Proceso de secado en lotes de granos de trigo en un sistema de lecho fluidizado

Abstract

En este trabajo se llevó a cabo la determinación de la cinética de secado de los granos de trigo en un lecho fluidizado Con la determinación de las propiedades físicas para los granos de trigo, se obtuvo un tamaño promedio de 0.004 metros, una fracción de espacios vacíos de 0.440 y una esfericidad de 0.949. De acuerdo a la clasificación de Geldart, el grano corresponde al tipo D, con una velocidad mínima de fluidización de 1.286 m/s.

Se utilizaron tres tamaños de lote (0.8, 1.0 y 1.2 kg en base seca) a tres diferentes temperaturas (40, 70, y 100 ºC) y un flujo de aire de 0.35 m3/s, la temperatura mostró un efecto notable sobre la velocidad de secado, ya que al incrementarse se logra una mayor remoción del contenido de humedad, debido al incremento en la movilidad de las moléculas de agua. De acuerdo a la cinética de secado se aprecia que el mecanismo dominante fue la difusión, por lo tanto fue posible modelar el proceso de secado del trigo mediante la segunda ley de Fick, obteniendo coeficientes de difusión promedio en el intervalo de 1.893E-09 a 3.348E-09 m2/s y valores de energía de activación que van de 3.270 a 7.589 kJ/mol a las condiciones estudiadas. Al incrementar la carga de lecho, la energía de activación disminuyó, indicando que los mecanismos de difusión se ven favorecidos, los cuales están asociados con materiales donde el agua está fuertemente enlazada a la estructura del material y consecuentemente su remoción se encuentra dominada por la estructura de la muestra a secar.

Con el balance de energía se observó que la temperatura de los granos de trigo se incrementó, hasta igualar la temperatura del aire circundante.