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La empresa GreenHopsBeerS.A.S desea secar cebada tipo (hordeum vulgare) previamente germinada con un material solido de 30% hasta 5% de humedad en un secador para trasformala en malta cervecera, empleando aire a 88°C segun el estilo de la malta que se desea obtener, El aire sale del secador a 38°C y con un 12% de humedad relativa, se obtienen 7000 g/h de producto secado y el aire esta a una atmosfera de presión, estos parametros se lo replica para la simulacion en un secador de bandejas para la cebada de guatarilla. es importante determinar el flujo masico de las corrientes y su flujo volumetrico.
secador de bandejas Industrial utilizado en la Planta piloto de la universidad mariana 2019
mente germinada con malta cervecera, el secador a 38°C y con a una atmosfera de para la cebada de
ariana 2019
los datos de temperaturas del Aire de entrada, ya que fue de 8 salida del secador, que es de 38°C y la humedad relativa que e Estos datos los usaremos para el calculo de la humedad en cad carta de humedad o psicometria.
A continuación observaremos la carta de humedad.
para el flujo volumetrico en el ventilador del secado se aplicara asi:
En esta ecuación tenemos el valor del flujo del aire , solo debe Humedo (VH), y el volumen humedo se lo calcula:
De esta ecuación desconocemos el valor del volumen del aire s (Vs), y la humedad de saturación (Ys). Estos datos los obtendre humedad.
con la obtención de estos datos podemos sustituirlos en la ecu
El resultado dle volumen Humedo (VH), los sumaremos con con se lo obtuvo cuando se obtuvo el flujo del aire en la corriente 3
y de esta manera encontramos el flujo volumetrico el equipo lo tuviera.
𝑉𝐻= 〖𝑉𝑎〗 ^𝑖+ ( (𝑉𝑠−
𝑎〗 ^𝑖)/ 〖𝑌𝑠〗 ^𝑖 *𝑌^)
𝑉 ^𝑖=𝑀^𝑖*VH
𝑉𝐻= 〖𝑉𝑎〗 ^𝑖+ ( (𝑉𝑠−
𝑎〗 ^𝑖)/ 〖𝑌𝑠〗 ^𝑖 *𝑌^𝑖)
𝑉 ^𝑖=𝑀^𝑖*VH
𝑇^(°𝑐)= temperatura de entrada del aire seco, C CORRIENTE 4 SALIDA Aire humedo 𝑀 ^𝑎=𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝐶, 4 (incognita) 𝑌^ 4 = humedad del aire a la salida del secador, (incognita) 𝑇^( °𝑐)= temperatura de salida del aire humedo, C
V= flujo volumetrico del
ventilador
HR= humedad relativa del aire.
Va= volumen de aire seco (tabla)
Vs=volumen saturado
Ys= humedad de saturación
Aire Seco encuentra entrada? T° (^) 88 °C
Material Seco (Malta) 7000 salida 0.
masico en la corriente 1, usaremos el balance para componentes solidos
e 1, ya que conocemos los valores del resto de las variables la ecuación nos queda de la siguiente manera:
en la ecuación y asi obtendremos el flujo masico de la corriente 1,
en la corriente 3 y 4 ocuparemos el balance por componentes de agua:
saremos a un lado los flujos masico del aire asi:
Factorizaremos el flujo del aire.
el aire seco. La ecuación nos quedara de la siguiente manera:
𝑀^
𝑀^2 𝑠
𝑀^2 𝐻2𝑂
𝑀^𝑎
𝑌^
alculo del flujo de aire en las corrientes 3 y 4. Pero nuestras emos completas ya que el problema no nos dio el dato de la ,𝑌 ^ 3). de entrada, ya que fue de 88°C, la temperatura del aire de a la y la humedad relativa que es del 80%. alculo de la humedad en cada corriente (𝑌^4 ,𝑌^3).utilizando la
a carta de humedad.
solidos: 𝑀^1∗ 〖𝑚𝑠〗 ^1=𝑀^ 2 * 〖𝑚𝑠〗 ^ 2
𝑀^1= (𝑀^1 ∗𝑚^2) /𝑚^
^2𝐻2𝑂+𝑀^𝑎∗𝑌 ^2 =𝑀 ∗𝑚
^𝑎∗𝑌 ^
∗𝑚^1 𝐻2𝑂− 𝑀^2 ∗𝑚^
𝑂=𝑀^𝑎∗𝑌^4− 𝑀^𝑎∗𝑌^
𝑚^1 𝐻2𝑂− 𝑀^2 ∗𝑚^2 𝐻2𝑂=𝑀^𝑎∗(𝑌^4− 𝑌 ^3)
𝑎=(( 𝑀^1 ∗𝑚^ 1
𝑀 ^ 2 ∗𝑚 ^ 2 ))/((𝑌^ 4 ∗𝑌^3))
HR= 12% Flujo Volumetrico V (^) 76.
Aire Humedo
T°C (^30)
Material Humedo
𝑀^𝑎
𝑌^
𝑀^
𝑚^1 𝑠
𝑀^1 𝐻2𝑂
Balance General 𝑀^1+𝑀^ 3 =𝑀^ 2 + 𝑀^ 4
Para el calculo del flujo 1: 𝑀^1=( 𝑀^1 ∗𝑚^2)/𝑚^ para el calculo de la masa de a 𝑀^ 9 =( 〖 (𝑀 〗 ^1 ∗𝑚^ 1)− 〖 (𝑀 〗 ^ 2 ∗𝑚^ 2 ))/ ( 〖 (𝑌 〗 ^4−𝑌^ 3 ))
Balance por componentes: solidos 𝑀^1∗ 〖𝑚𝑠〗 ^1 =𝑀^2 ∗ 〖𝑚𝑠〗 ^ Agua 𝑀^1∗𝑚^1 𝐻2𝑂+𝑀^𝑎∗𝑌^3=𝑀^2∗ 𝑚^ 𝐻2𝑂+𝑀^𝑎∗𝑌^ 4
para el flujo de aire 𝑀^𝑖=𝑀^𝑎+𝑀^𝑎𝑌 ^𝑖 entonces: 𝑀^ 3 𝑎 =𝑀^𝑎+𝑀^𝑎𝑌^ 3 𝑀^ 4 𝑎=𝑀^𝑎+𝑀^𝑎*𝑌 ^ 4
C= corriente CORRIENTE 1 ENTRADA material humedo 〖𝑚𝑠〗 ^1= fracción de solidos, C 𝑀^1 𝐻2𝑂= fraccion de agua, C 𝑀^1=flujo masico (incognita), C CORRIENTE 2 SALIDA material seco (proporciona todos los datos en esta corriente) 〖𝑚𝑠〗 ^2= fracción de solidos C 𝑀^2 𝐻2𝑂= fraccion de agua C 𝑀^2=flujo masico C CORRIENTE 3 ENTRADA
Aire seco
𝑀^𝑎=𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒, 𝐶
(incognita) 𝑌^3= humedad del aire a la entrada del secador, (incognita) 𝑇^(°𝑐)= temperatura de entrada del aire seco, C CORRIENTE 4 SALIDA Aire humedo 𝑀^𝑎=𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒, 𝐶 (incognita) 𝑌^4= humedad del aire a la salida del secador, (incognita) 𝑇^(°𝑐)= temperatura de salida del aire humedo, C
V= flujo volumetrico del ventilador
HR= humedad relativa del aire.
Va= volumen de aire seco (tabla)
Vs=volumen saturado
Ys= humedad de saturación
