1. Universidad Nacional Experimental
“Francisco De Miranda”
Área De Tecnología
Programa De Ingeniería Química
Departamento De Energética
Laboratorio De Operaciones Unitarias II
PRÁCTICA 3: SECADO DE SÓLIDOS
1. OBJETIVO GENERAL
 Evaluar las principales variables que controlan el
proceso de secado en un secador rotatorio.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
 Conocer el funcionamiento de un secador rotatorio.
 Calcula la eficiencia de un secador rotatorio a
diferentes condiciones de operación.
 Evaluar la influencia de variables como: velocidad de
flujo, temperatura y humedad relativa del aire y tiempo
de residencia del sólido sobre la eficiencia del proceso
de secado.
 Conocer y manejar la carta psicrométrica.
2 EQUIPOS NECESARIOS
- Psicrómetro
- Cronómetro.
- Termómetro de mercurio.
- Recipiente para producto seco.
- Balanza analítica.
- Espátula.
- 3 beaker de 250 ml.
- Secador rotatorio.
- Muestra sólida.
- Estufa.
- Anemómetro
3 DATOS EXPERIMENTALES
- Masa inicial y final de la muestra de sólido.
- Temperatura de entrada y salida del aire.
- Temperatura de entrada y salida del sólido.
- Humedad relativa del aire de secado.
- Tiempo de residencia del sólido.
- Velocidad del aire.
- Diámetro del secador: 0,22 m (0,75 pie)
- Muestra: : Sílice
4 MARCO TEÓRICO
La operación de secado es una operación de
transferencia de masa de contacto gas- sólido, donde la
humedad contenida en el sólido se transfiere por
evaporación hacia la fase gaseosa, en base a la
diferencia entre la presión de vapor ejercida por el sólido
húmedo y la presión parcial de vapor de la corriente
gaseosa. Cuando estas dos presiones se igualan, se dice
que el sólido y el gas están en equilibrio y el proceso de
secado cesa.
- Definiciones fundamentales.
Contenido de humedad, base seca: x
oseckgsólido
kghumedad
x 
- Contenido de humedad, base húmeda:
oseckgsólidokghumedad
kghumedad
medokgsólidohú
kghumedad
x


Humedad de equilibrio: x
*
, Humedad del sólido cuando su
presión de vapor se iguala a la presión de vapor del gas.
Es decir, humedad del sólido cuando está en equilibrio
con el gas.
Humedad libre: x- x
*
, Es la humedad del sólido; que es la
humedad que está en exceso con relación a la humedad
de equilibrio. Es ésta la humedad que se puede evaporar
y depende de la concentración de vapor en la corriente
gaseosa.
Existen otras definiciones como humedad límite; que es
la humedad del sólido que ejerce una presión de vapor
de equilibrio menos que aquella que ejerce el líquido puro
a la misma temperatura y la humedad no límite que es la
humedad del sólido que ejerce una presión de vapor igual
a la del líquido puro a la misma temperatura.
- Humedad absoluta del aire:
oseckgaire
kgagua
Proceso de secado:
Cuando un sólido húmedo es sometido a un proceso de
secado se presentan dos subprocesos:
- Transferencia de la humedad interna del sólido a la
superficie de éste y su subsiguiente evaporación. El
movimiento de la humedad dentro del sólido es una
función de la naturaleza física, su temperatura y su
contenido de humedad.
- Transferencia de energía en forma de calor del
ambiente que rodea al sólido para evaporar la humedad
de la superficie. Este segundo subproceso depende las
condiciones externas de temperatura, humedad y flujo de
aire, presión, área de exposición y tipo de secador.
En el proceso de secado, cualquiera de los dos
subprocesos descritos puede ser el factor limitante que
gobierne la velocidad del secado, a pesar de que ambos
procesos ocurren simultáneamente durante el ciclo de
secado

2. Secador Rotatorio
En los secadores rotatorios, el secado se lleva a cabo en
el período a velocidad constante y la temperatura de
secado es la temperatura de saturación adiabática del
aire entrante. En el sistema que se usa en la práctica,
aire-agua, esta temperatura es la de bulbo húmedo.
Con el objeto de facilitar su estudio, los secadores
rotatorios se dividen en tres etapas. En la primera, el
sólido se calienta hasta la temperatura de bulbo húmedo.
No hay secado, sólo precalentamiento.
En la segunda etapa se evapora toda la humedad de los
sólidos a una temperatura constante igual a la del bulbo
húmedo del aire entrante.
En la tercera etapa se recalientan los sólidos, dicha etapa
puede existir o no.
La figura 1 muestra el perfil de temperaturas del aire y el
sólido a lo largo del secador en la tres etapas descritas
º
Figura 1.Flujos entrada y salida del secador, Perfil de
Temperatura
Balance de materia en un secador rotatorio
1221 Y*GX*SY*GX*S SSSS 
osecmasasólido
dmasahumeda
X 1
osecmasaaire
dmasahumeda
Y 1
Balance de energía en un secador rotatorio
PGSSSGSSS QH*GH*SH*GH*S  1221
)TT(*)Cpaire*XCpsol(H OSS  111
)TT(*)Cpaire*XCpsol(H OSS  222
Donde:
X1,X2= Humedad del sólido entrada y salida
Y2,Y1: Humedad absoluta de aire entrada y salida
GS: Flujo de aire libre de humedad
SS: Flujo de sólido libre de humedad
HS1, HS2: entalpía del sólido de entrada y salida
HG2, HG1: entalpía del aire de entrada y salida
Cp sol= calor específico del sólido
Cp= calor específico del aire
Qp= pérdidas de calor
5 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
El equipo de secado (secador rotatorio) está constituido
por un cilindro hueco que gira sobre su eje con una ligera
inclinación hacia la salida (Figura 2). El sólido que se
desea secar es ingresado por un embudo de
alimentación y de allí pasa al interior del secador donde
es puesto en contacto con el aire de secado. Debido a la
inclinación del equipo el sólido gira y se va desplazando
hacia la salida del equipo (descarga) donde es recogido
en un contenedor.
El flujo de aire es inducido mediante un ventilador que se
encuentra en el extremo opuesto de la alimentación del
sólido. A su entrada por el túnel, el aire es puesto en
contacto con dos resistencias de calentamiento mediante
las cuales se eleva su temperatura.
Figura 2. Esquema de secador rotatorio.
SS, TS1,
HS1,X1
GS, TG1,
HG1,Y1
GS, TG2,
HG2,Y2
SS, TS2,
HS2,X2
IIII II
Longitud
TG2
TG1
TS1
TS2

3. El equipo involucra dos termopares para la medición de
la temperatura del aire al inicio y a la salida del secador.
El sistema de control involucra una perilla para la
regulación de la velocidad del ventilador, botones de
encendido individuales para cada resistencia de
calentamiento y botón de encendido para el giro del
secador.
5.1 EXPERIMENTACIÓN
Las principales variables a evaluar para el cálculo de la
eficiencia del secador, serán: velocidad del aire,
temperatura del aire.
Velocidad del aire (va): es regulada mediante el ajuste en
la perilla en máximo y mínimo.
Resistencias de calentamiento (Rc): dos resistencias
encendidas, una encendida
5.2 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
 4.1. Encender el equipo a las condiciones
especificadas anteriormente. Esperar hasta alcanzar
una temperatura sugerida (condición de estado
estable).
 4.2. Pesar 50g de la muestra. Simultáneamente pesar
10g de la muestra y colocar esta última en la estufa
durante 30min a 130°C, luego pesar nuevamente.
 4.3. Medir la temperatura de entrada de la muestra
(50g) antes de introducirla a la tolva de alimentación.
 4.4. Encender el sistema de rodamiento.
 4.5. Determinar las revoluciones por minuto del
secador rotatorio.
 4.6. Medir la temperatura de bulbo húmedo y bulbo
seco del aire a la entrada del secador.
 4.7. Introducir la muestra sólida (50g) a un flujo
aproximadamente constante en la tolva de
alimentación, medir el tiempo que transcurre desde que
comienza a caer en el secador hasta que cae
completamente la muestra. Sin detener el cronómetro,
medir el tiempo que transcurre hasta que sale todo el
sólido del secador.
 4.8. Medir la temperatura de bulbo húmedo y bulbo
seco del aire a la salida del secador.
 4.9. Medir la temperatura de salida de la muestra.
 4.10. Apagar el equipo.
 4.11. Pesar la muestra.
 4.12. Introducir el sólido seco en la estufa durante
30min, luego de transcurrido este tiempo pesar
nuevamente la muestra.
6. TRABAJO A REALIZAR
- Determinar la humedad inicial y final del sólido.
- Determinar la humedad del aire a la entrada y la salida
del secador
- Estimar el tiempo de retención.
- Determinar la humedad absoluta del aire de secado a
las diferentes condiciones de operación.
- Determinar la eficiencia del proceso de secado y su
variación a las diferentes condiciones experimentales
de trabajo.
- Realizar balance de energía en el secador
7. PRE-LABORATORIO
Investigar:
1. Definición de presión de vapor de un líquido y
dependencia con la temperatura.
2. Definición de humedad absoluta y relativa.
3. Temperatura de bulbo seco y bulbo húmedo.
4. Uso de la carta psicrométrica.
5. De que variables depende la capacidad de secado
del aire.
6. Tiempo de residencia del sólido.
7. Secado en cocorriente y en contracorriente.
8. Eficiencia del secador.
9. Tipos de Secadores
10. Balance de energía en un secador rotatorio
8. DATOS EXPERIMENTALES
Experimento 1:______________________________
Condiciones del aire
Tbulbo S(°C) Tbulbo H(°C)
Entrada
Salida
Velocidad del aire:___________
Tiempo en el secador
Tiempo de alimentación: TA (seg)
Tiempo Total: TT(min)
Características del sólido
Masa del sólido húmedo entrada Estufa:
MsHeE (g)
Masa del sólido húmedo salida Estufa: MsHsE
(g)
Masa del sólido húmedo entrada al secador:
MsHeS (g)
Masa del sólido seco entrada Estufa: MsSeE
(g)
Masa del sólido seco salida Estufa: MsSsE (g)
Temperatura de entrada del sólido húmedo:
TesH(°C)
Temperatura de salida del sólido seco:
TssS(°C)
Experimento 2:________________________________
Condiciones del aire
Tbulbo S(°C) Tbulbo H(°C)
Entrada
Salida
Velocidad del aire:___________
Tiempo en el secador
Tiempo de alimentación: TA (seg)
Tiempo Total: TT(min)

4. Características del sólido
Masa del sólido húmedo entrada Estufa:
MsHeE (g)
Masa del sólido húmedo salida Estufa: MsHsE
(g)
Masa del sólido húmedo entrada al secador:
MsHeS (g)
Masa del sólido seco entrada Estufa: MsSeE
(g)
Masa del sólido seco salida Estufa: MsSsE (g)
Temperatura de entrada del sólido húmedo:
TesH(°C)
Temperatura de salida del sólido seco:
TssS(°C)
Experimento 3:_________________________________
Condiciones del aire
Tbulbo S(°C) Tbulbo H(°C)
Entrada
Salida
Velocidad del aire:___________
Tiempo en el secador
Tiempo de alimentación: TA (seg)
Tiempo Total: TT(min)
Características del sólido
Masa del sólido húmedo entrada Estufa: MsHeE
(g)
Masa del sólido húmedo salida Estufa: MsHsE
(g)
Masa del sólido húmedo entrada al secador:
MsHeS (g)
Masa del sólido seco entrada Estufa: MsSeE (g)
Masa del sólido seco salida Estufa: MsSsE (g)
Temperatura de entrada del sólido húmedo:
TesH(°C)
Temperatura de salida del sólido seco: TssS(°C)
Capacidad calorífica del sílice: 0,136 cal/g.ºC Tomado
de la Tabla 3-205 Perry Tomo I, pág. 3-176
Diámetro del secador: 0,22 m (0,75 pie)
Longitud del secador: 1,4 m (4,6 pie)

5. REPORTE DE DATOS
Experimento 1:___________________________________________________
Experimento 2:___________________________________________________
Experimento 3:___________________________________________________
Condiciones del aire
Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3
Tbulbo
S(°C)
Tbulbo
H(°C)
Tbulbo
S(°C)
Tbulbo
H(°C)
Tbulbo
S(°C)
Tbulbo
H(°C)
Entrada
Salida
Velocidad
del aire
( )
Tiempo en el secador
Experimento
1
Experimento
2
Experimento
3
Tiempo de alimentación: TA
(seg)
Tiempo Total: TT(min)
Características del sólido
Experimento
1
Experimento
2
Experimento
3
Masa del sólido húmedo entrada Estufa: MsHeE
(g)
Masa del sólido húmedo salida Estufa: MsHsE (g)
Masa del sólido húmedo entrada al secador:
MsHeS (g)
Masa del sólido seco entrada Estufa: MsSeE (g)
Masa del sólido seco salida Estufa:
MsSsE (g)
Temperatura de entrada del sólido húmedo:
TesH(°C)
Temperatura de salida del sólido seco: TssS(°C)
Sección: _______ Grupo: _______ Fecha: _______________________
Integrantes:
Nombre y Apellido C.I Firma
______________________ _______________ ___________________
______________________ _______________ ___________________