Análisis experimental del secado de semillas de pimienta grande (dp=7.55mm) en un lecho fluidizado al vacio empleando aire

Esta tesis tiene como fin el estudio experimental de secado de semillas de pimienta grande (d_p=7.55 mm según la tabla de clasificación que aparece en Patiño (2004)) en un lecho fluidizado al vacío empleando aire y utilizando diferentes variables como la temperatura, presión y velocidad del fluido. La fluidización consiste en hacer pasar un fluido a través de un lecho de partículas solidas, las cuales quedan suspendidas en el fluido, dando una serie de ventajas y desventajas al proceso. Lo favorable de este proceso es el contacto tan amplio que hay entre el fluido y el sólido lo que permite que los coeficientes de transferencia de calor y masa sean muy elevados, dando la posibilidad de un secado mucho mas rápido. Ahora por el contrario, esta técnica necesita hacerse a temperaturas elevadas lo cual representa un problema para la conservación de las propiedades alimenticias y un gran riesgo explosivo en el secado de productos inflamables como lo sería la industria farmacéutica. El vacío disminuye estos problemas debido a que a bajas presiones el riesgo de explosiones es mínimo y la operación se puede realizar a temperaturas mas bajas. Sin embargo trabajar a bajas presiones, disminuye la capacidad de transporte de masa y calor. Al mismo tiempo se obtiene una mejoría con la difusión de la humedad dentro de la partícula hacia el exterior donde es removida por el aire circulante (Arnaldos et al. 1998). En el secado de un lecho fluidizado se tienen diversos comportamientos dependiendo de la semilla a secar, pues cada una cuenta con características distintas tales como su forma (por ejemplo, esfericidad), porosidad, humedad inicial, velocidad mínima de fluidización, etc. En este aspecto es importante mencionar que diversos estudios previos demuestran que cuando la partícula es porosa, el efecto del vacío sobre la razón de secado es mucho mayor que cuando se tienen partículas compactas, tal como lo demostró Arnaldos et al. (1998). Asimismo, los factores del fluido tales como su velocidad, temperatura, y su presión influyen de igual manera en el secado. Pocos estudios de han publicado sobre las fluidinámicas de un lecho fluidizado al vacío. Kawamura y Suezawa (1961) observaron un comportamiento similar del lecho a presión reducida al encontrado bajo presión atmosférica. También se observó la coexistencia de una capa de lecho fluidizado superior y una zona de lecho fijo, por Germain y Claudel (1976). Kusakabe et al. (1989) también encontraron una capa superior en el lecho fluidizado cuando la caída de presión en el lecho y la presión absoluta de operación tienen la misma magnitud. Wraith y Harris (1992) midieron caídas de presión y vieron un frente de fluidización hacia abajo con un flujo de gas que iba en aumento. Llop et al. (1996) propusieron una ecuación para calcular la velocidad mínima de fluidización. Fletcher et al. (1993) definieron la velocidad mínima de fluidización para partículas de diversas formas a presiones reducidas. Palancz (1983) propuso un modelo de tres fases bajo condiciones estables de un lecho fluidizado continuo. Thomas y Varma (1992) investigaron el efecto de la temperatura, velocidad de gas, forma de la partícula y masa de los sólidos en la razón de secado de los granos. Kozanoglu et al. (2002) midieron la velocidad mínima de fluidización de partículas grandes bajo condiciones de presión reducida. Un modelo matemático para simular el proceso de secado de un lecho fluidizado al vacío también fue presentado por Kozanoglu et al (2002). De igual manera, Kozanoglu et al (2001) calcularon el coeficiente de transferencia de masa bajo estas mismas condiciones, comparando los resultados experimentales de Arnaldos et al. (1998) con el modelo desarrollado por ellos (Kozanoglu et al, 2002). Apoyándose en todos estos trabajos previos y otros, se pretende realizar el análisis propuesto en este trabajo Esta tesis tiene igualmente como propósito comparar los resultados de la tesis se realizará al mismo tiempo por Salvador Gerardo Álvarez el cual utiliza partículas de pimienta chica ( d_p=4.50 mm según la tabla de clasificación que aparece en Patiño (2004)