consulta de los secadores continuos y discontinuos y donde son utilizados en la industria

1. UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUIMICA
OPERACIONES UNITARIAS II
TEMA:
CONSULTA #2.- SECADORES CONTINUOS Y DISCONTINUOS
DOCENTE:
ING. JAIRO MENDIETA BRAVO
SEMESTRE:
OCTAVO
PARALELO:
8-2
ESTUDIANTES:
● GARCES AQUILES
● LUQUE CAJAS ASHLEY BETSABE
● SOLORZANO KATHERINE
● VELIZ BAQUERIZO DIANA
2018 – 2019

3. ÍNDICE
ÍNDICE............................................................................................................................. 3
SECADORES DISCONTINUOS Y CONTINUOS..................................................... 4
INTRODUCCIÒN........................................................................................................ 4
METODOLOGÌA ......................................................................................................... 4
MARCO CONCEPTUAL ........................................................................................... 5
Fundamentos teóricos: .......................................................................................... 5
CARACTERISTICAS ................................................................................................. 8
FUNCIONAMIENTO .................................................................................................. 8
RESULTADOS ESPERADOS ............................................................................... 15
VENTAJAS YDESVENTAJAS .............................................................................. 18
APLICACIONES INDUSTRIALES......................................................................... 19
ANÀLISIS CRÍTICO ................................................................................................. 19
CONCLUSIÒN.......................................................................................................... 19
NOMENCLATURA ................................................................................................... 20
RECOMENDACIONES ........................................................................................... 20
BIBLIOGRAFÌA......................................................................................................... 21

4. SECADORES DISCONTINUOS Y CONTINUOS
INTRODUCCIÒN
Un secador de sólidos es un aparato que, introduciendo aire caliente, este hace
evaporar el líquido adherido a un sólido, quitando así la humedad del sólido.
La transferencia de calor se produce por conducción o por convección. En el primer
caso, el sólido húmedo se sitúa en un recipiente calentado externamente, que tiene
una salida para eliminar el vapor; frecuentemente se mantiene el recipiente a presión
reducida para aumentar la fuerza impulsora. En el caso del secado por convección,
el gas caliente se sopla sobre una superficie del sólido húmedo proporcionándole
los dos efectos, entregar calor y eliminar el vapor formado.
El secado de sólidos puede realizarse mediante un método continuo o discontinuo,
según si la carga del material se añade completamente al principio de la operación
(método discontinuo) o si se va añadiendo continuamente durante la misma (método
continuo).
METODOLOGÌA
MÉTODOS DE SECADO
En general, los distintos métodos para llevar a cabo la desecación de sólidos
o líquidos pueden ser de tipo mecánico o fisicoquímico. Los más importantes son
los siguientes:
Mecánicos:
Prensado:
Cosiste en separar un líquido de un sistema sólido-líquido, por compresión del
sistema en condiciones que permitan que el líquido escape mientras que el sólido
quede retenido entre las superficies que lo comprimen.
Centrifugación:
Consiste en aplicar una fuerza centrífuga lo suficientemente elevada, de forma que
el líquido se desplaza en dirección de la fuerza produciéndose la separación.

5. MARCO CONCEPTUAL
Fundamentos teóricos:
Conceptos de secado
Para poder entender los fundamentos teóricos del secado a continuación se
describen los principales conceptos:
 Humedad: El contenido de humedad de un sólido puede expresarse sobre
base seca o base húmeda; pero en el secado de sólidos es más conveniente
referir la humedad sobre base seca (masa de agua que acompaña al sólido
seco).
 Humedad de equilibrio (𝑿 ∗): Cuando un sólido húmedo se pone en
contacto, con aire de temperatura y humedad determinadas y constantes, se
alcanzaran las condiciones de equilibrio entre el aire y el sólido húmedo. Se
logran las condiciones de equilibrio cuando la presión parcial del agua que
acompaña al sólido húmedo es igual a la presión de vapor del agua en el aire.
 Humedad libre: Es la diferencia entre la humedad del sólido y la humedad
de equilibrio con el aire en las condiciones dadas: 𝐹 = 𝑋 − 𝑋 ∗. Es la
humedad que puede perder el sólido después de un tiempo de contacto con
el aire en las condiciones dadas y constantes.
 Humedad ligada o agua ligada: Es el valor de la humedad de equilibrio del
sólido en contacto con aire saturado; o bien la humedad mínima del sólido
necesaria para que este deje de comportarse como higroscópico.
 Humedad desligada o agua desligada: Es la diferencia entre la humedad
del sólido y la humedad ligada; o bien la humedad libre del sólido en contacto
con aire saturado. Si el sólido tiene humedad desligada se comportará como
húmedo.
 Humedad crítica: La humedad crítica de un sólido es el punto que separa
los dos períodos de secado antecrítico y postcrítico.
Velocidad de secado
Se define la velocidad de secado como la pérdida de humedad del sólido húmedo
por unidad de tiempo, y más exactamente por el cociente diferencial (−𝑑𝑋/𝑑𝜃)
operando en condiciones constantes de secado, es decir con aire a las condiciones
de temperatura, presión, humedad y velocidad constantes en el tiempo.
Analíticamente, la velocidad de secado se refiere por unidad de área de superficie
de secado, de acuerdo con la ecuación:

6. Dónde:
𝑆 = peso del sólido seco;
𝐴 = área de la superficie expuesta;
𝑊 = velocidad de secado;
(−
𝑑𝑋
𝑑𝜃
) = diferencia de humedad respecto del tiempo.
Hay dos períodos de velocidad de secado:
1. Período antecrítico o de velocidad de secado constante: Es el período de
tiempo en el que la velocidad de secado es constante, desde la humedad inicial
hasta la humedad crítica. En este período la superficie del sólido está totalmente
cubierta por una capa de líquido y la evaporación dependerá solo de la velocidad
de difusión del vapor o de la intensidad de paso de calor a través de la capa
límite del aire. Esta velocidad de secado vendrá dada por:
Dónde:
𝑘 𝑦 = Coeficiente de transporte de materia
𝑌𝑖 = Humedad en la interfase
𝑌 = Humedad en el seno del aire
Atendiendo a la intensidad de paso de calor, si el calor se emplea exclusivamente
en evaporar la humedad, la velocidad de secado vendrá dada por:
Dónde:
= coeficiente integral de transmisión de la calor
= calor latente de vaporización del líquido a la temperatura de interfase
i t son la temperatura en el seno del aire
2. Período poscrítico: Es el período de tiempo en el que la velocidad de secado
disminuye hasta llegar a un valor de cero. Este período empieza con la humedad
crítica hasta la humedad de equilibrio. En general este período se puede dividir
en dos tramos: uno en el que la velocidad de secado varía linealmente con la
humedad desde el punto crítico (primer período poscrítico), y otro en el que no

7. se cumple esta variación lineal (segundo período poscrítico), aunque puede no
presentarse esta separación neta entre ambos tramos.
Tiempo de secado
El tiempo de secado de un sólido húmedo se determina por la integración entre las
humedades iniciales y finales de la ecuación de la velocidad de secado. Hecha la
integración mencionada obtenemos:
En general distinguiremos dos períodos diferentes:
a) Período antecrítico: Es el período en el cual la humedad disminuye linealmente
con el tiempo de secado o lo que es lo mismo, que durante este período la velocidad
de secado es constante. La humedad del sólido disminuye linealmente hasta un
valor de humedad crítica (𝑋𝑐). La integración desde la humedad crítica nos lleva a
la siguiente ecuación:
Dónde:
= tiempo de secado del período antecrítico
𝑆 = peso del sólido seco
𝐴 = área de la superficie expuesta
𝑋𝑖 = humedad inicial
𝑋𝑐 = humedad crítica
𝑊𝑐 = velocidad de secado crítica
Si la humedad final 𝑋𝑓 es más grande que la humedad crítica, ha de substituirse
𝑋𝑐 por 𝑋𝑓 en esta última ecuación.
b) Período poscrítico: Es el período en el cual la velocidad de secado disminuye
hasta que se anula. Empieza con la humedad crítica hasta que llega a la humedad
final o humedad de equilibrio. Hay dos métodos para resolver este último período:
 Método gráfico.
 Métodos analíticos.

8. CARACTERISTICAS
El calor de desecación se transfiere al sólido húmedo a través de una pared de
retención. El líquido vaporizado se separa independientemente del medio de
calentamiento. La velocidad de desecación depende del contacto que se establezca
entre el material mojado y las superficies calientes.
Un secador continuo es un sistema que funciona conduciendo el aire y gases de
combustión del centro de un túnel por un extractor que lo toma y conduce a través
de dos ductos que salen por los extremos del túnel permitiendo una homogeneidad
en la temperatura de operación. El aire es calentado por la radiación de las lámparas
infrarrojas y mezclado con los gases de combustión. El secado del producto se
realiza mediante un proceso de convección y radiación. Esta clase de secadores
son utilizados por laboratorios químicos, veterinarios, farmacéuticos, así como
institutos de investigación y desarrollo y universidades que lo utilizan para secar
continuamente muestras, materias primas, polvos y granulados.
FUNCIONAMIENTO
 Secadores Continuos
La desecación se efectúa haciendo pasar el material de manera continua por el
secador, y poniéndolo en contacto con las superficies calientes. No cesa el flujo de
aire.
Tipos de Secadores Continuos.
 De túnel.-
Este tipo de secador está formado por un túnel, por el cual pasan bandejas o
carretillas con el material a secar, dentro del túnel, se hace fluir, generalmente a
contracorriente, aire caliente, el cual sirve para secar los sólidos.
 Ventajas:
1. Son energéticamente eficaces

9. 2. Requieren menos mano de obra
3. Secan grandes cantidades de producto en un tiempo relativamente corto
4. Proporcionan un producto de mayor cantidad
 Aplicaciones:
Este tipo de secador es típico de la industria alimenticia. Se utilizan para secar todo
tipo de productos tales como verduras y hortalizas, pescado, carne y frutas. Además
del secado de alimentos y productos del campo, el secador de cinta también puede
utilizarse para la deshidratación de productos químicos y farmacéuticos. (DCA,
2013)
 Rotatorios.-
Consiste en una coraza cilíndrica sostenida sobre engranes, de manera que pueda
girar sobre su propio eje. Tiene una tubería que impulsa a los sólidos alimentados
para que fluyan hasta la salida del secador al mismo tiempo que los remueve para
logar un mejor secado de los mismos.
 Ventajas:
1. Es adecuado para una amplia gama de materiales y tamaños de partícula, y
puede adaptarse más fácilmente a las condiciones de proceso
contracorriente ‘difíciles’.
2. Favorece el secado por difusión.
3. Energía de ventilador y altura libre relativamente bajas.
4. Permite el ahorro de energía y la integración de sistemas.
 Aplicaciones:
Se utiliza ampliamente para el secado de materiales industria metalúrgica, industria
química, industria del cemento. Entre otras para secar materia prima como caliza,
carbón polvo, escorias, arcillas, etc. En la industria química su mayor uso es el
secado de sales fertilizantes, como el sulfato nitrato y fosfato de amonio, sales
potásicas y fertilizantes compuestos del tipo N.P.K (fertilizantes que contienen
simultáneamente nitrógeno, fosforo y potasio) (G. Nonhebel, 1979)

10.  Neumáticos.-
Los secaderos neumáticos constan de una cámara vertical cilíndrica, en cuya parte
superior se rocía, mediante atomizadores, la disolución o suspensión. Las gotas se
ponen en contacto con una corriente de aire caliente procedente de un horno. El
producto seco se acumula en el fondo; las partículas más finas pueden ser
arrastradas por la corriente de aire, siendo posteriormente recuperadas con el
empleo de un ciclón.
 Ventajas:
1. Son los más económicos de todos los secadores que se utilizan para el
secado de sólidos.
2. Admite humedades de hasta el 80%
3. Ocupa poco espacio en planta
4. Secado de productos granulados y pulverulentos
5. Secado de productos termosensibles o combustibles. .
 Aplicaciones:
Se usan para secar productos en las industrias de alimentos, productos químicos,
minerales y polímeros. Se puede obtener cristales de aminas, gránulos de patatas,
resinas sintéticas, fármacos
 Flujo transversal.-
La corriente de aire caliente fluye desde los costados del túnel. Los hay que proveen
calor desde un solo lateral, no son los más convenientes, y los que suministran calor
desde ambos lados del túnel y a lo largo del recorrido.

11.  Ventajas:
1. Reducida emisión de partículas
2. Bajo nivel de ruido
3. Menor consumo de energía por tonelada
 Aplicaciones:
Son usados más para la industria alimenticia en el secado de granos.
 Tambor rotatorio.-
Este tipo de secadores son típicos del trabajo con pastas, suspensiones, y
soluciones. El tambor resulta como un híbrido entre un secador y un evaporador. El
secado se produce por el calor que le llega a través de la superficie caliente del
tambor y depende del tiempo que el sólido esté en contacto con el tambor (velocidad
de giro de éste, 1-10 r.p.m.). El tambor arrastra una pequeña capa de sólido que es
secado, arrancando la costra formada al final del proceso por medio de una cuchilla.
Se emplea para el secado de suspensiones y para materiales que se presentan en
forma de láminas (papel, tejidos,.etc.).

12.  Ventajas:
1. Una gran capacidad de producción y funcionamiento continúo
2. Estructura simple, fácil de operar,
3. Bajos costes de mantenimiento.
4. Flexibilidad de funcionamiento
5. Una mayor volatilidad en el intervalo para permitir el flujo de la producción
de productos y este no afectará a la calidad del producto.
6. Limpieza fácil
 Aplicaciones:
Es utilizado ampliamente en el secado de bauxita, arcilla, escoria, cenizas
volantes, etc
 Spray o por atomización.-
El secado por atomización es la tecnología industrial más usada para la obtención
de sólidos en polvo a partir de una alimentación líquida. La solución o suspensión
se atomiza en un spray de finas gotas que se ponen en contacto con una corriente
de aire caliente dentro de la cámara de secado. El secado de las gotas da lugar a la
formación de partículas de muy baja humedad que pueden o no formar aglomerados
dentro de la misma cámara. (SEI-Contreras, 2015)
 Ventajas:
1. Proceso muy veloz, con una duración de algunos segundos.
2. La evaporación del agua contenida refrigera la partícula permitiendo usar
altas temperaturas de aire de secado sin afectar las cualidades del producto.
3. Es un proceso continuo y constantemente controlado.
4. Permite alcanzar homogeneidad de la producción.
5. Inmejorable presentación del producto.
6. Es operado por una sola persona.
7. Fácil automatización.
8. Puede trabajar continuo 24 hrs.

13.  Aplicaciones:
El proceso de secado spray ofrece como resultado productos que cumplen con altos
estándares de calidad y puede formar tanto polvo como aglomerados y granulados
a partir de una materia prima líquida.
Es una de las tecnologías más usadas en las industrias de alimentos, farmacia y
construcción. En la industria farmacéutica sirve para la obtención de Vitaminas,
enzimas, antibióticos, suero humano estéril, dextran, extracto de hígado, gomas. En
la construcción se obtiene Arcillas para sanitarios, pisos, paredes, lozas, ferritos,
esteatitas caolín, esmalte, porcelanas. (QuimiNet, 2012)
 Secadores Discontinuos
Conocido también por lotes, en general los secadores por lotes se adaptan muy
bien a operaciones al vacío.
Tipos de Secadores Discontinuos.
 Lecho fluidizada.-
Este proceso se lleva a cabo, gracias a la transferencia de calor y masa que se
realiza dentro del equipo, posibilitadas por el contacto íntimo que tiene el producto
con los gases de secado dentro del lecho fluidizado. En secaderos de lechos
fluidizados continuos, la alimentación se realiza por el extremo superior del lecho, la
misma cae y se pone en contacto con una corriente de aire caliente, produciéndose
de esta forma la fluidización y evaporación. Luego es transportada neumáticamente
hacia una segunda zona, en donde el polvo es enfriado, obteniéndose en el proceso
global una aglomeración parcial del polvo y consecuentemente la modificación de
las propiedades iniciales. (Secadero de lecho fluidizado., 2010)
 Ventajas:

14. 1. Idóneo para eliminar la humedad superficial y absorbida en polvos y en
material cristalino o granular
2. Buena eficiencia térmica
3. Permite manejar una amplia gama de materiales, distribuciones de
tamaño de partícula y cohesividad del material
4. Permite unos reemplazos rápidos y minimiza las paradas y los requisitos
de mantenimiento; muy útil para aplicaciones higiénicas
5. Permite un ahorro de energía e integración de sistemas
6. El flujo de pistón es especialmente adecuado con productos que
requieren un tiempo de permanencia más largo y una especificación de
humedad bastante estricta
 Aplicaciones:
Se lo emplea para elaborar productos como Leche (Secado final), levaduras,
snack, enzimas, suero de quesería (secado final), aromas (secado final)
 Por congelación.-
El material se congela antes de desecarse y a continuación se realiza la desecación
en ese estado al vacío. Normalmente, se coloca el producto en pequeños frascos
en los estantes de una cámara de vacío, que primero se congela y después se
evacúa. Después, los estantes se calientan muy lentamente hasta evaporar el
líquido, mientras que la cámara se evacúa continuamente mediante un condensador
en frío.
 Aplicaciones:
Utilizado en la industria farmacéutica y bioquímica para extraer producto seco de
una solución acuosa.
 Bandejas al vació.-

15. Este tipo de secador, es un secador por lotes, que funciona de manera similar al
secador de bandejas. Este secador está formado por un gabinete de hierro con
puertas herméticas, de modo que se trabaje al vacío. Los anaqueles están vacíos
dónde se colocan las bandejas con los materiales húmedos. En términos generales,
se trabaja con aire calentado con vapor. Esto no es siempre cierto, pues es posible
utilizar agua caliente, para operaciones a temperaturas suficientemente bajas.
 Ventajas:
1. Homogeneidad y uniformidad del lote secado.
2. Tiempos de secado reducidos.
3. Valores de vacío finales muy elevados (inferiores a 0,01 mbar) y valores de
humedad final muy bajos.
4. Sencillez en la limpieza interna y externa.
5. Facilidad para la inspección y acceso.
 Aplicaciones:
Este tipo de secadores puede ser utilizado para el secado de materias termolábiles,
como lo son algunos materiales biológicos y en ocasiones los farmacéuticos, aunque
el secado de estos no es tan común.
RESULTADOS ESPERADOS

18. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
 Secadores Continuos
Ventajas:
 Es más fácil de integrar con el resto del proceso y el coste unitario de secado
es menor
 Es más fácil controlar la temperatura de calefacción y evitar un exceso de
temperatura del sólido.
Desventajas:

19.  Si la producción disminuye, por debajo de 50.00 kg/día, el secado en
discontinuo es más rentable.
 Se destacan las pérdidas térmicas en el aire caliente que abandona el
secadero; esto se puede evitar mediante modificaciones en el diseño, que
siempre encarecen el equipo.
 Secadores Discontinuos
Ventajas:
 Es más versátil y puede utilizarse para distintos tipos de materiales.
Desventajas:
 Si se trabaja en secaderos discontinuos y con elevados tiempos de secado
puede ser interesante establecer un cierto grado de vacío para disminuir la
temperatura de secado y evitar posibles efectos negativos sobre el producto.
APLICACIONES INDUSTRIALES
Las industrias agroalimentarias y papeleras son las usuarias más importantes de los
procesos de secado, que supone un consumo de más del 60 % del total en dicho
campo industrial.
En los campos industriales textil, químico, cemento y materiales deconstrucción, la
energía consumida en los procesos de secado supone del 25%al 35 % del consumo
energético total.
ANÀLISIS CRÍTICO
Es importante tener en cuenta una serie de factores, cuando se trata de seleccionar
el equipo de secado adecuado. En algunas ocasiones es difícil elegir entre un
secado continuo o discontinuo debido a que las dificultades de una operación
continua se compensan con las desventajas de la operación discontinua, siendo el
factor más importante la escala de operación.
Es por eso que además se debe tener en cuenta las características de los materiales
suministrados, así como, el contenido de humedad, la uniformidad, el tamaño y la
distribución de las partículas, la sensibilidad a la temperatura y la porosidad. La
cantidad de material a ser tratado también es importante y ayudará a determinar la
necesidad de una operación por lotes o de forma continua.
CONCLUSIÒN
Se concluye que de modo general se pueden clasificar las operaciones de secado
en continuas y discontinuas además que en las operaciones continuas pasan
continuamente a través del equipo tanto la sustancia a secar como el gas y en la
operación discontinua se refiere generalmente a un proceso semicontinuo, en el

20. que se expone una cierta cantidad de sustancia a secar a una corriente de gas que
fluye continuamente en la que se evapora la humedad.
NOMENCLATURA
A Área de superficie expuesta del sólido (m2)
dV/dt Caudal volumétrico aire (m3/h)
PHI_1 Humedad relativa del aire en la entrada (%)
PHI_0 Humedad relativa del aire en la salida (%)
S Peso del sólido seco (g)
T0 Temperatura del aire de entrada (ºC)
T1 Temperatura del aire de salida (ºC)
Tiempo de secado período antecrítico (h)
Tiempo de secado período poscrítico (h)
W Velocidad de secado (g H2O/m2·h)
Wc Velocidad de secado crítica (g H2O/m2·h)
X1 Humedad absoluta del aire (g vapor/Kg aire seco)
X Humedad del sólido (g H2O/g sólido seco)
Xi Humedad inicial del sólido (g H2O/g sólido seco)
Xc Humedad crítica del sólido (g H2O/g sólido seco)
X* Humedad de equilibrio del sólido (g H2O/g sólido seco)
Xf Humedad final del sólido (g H2O/g sólido seco)
RECOMENDACIONES
Se recomienda a tomar en cuenta factores adicionales como las características
específicas en cuanto a la calidad, el tamaño y la forma del producto final, así como

21. el contenido de humedad, el entorno de producción, materiales de construcción
permitidos, la disponibilidad de recursos de energía y el consumo de energía.
BIBLIOGRAFÌA
DCA. (Enero de 2013). Tuneles de secado. Obtenido de
http://www.diariodeciencias.com.ar/tuneles-de-secado-cintas-para-secado/
G. Nonhebel, A. A. (1979). El secado de sólidos en la industria química. Barcelona: Reverte.
QuimiNet. (27 de Marzo de 2012). Obtenido de Secado spray:
https://www.quiminet.com/articulos/lo-que-necesita-saber-del-secado-spray-
2708537.htm
Secadero de lecho fluidizado. (12 de Febrero de 2010). Obtenido de
http://www.espaqfe.com.ar/secfluidizado/secfluidizado.htm
SEI-Contreras. (15 de Septiembre de 2015). Obtenido de
http://seicontreras.com/es/equipos/secador-spray