del punto triple, entonces no puede existir en
fase líquida y la humedad en el producto es congelada. La adición de calor
provoca la sublimación del hielo directamente en vapor de agua como en el caso
de la liofilización
Ø Vaporización
El secado se realiza por convección, es
decir, haciendo pasar el aire caliente sobre el producto. El aire es enfriado
por el producto, y la humedad se transfiere al aire por el producto y es
arrastrada por este. En este caso la presión de saturación de vapor de la
humedad en el sólido es menor que la presión atmosférica.
Sistemas de calentamiento
El proceso de secado se puede llevar a cabo dentro de un
laboratorio a través de dos sistemas de calentamiento:
Ø Muflas
 |
| mufla |
Es un tipo de horno que alcanza temperaturas muy
elevadas (de 0-1200ºC). Se usa para carbonizar sustancias orgánicas en las
pruebas de ignición o de análisis de cenizas y análisis para control de
calidad. Las muflas se calientan rápidamente con un mínimo de
consumo de energía. Suelen tener perillas o botones digitales en una pantalla
que muestran la temperatura en el panel frontal. Los modelos más grandes pueden
contener hasta 110 crisoles de cuarzo.
Ø Estufas
La
temperatura de trabajo máxima que una estufa alcanza es de 150°c. Se utilizan
para secar reactivos, precipitados y material de vidrio a 110°c
aproximadamente. Todo lo que se introduce en la estufa debe estar marcado. Se
deben usar un vidrio de reloj o un vaso de precipitado para introducir los
reactivos o precipitados en la estufa. Las
estufas también son un equipo indispensable en la sección de bacteriología; se
utilizan a una temperatura de 37°C para realizar cultivos de bacterias, hongos,
a una temperatura igual a la del cuerpo humano.
 |
| Estufa |
Tipos de secado
Ø Secado de sólidos
 |
| desecador al vacío |
Las condiciones para secar productos sólidos dependen de la
cantidad de sólido, de la naturaleza del disolvente que se quiere eliminar y de
la sensibilidad del producto al calor y a la atmósfera.
Las muestras cristalinas de compuestos estables húmedos con
disolventes no tóxicos y volátiles a temperatura ambiente (como por ejemplo
agua o etanol) se pueden secar al aire colocando los cristales entre hojas de
papel desecante hasta que sólo queden trazas de disolvente (que se detecta por
el olor o por el aspecto). Finalmente se acaban de secar en una estufa
eléctrica a la temperatura adecuada.
Es
frecuente, sobretodo en el caso de sustancias orgánicas, el secado a
temperatura ambiente en desecadores de vacío más la ayuda de agentes desecantes
Otra
manera de secar sólidos consiste en utilizar agentes desecantes junto con el
vacío y la calefacción. Esto se consigue en las estufas de vacío. También se
fabrican estufas para secar sólidos en atmósfera inerte
 |
| estufa al vacío |
Ø Secado de líquidos
Normalmente los líquidos a secar son disolventes o
disoluciones orgánicas que contienen agua como contaminante.
ü
Secado de disoluciones
Para eliminar el agua de las disoluciones se trata la
solución con un agente deshidratante. A la hora de escogerlo se ha de tener en
cuenta que no reaccione con el material que se quiere secar, su capacidad de
absorción de agua, la rapidez con la que seca la disolución y el precio.
ü
Secado de líquidos puros o disolventes
Un procedimiento eficaz para obtener un disolvente anhidro
es añadir un deshidratante al disolvente, llevarlo a reflujo y destilarlo
después. Este proceso depende de la naturaleza del disolvente .
Ø Secado de gases
Los gases pueden secarse haciéndolos pasar a través de
columnas que contienen un agente desecante (gel de sílice, CaO, KOH, tamices
moleculares, etc.). También se pueden secar haciéndolos burbujear a través de
ácido sulfúrico concentrado.
Equipo 2
Integrantes del equipo
Benjamín de Jesús Rodríguez Sámano
María Carmen Marcial Alva
Saulo Damián Estrada Camargo
Andrea Díaz Paniagua
Ximena López
Pablo Ortiz
Sarahi Maribel Rosas Caballero
Referencias
Huerta, S. (2015). Universidad Autonoma Metropolitana
. Obtenido de Planta Piloto de Fermentaciones:
http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/sho/Secado.pdf
Laboratorio de
Ingeniería Química, UNAM. (2012). Practicas der laboratorio . Obtenido
de Procesos de separacion II:
http://depa.fquim.unam.mx/procesos/PDF/Procesos%20II.pdf
Lozano, M. H. (28 de
julio de 2012). Operar Instrumentos y Equipos de Laboratorio.
Recuperado el 12 de septiembre de 2017, de
http://cbtis165equiposlabquim.blogspot.mx/2011/07/texto-diferencia-entre-horno-estufa-y.html
Ortiz, C. (s.f). udlap.
Obtenido de II. REVISIÓN BLIBLIOGRÁFICA :
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/leip/ortiz_a_bs/capitulo2.pdf
Ortiz, C. (s.f). udlap.
Obtenido de capitulo 5: proceso de secado :
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/cabrera_v_a/capitulo5.pdf
SCRIBD. (2017).
Obtenido de
https://es.scribd.com/document/242018405/81729907-Mecanismos-de-secado-docx
ub. (s.f). Obtenido de
http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/dessecacio_proced.html#
Accedido el día 11 de septiembre,
2017. Desde: https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjF3bjilaPWAhVD4yYKHSlgArEQjhwIBQ&url=https%3A%2F%2Fwww.grupoteknolab.com.mx%2Fmantenimiento%2Festufas-y-hornos%2F&psig=AFQjCNG5yLoksyD9n0zqL5XUP042ple3DA&ust=1505426686612269
Accedido el día 11 de septiembre,
2017. Desde: https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiAoOXzlaPWAhVJYyYKHZwQAmwQjhwIBQ&url=https%3A%2F%2Fwww.tplaboratorioquimico.com%2Flaboratorio-quimico%2Fmateriales-e-instrumentos-de-un-laboratorio-quimico%2Fhorno-mufla.html&psig=AFQjCNHntz_fDQ5HooW17xkMH7lnflmh5A&ust=1505426595644487
Accedido el día 11 de septiembre,
2017. Desde: https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwi22JeQmaPWAhXGWBoKHSoBDWYQjhwIBQ&url=https%3A%2F%2Fsites.google.com%2Fsite%2Fsustanciaspuras%2Fcambio-de-estado&psig=AFQjCNE9B6O-_w7-gBgBkWrXxYnFUGx1qQ&ust=1505427428810820
Accedido el día 11 de septiembre,
2017. Desde: https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjCu66znKPWAhVH6yYKHSxBClUQjhwIBQ&url=https%3A%2F%2Fnergiza.com%2Fradiacion-conduccion-y-conveccion-tres-formas-de-transferencia-de-calor%2F&psig=AFQjCNHm6uVEo9XrnvK4GHz10d9zywHDLA&ust=1505428490483708
Accedido el día 11 de septiembre,
2017. Desde: https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjJ7fzonKPWAhWDKiYKHUKEBt0QjhwIBQ&url=http%3A%2F%2Fhyperphysics.phy-astr.gsu.edu%2Fhbasees%2FKinetic%2Fvappre.html&psig=AFQjCNE0u4upZHhxDgSr7eq7KLJTgNBLdw&ust=1505428618361091
Según (Cyr sistemas,2015) Mientras el aire comprimido no se exponga a temperaturas por debajo de la del punto de rocío, no se condensará más líquido dentro del sistema.
ResponderBorrarLos secadores refrigerativos se usan normalamente en donde la temperatura ambiente está por arriba de la temperatura de congelación. En EU y Latinoamerica, las condiciones para los secadores refrigerativos son: aire comprimido saturado a la entrada del secador a: 7 kg/cm2 y 38°C, 30°C del aire ambiental y un máximo de 0.35 kg/cm2 de caída de presión.
Características de un Secador Refrigerativo:
El intercambiador de calor (evaporador) enfría el aire comprimido a la temperatura del punto de rocío que se necesita.
Asegura que las gotas del líquido condensado no se reintegren al sistema de aire.
Mantiene una consistente temperatura de evaporación en un amplio rango de carga de trabajo y condiciones ambientales.
Ofrece años de servicio sin problemas.
Tipos de Secadores Refrigerativos:
1. No Cíclicos. Los secadores sin repetición utilizan un sistema de intercambiador de calor de dos etapas para mantener los puntos de condensación constantes. Se evitan los congelamientos y se mantiene un rendimiento óptimo intergando componentes y valvulas de control de refrigeración de la mayor calidad. Para mantener un equilibrio y una estabilidad térmica nuestro sistema de control de dos valvulas, utiliza tanto una valvula de expansión termostática como una valvula de desvío de gas caliente.
El aire comprimido húmedo ingresa al intercambiador de calor de la 1era etapa donde se prerrefrigera con el aire frio que regresa desde el evaporador. Esta prerrefrigeración ahorra energía reduciendo la carga de calor en el sistema de refrigeración; una vez que se ha prerrefrigerado fluye el evaporador de aire donde su temperatura se reduce a +39°F, esta reducción de la temperatura hace que la humedad arrastrada se condense. La mezcla de líquidos condensados y aire frío fluye entonces al separador centrifugo de humedad donde se recogen los líquidos en el colector y se eliminan mediante un drenaje automático. Una vez que se han eliminado los líquidos, el aire comprimido frio y seco retorna por el aire frio del intercambiador de calor de la 1era etapa donde el aire cálido entrante lo calienta nuevamente; mediante el recalentamiento se evita la condensación en los tubos y se aumenta el volumen del aire.
Muy buenas aportaciones Mony y excelente desarrollo del tema.
ResponderBorrarSaludos Cordiales
Hilda Cisneros
La información es muy completa y las imágenes complementan de manera adecuada. Les sugiero utilizar distintas tonalidades de letra para resaltar las palabras clave y así sea mas llamativo y fácil de relacionar.
ResponderBorrarLes dejo información acerca de escribir correctamente, espero que les sea de ayuda en futuros textos. felicitaciones por su buen trabajo.
"Tiene como propósito estabilizar el producto, preservar su actividad, reducir su volumen o recuperar el solvente, común mente se da por medio de una evaporación o una sublimación
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 término secado es relativo y significa solamente que hay una reducción en el contenido de humedad desde un valor inicial hasta un final."
(Huerta, S.,2015)