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El secado

Ropa tendida en un tendedero en un secadero ( deshumidificador al fondo y conducto de ventilación en el techo)

El secado es un proceso de transferencia de masa que consiste en la eliminación de agua u otro disolvente [1] por evaporación de un sólido , semisólido o líquido . Este proceso se utiliza a menudo como paso final de producción antes de vender o envasar productos. Para que se considere "seco", el producto final debe ser sólido, en forma de una lámina continua (p. ej., papel), piezas largas (p. ej., madera), partículas (p. ej., granos de cereales o copos de maíz) o polvo (p. ej., arena, sal, detergente, leche en polvo). A menudo intervienen una fuente de calor y un agente para eliminar el vapor producido por el proceso. En bioproductos como alimentos, granos y productos farmacéuticos como vacunas , el disolvente que se debe eliminar es casi invariablemente agua. La desecación puede ser sinónimo de secado o considerarse una forma extrema de secado.

En el caso más común, una corriente de gas, por ejemplo, aire, aplica el calor por convección y se lleva el vapor en forma de humedad . Otras posibilidades son el secado al vacío , donde el calor se suministra por conducción o radiación (o microondas ), mientras que el vapor así producido se elimina mediante el sistema de vacío . Otra técnica indirecta es el secado en tambor (utilizado, por ejemplo, para la fabricación de copos de patata), donde se utiliza una superficie calentada para proporcionar la energía y los aspiradores extraen el vapor fuera de la habitación. Por el contrario, la extracción mecánica del disolvente, por ejemplo, agua, por filtración o centrifugación , no se considera "secado", sino más bien "drenaje".

Mecanismo de secado

En algunos productos que tienen un contenido de humedad inicial relativamente alto, se puede observar una reducción lineal inicial del contenido de humedad promedio del producto en función del tiempo durante un tiempo limitado, a menudo conocido como un "período de velocidad de secado constante". Por lo general, en este período, es la humedad de la superficie fuera de las partículas individuales la que se elimina. La velocidad de secado durante este período depende principalmente de la velocidad de transferencia de calor al material que se está secando. Por lo tanto, se considera que la velocidad de secado máxima alcanzable está limitada por la transferencia de calor. Si el secado continúa, la pendiente de la curva, la velocidad de secado, se vuelve menos pronunciada (período de velocidad de caída) y finalmente tiende a volverse casi horizontal en tiempos muy largos. El contenido de humedad del producto es entonces constante en el " contenido de humedad de equilibrio ", donde está, en la práctica, en equilibrio con el medio deshidratante. En el período de velocidad de caída, la migración de agua desde el interior del producto a la superficie se realiza principalmente por difusión molecular, es decir, el flujo de agua es proporcional al gradiente de contenido de humedad. Esto significa que el agua se mueve desde zonas con mayor contenido de humedad a zonas con valores más bajos, un fenómeno explicado por la segunda ley de la termodinámica . Si la eliminación de agua es considerable, los productos suelen sufrir encogimiento y deformación, excepto en un proceso de secado por congelación bien diseñado. La velocidad de secado en el período de velocidad decreciente está controlada por la velocidad de eliminación de humedad o disolvente del interior del sólido que se está secando y se denomina "transferencia de masa limitada". Esto se observa ampliamente en productos higroscópicos como frutas y verduras, donde el secado se produce en el período de velocidad decreciente y se dice que el período de velocidad de secado constante es insignificante. [2]

Métodos de secado

En un diagrama de fases típico , el límite entre el gas y el líquido va desde el punto triple hasta el punto crítico . El secado regular es la flecha verde, mientras que el secado supercrítico es la flecha roja y la liofilización es la azul.

Los siguientes son algunos métodos generales de secado:

Aplicaciones del secado

Formación de películas

En la industria de recubrimientos y adhesivos, el secado se utiliza para curar películas a base de solventes. En algunos casos, pueden resultar películas altamente estructuradas. Por ejemplo, la evaporación del solvente de una solución que contiene polímero helicoidal da como resultado una matriz altamente ordenada de estructuras toroidales aplastadas. [4]

Alimento

Secado de pescado en Lofoten para la producción de bacalao seco

Los alimentos se secan para inhibir el desarrollo microbiano y la pérdida de calidad. Sin embargo, el grado de secado depende del uso final del producto. Los cereales y las semillas oleaginosas se secan después de la cosecha hasta alcanzar el contenido de humedad que permite la estabilidad microbiana durante el almacenamiento. Las verduras se blanquean antes del secado para evitar que se oscurezcan rápidamente, y el secado no solo se lleva a cabo para inhibir el crecimiento microbiano, sino también para evitar que se doren durante el almacenamiento. En cuanto a las frutas secas, la reducción de la humedad actúa en combinación con su contenido de ácido y azúcar para brindar protección contra el crecimiento microbiano. Productos como la leche en polvo deben secarse hasta alcanzar contenidos de humedad muy bajos para garantizar la fluidez y evitar el apelmazamiento. Esta humedad es inferior a la necesaria para garantizar la inhibición del desarrollo microbiano. Otros productos, como las galletas saladas, se secan más allá del umbral de crecimiento microbiano para conferirles una textura crujiente, que gusta a los consumidores.

Productos no alimentarios

Entre los productos no alimentarios, algunos de los que requieren un secado considerable son la madera (como parte del procesamiento de la madera), el papel, el lino y el detergente en polvo. Los dos primeros, debido a su origen orgánico, pueden desarrollar moho si no se secan lo suficiente. Otro beneficio del secado es la reducción del volumen y el peso.

Lodos y materias fecales de procesos de saneamiento

En el área de saneamiento , el secado de lodos de depuradora , lodos fecales o heces recolectadas en sanitarios secos con desvío de orina (UDDT) es un método común para lograr la eliminación de patógenos , ya que estos solo pueden tolerar un cierto nivel de sequedad. Además, el secado es necesario como paso del proceso si los materiales a base de excrementos se van a incinerar. [5]

Véase también

Bibliografía

  1. Greensmith, M. (1998). Deshidratación práctica . Woodhead Publishing, Ltd.
  2. Genskow, LR; Beimesch, WE; Hecht, JP; Kemp, IC; Langrish, T.; Schwartzbach, C.; Smith, (F).L. (2007). Chemical Engineers' Handbook . Mc Graw Hill Professional. pp. Capítulo 12 (Enfriamiento evaporativo y secado de sólidos).
  3. AS, Mujumdar (1998). Manual de Secado Industrial . Boca Ratón: Prensa CRC.

Referencias

  1. ^ "secado - definición de secado según el Diccionario en línea gratuito, tesauro y enciclopedia". Farlex . Consultado el 23 de abril de 2011 .
  2. ^ Onwude, Daniel I.; Hashim, Norhashila; Janius, Rimfiel B.; Nawi, Nazmi Mat; Abdan, Khalina (4 de febrero de 2016). "Modelado del secado de frutas y verduras en capa fina: una revisión" (PDF) . Revisiones exhaustivas en ciencia de los alimentos y seguridad alimentaria . 15 (3): 599–618. doi : 10.1111/1541-4337.12196 . PMID  33401820.
  3. ^ Kord, Tyler (29 de junio de 2019). "Cocinando (y reduciendo) la ración de combate moderna". www.yahoo.com .
  4. ^ Carroll, Gregory T.; Jongejan, Mahthild GM; Pijper, Dirk; Feringa, Ben L. (2010). "Generación espontánea y modelado de toroides superficiales poliméricos quirales". Chemical Science . 1 (4): 469. doi :10.1039/c0sc00159g. ISSN  2041-6520.
  5. ^ Strande, L., Ronteltap, M., Brdjanovic, D. (eds.) (2014). Libro sobre gestión de lodos fecales (FSM): enfoque de sistemas para la implementación y el funcionamiento Archivado el 14 de octubre de 2017 en Wayback Machine . IWA Publishing, Reino Unido ( ISBN 9781780404738

Enlaces externos