sistemas de secado en granos y el aire como elemento secado la carta psicrometrica

1. MODULO DE AGROINDUSTRIA
ITFIP
Grupo de Ingeniería Electrónica
Docente: Ing. German Ortiz M.

2. Granos Seleccionado para Esta
Especialidad
 El Maíz
 El Cacao
 El Arroz
 El Café

3. El Maíz
Hojas
Las hojas toman una forma alargada
íntimamente arrollada al tallo, nacen
las espigas o mazorcas. Cada
mazorca olote que está cubierta por
filas de granos, la parte comestible de
la planta, cuyo número puede variar
entre cinco a ocho mazorcas
Inflorescencia
Las plantas de maíz son monoicas es
decir que tienen los dos sexos en la
misma planta por lo tanto tienen la
capacidad de producir gametos
(masculinos y femeninos) . Al conjunto
de estructuras reproductivas en maíz
se le conoce como inflorescencia

4. Partes de la semilla del maíz
Es la parte superficial o externa del grano, fibrosa y dura su función
Evitar el ingreso de bacterias, hongos e insectos
Contiene carbohidratos almidones y proteínas
Tiene dos partes el escueto =se encarga de la alimentación
Del embrión
Eje embrionario= posee alrededor de cinco hojas

5. El Maíz
Granos
En la mazorca, cada grano o
semilla es un fruto independiente
llamado cariópside que está
insertado en el raquis cilíndrico
u olote; la cantidad de grano
producido por mazorca está
limitada por el número de granos
por hilera y de hileras por
mazorca

6. El Arroz
El arroz (del árabe ‫أرز‬, Ar-ruzz) es
la semilla de la planta Oryza
sativa. Se trata de
un cereal originario de la India y
China hace 7000 años, llego a
América gracias a Cristóbal 1493
colon 1 El arroz es el segundo
cereal más producido en el
mundo, tras el maíz y el
trigo.2 Debido a que el maíz es
producido con otros muchos
propósitos aparte del consumo
humano, se puede decir que el
arroz es el cereal más importante
en la alimentación humana

7. La germinación de la semilla tiene lugar en diversas fases
a) Hinchamiento de la cariópside.
b) Rotura de la envoltura externa,
c) Formación de la raíz primaria,.
La morfología del arroz se estudia en dos etapas:
la fase vegetativa (incluye los estadios de germinación, plántula, y inicio y pleno
macollamiento)
la fase reproductiva (iniciación del primordio floral a emergencia de la panoja y
emergencia de la panoja a madurez).

8. Plántulas: La germinación da inicio a la fase vegetativa, comienza cuando la radícula o coleoptilo (vaina que
recubre al embrión) emerge del cariopse (Fig. 2)

9. Macollos: Cada tallo de la planta está formado de una serie de nudos y entrenudos Cada nudo
superior tiene una hoja (lámina) y una yema, la cual puede desarrollar un macollo.
El número de macollos depende de la densidad de plantas, puede variar de 3 en alta densidad
hasta 15 macollos en bajas

10. El Arroz
Los órganos se clasifican:
a) vegetativos: raíces y tallos
b) Reproductores : flores y
semillas.
Tallo: nudos e internudos en orden
alterno .Lleva una hoja y un capullo
que puede desarrollarse para
constituir un vástago , el entrenudo
maduro es hueco y finamente
estriado, el grosor es mayor en los
mas bajos, que en los superiores, los
retoños se desarrollan a partir del
tallo principal en orden alterno
Las Panojas: es un grupo de
espiguillas nacidas en el nudo
superior del tallo.

11. Semillas: El grano de arroz, comúnmente llamado semilla, formado por el cariopse y por cáscara, está última
compuesta de glumas. . A su vez el cariópse, está formado por el embrión, el endosperma, capas de
aleurona (tejido rico en proteínas), tegmen (cubierta seminal), y el pericarpio (cubierta del fruto).

12. Composición del Arroz

13. OBJETIVOS DEL SECADO
• EVITA EL DETERIORO DEL GRANO y ATAQUE DE
MICROBACTERIAS
• EL GRANO OBTIENE CARACTERISTICAS
OPTIMAS PARA SU ALMACENAMIENTO
• SE MANTIENE LA CALIDAD DEL GRANO PARA
SU COMERCIALIZACION
• Ver video.

17. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL SECADO
• TEMPERATURA DEL AIRE según el material el
gradiente de temperatura lo determina el espesor
el cual disminuye conforme se seca
• HUMEDAD RELATIVA DEL AIRE se define como la
razón presión de vapor del agua /respecto a la
presión de saturación de vapor de agua a la misma
temperatura . Cuando se incrementa la
temperatura del aire aumenta su capacidad de
absorción de humedad .
• VELOCIDAD DEL AIRE. Transmite la energía
necesaria para calentar el agua contenida en el
material facilitando su evaporación, transporta la
humedad saliente del material

18. PSICROMETRIA
Definición: es la determinación de las
condiciones del aire atmosférico con
respecto a la mezcla de aire seco y vapor
de agua.
Es importante por el efecto que tiene la
humedad del aire atmosférico sobre el
contenido de humedad de los productos
.
En el secado interviene directamente la
psicrometría, cuando el secado es a bajas
temperaturas en particular, la velocidad
del secado depende de la capacidad del
aire para evaporar la humedad la cual se
determina por las condiciones
psicrometricas del aire la temperatura y
la humedad relativa.
En el almacenamiento uno de los
conceptos es el contenido de humedad
en equilibrio cuando se da el intercambio
de humedad reciproco entre los
materiales higroscópicos.
El equilibrio se da Cuando la presión de
vapor que corresponde a la humedad del
producto es equivalente a la presión de
vapor de la humedad presente en el aire
en condiciones fijas de temperatura

19. Psicrometría

20. Psicrometría
Aire Húmedo
Propiedades aire húmedo:
Temperatura bulbo seco
Temperatura bulbo húmedo
Temperatura del punto de
roció
Aire seco
Vapor de agua

21. Psicrometría
Propiedades termodinámicas en la
cantidad de vapor de agua en el aire
húmedo
 Presión de vapor: presión parcial
que ejercen la moléculas de
vapor de agua presentes en el
aire húmedo, cuando el aire esta
totalmente saturado de vapor de
agua
 Humedad relativa: se define
como la razón entre la presión de
vapor del agua en un momento
dado y la presión de vapor de
agua, cuando el aire esta
saturado de humedad (%)
 Grado de saturación:
humedad real de la mezcla y
la razón de la humedad del
aire en estado saturado a
igual temperatura y presión.
W: ( Kg de vapor /Kg de aire
Seco)
 Entalpia: es la energía del aire
húmedo / unidad de masa del
aire seco.
 Volumen Especifico (Ve)
volumen que ocupa la mezcla
de aire seco y vapor de agua/
unidad de masas de aire seco

22. psicrometría
Procesos termodinámicos
1,0 secado y humedecimiento
adiabático del aire. H:cte
2,0 secado y humedecimiento
del aire a humedad especifica
constante W:cte
3,0 enfriamiento con
deshumedecimiento. Cuando
se llega a φ =0 y se condensa
humedad.

23. psicrometría

24. OPERACIÓN DE SECADO
El secado es una operación unitaria mediante la cual se elimina humedad de una sustancia,
reducir por vía térmica la humedad esta fase es propiamente la operación de secado. En
ella se somete el producto húmedo a la acción de una corriente de aire caliente y seco,
evaporándose el líquido con el consiguiente aumento de la humedad del aire.
El punto final o límite de la desecación estará en la eliminación del líquido (normalmente
agua) del material, hasta que la humedad de dicho material esté en equilibrio con el aire
que le rodea, es decir, hasta que la presión de vapor de la humedad del sólido iguale a la
presión parcial de la corriente gaseosa.
TIPOS DE EQUIPOS DE SECADO
Lotes: material entra al secador y el proceso se verifica por un periodo de tiempo
continuo: el material se añade sin interrupción al secador obtiene material seco en
régimen continuo

25. PROCESO DE SECADO SE CLASIFICA
Según las condiciones físicas usadas para adicionar calor y extraer vapor de agua
A. Calor se añade por contacto directo con aire caliente y presión atmosférica y el vapor
de agua formado se elimina por el mismo aire
B. Secado al vacío, la evaporación del agua se verifica con mas rapidez a presiones bajas
y el calor se añade indirectamente por contacto con una pared metálica o radiación
C. Liofilización se congela el disolvente y posteriormente sublimación del mismo pasa de
solido a gas resultado estructura porosa que puede al agregarse agua recuperar su
estado liquido

26. DEFINICIONES BASICAS
Humedad de equilibrio: contenido de humedad del solido que esta en el equilibrio con aire
en condiciones dadas de humedad relativa y temperatura con una presión parcial del vapor
del aire igual a la presión del vapor del agua del solido
Humedad ligada: humedad retenida por el solido, cuando la presión de vapor de agua que
este ejerce es menor a la presión parcial del agua pura que tiene el aire a la misma
temperatura.
Humedad no ligada: esta humedad contenida en el solido, ejerce una presión de vapor
igual a la presión de vapor del agua del liquido puro en el aire
Humedad Libre: exceso de humedad de un solido en comparación con la humedad de
equilibrio, y que esta se encuentra en contacto con una determinada masa de aire, esta
humedad se pierde para el solido luego de haber estado por un tiempo prolongado en
contacto con el ambiente.
Humedad Limite: humedad de equilibrio de un solido en contacto con una masa de aire de
humedad relativa del 100%

27. DIFERENTES TIPOS DE HUMEDADES

28. EXPRESION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

29. PARA UNA MASA TOTAL DE 20kG DE UN SOLIDO Y UNA FRACC EN BASE SECA DE
20% ADICIONAL CON 15 KG DE MASA DE SOLIDO SECO ¿ CUAL ES LA FRACCION
EN BASE HUMEDA?

31. CURVAS DE SECADO
ETAPA A-B : Etapa de calentamiento el solido se calienta desde la temperatura
ambiente Hasta que se alcanza el equilibrio entre el enfriamiento por evaporación y
absorción de calor de los gases a temperatura de bulbo húmedo del gas ,
ETAPA B-C: el primer periodo de secado o periodo de velocidad de secado constante
donde se evapora la humedad libre o no ligada del material, la velocidad se mantiene
constante si el gas tiene un estado estacionario y depende de las propiedades y
velocidad del gas la temperatura del solido se mantiene igual a la del bulbo húmedo del
gas ya que se mantiene el equilibrio

32. LOS FENÓMENOS QUE SUCEDEN EN EL SECADO SON:
 Transferencia de materia a través del sólido. Se produce por
capilaridad (altos niveles de humedad) y difusión (bajos
niveles de humedad).
 Transferencia de vapor de agua desde la interfase sólido gas al seno del
gas. Se produce por transporte turbulento.
 Transferencia de calor desde el seno del gas a la
interfase. Se produce por conducción, convección o radiación.
 Transferencia de calor desde la interfase al seno del sólido. Sólo
puede tener lugar por conducción.

37. EJERCICIO PARA EL CALCULO DE LAS CURVAS DE SECADO
Ejercicio en Excel