Secado Industrial: Fundamentos, Clasificación y Selección de Equipos

Secado de Materiales Sólidos: Conceptos Fundamentales y Equipos

Definición de Secado

El secado es una operación unitaria fundamental en la ingeniería de procesos que consiste en la separación de pequeñas cantidades de agua o de un líquido volátil de un material sólido. Su objetivo principal es reducir el contenido líquido residual hasta un valor aceptablemente bajo, lo que permite mejorar la estabilidad, el almacenamiento y la calidad final del producto.

Habitualmente, esta operación es la etapa final de una serie de procesos industriales, y el producto resultante de un secadero suele prepararse para su empaquetado o para etapas posteriores de procesamiento.

Clasificación de Secaderos por Transferencia de Calor

Los equipos de secado se pueden clasificar según el mecanismo principal de transferencia de calor utilizado:

• Secaderos Adiabáticos o Directos: Son aquellos en los que el sólido se encuentra directamente expuesto a un gas caliente (generalmente aire), que aporta el calor necesario para la evaporación y arrastra la humedad liberada.
• Secaderos No Adiabáticos o Indirectos: En estos equipos, el calor se transmite al sólido desde un medio externo, generalmente a través de una superficie metálica con la que el sólido está en contacto. El gas de secado, si lo hay, solo arrastra la humedad sin aportar calor significativo.
• Secaderos Calentados por Energía Radiante, Dieléctrica o Microondas: Son una subcategoría de los secaderos no adiabáticos que utilizan estas formas de energía (radiación infrarroja, campos dieléctricos o microondas) para la transferencia de calor, permitiendo un calentamiento más uniforme y rápido en algunos casos.

Fundamentos del Proceso de Secado

Debido a la gran diversidad de materiales a secar y a la variedad de equipos disponibles, no existe una única teoría que abarque todos los casos. No obstante, se utilizan una serie de parámetros fundamentales para comprender y optimizar el proceso de secado:

1. Variaciones en la forma y tamaño de los materiales a secar.
2. Humedad de equilibrio y mecanismo del flujo de humedad a través del sólido.
3. Mecanismos de transmisión de calor requeridos para la evaporación de la humedad residual (Convección, Conducción y Radiación).

Criterios para la Selección de un Equipo de Secado

La elección del equipo de secado adecuado es crucial y se basa en varios factores:

1. Facilidad de operación y mantenimiento del equipo.
2. Capacidad para obtener el producto deseado con las especificaciones de forma, calidad y velocidad de producción requeridas.
3. Consideración de los costos de inversión inicial y los costos operativos (energía, mano de obra, mantenimiento), buscando la solución más económica y eficiente a largo plazo.

Tipos Comunes de Secadores Industriales

Existe una amplia variedad de secadores diseñados para diferentes aplicaciones y materiales. Algunos de los tipos más comunes incluyen:

• Secador de cámara
• Secador de bandeja
• Secador de tamices transportadores
• Secador rotatorio
• Secador de lecho fluidizado
• Secador de tornillo transportador
• Secador flash
• Turbo secador
• Secador de película delgada
• Secador de tambor
• Secador de vacío
• Secador de microondas y calefacción eléctrica
• Secador de marmita y paila
• Secador de calentamiento infrarrojo