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Secadoras de tambor dobles de tipo atmosférico en la producción de alimentos

¿Cuáles son las fases del proceso de secado? ¿Cuáles son las variables que afectan a la primera fase del proceso de secado?

Tema: Secadoras de tambor doble de tipo atmosférico en la producción de alimentos

25-May-2009 QuimiNet Alimenticia, Maquinaria y Equipo, Maquinaria y equipo industrial
Secadoras de tambor doble
Foto por: Cliente
Secadoras de tambor doble
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Las secadoras de tambor dobles de tipo atmosférico son utilizadas en la industria alimenticia para producir productos tales como cereales para bebé pre cocidos, hojuelas y polvos de frutas secas como manzana, durazno y plátanos; verduras deshidratadas tales como jitomates, frijoles y calabacitas; polvos de carne, maíz molido instantáneo, cereales tostados para preparar bebidas y cereales para bebé; formulaciones secas utilizadas como ingredientes en otros productos; alimentos para peces y animales; almidones pre cocidos para pudines instantáneos,etc.

El proceso de secado de productos en una secadora de tambor doble de tipo atmosférico incluye tres fases:

Fase 1: La formulación y el procesado de los ingredientes a ser secados con agua, en forma de pasta acuosa y suministrada de manera medida a una secadora de tambor doble para ser secado.
Fase 2: El proceso de secado, que incluye la evaporación del agua de la pasta acuosa sobre los tambores que han sido previamente calentados con vapor y la remoción del producto ya seco de los tambores mediante una navaja.
Fase 3: El procesamiento en seco del producto producido sobre los tambores de secado incluye la transportación del material, la remoción de los materiales que se encuentren fuera de especificación de lo que es el flujo natural del producto, la generación de hojuelas y el molido del producto, ya seco de acuerdo a especificaciones, el cernido de acuerdo a especificaciones y la combinación del producto seco con otros ingredientes para poder formar el producto final.

Principios de la operación de secado

El propósito de las secadoras de tambor dobles es el de remover el agua de la pasta acuosa, que puede estar hecha de una fórmula de diversos ingredientes o de ingredientes naturales, mediante la evaporación del agua que se encuentra dentro de la pasta misma, que a su vez se encuentra sobre los tambores calentados mediante vapor. El producto seco final (los sólidos remanentes de la pasta acuosa) es retenido sobre los tambores y es removido de las superficies del tambor mediante unas cuchillas filosas. El producto seco es recolectado, ya sea para ser empacado o para continuar siendo procesado.

La mecánica del proceso de secado es como se indica a continuación:

  1. La pasta acuosa que contiene los sólidos y el agua son alimentadas a la secadora a una tasa de flujo controlada.
  2. La pasta acuosa es depositada en un charco que se encuentra en medio de dos tambores giratorios que son calentados mediante vapor. La pasta acuosa es retenida entre los tambores por medio de las tapas para la represa del producto que se encuentran a cada extremo del par de tambores.
  3. La primera fase del proceso de secado ocurre en el charco que se encuentra encima de los tambores. La energía es transferida de los tambores calentados mediante vapor a la pasta acuosa. La acción de la ebullición convierte al agua que se encuentra dentro de la pasta acuosa en vapor y con ello concentra la pasta acuosa.
  4. La segunda y última fase del proceso de secado ocurre conforme la pasta acuosa concentrada del charco es depositada como una fina capa sobre las superficies de los tambores de secado en el punto conocido como “NIP”, que es el punto por donde pasan las líneas tangentes de ambos tambores y donde los tambores casi se tocan entre sí. Esta delgada película se seca sobre los tambores calientes conforme estos giran. El proceso de secado se completa cuando la delgada y seca capa entra en contacto con un par de cuchillas que se encuentran en contacto con ambos tambores y ambas cuchillas (conocidas también como navajas de doctor), remueven la delgada película de los tambores y depositan el producto sobre el sistema de transportación de producto seco, para que éste sea transferido al área de procesamiento en seco.

Variables que afectan a la primera fase del proceso de secado (Concentración del charco)

  1. El contenido de agua de la pasta acuosa que está siendo alimentada a la secadora. Un porcentaje de agua más alto da como resultado una menor tasa de recuperación de sólidos de la pasta misma. El objetivo debe ser tener un porcentaje de agua menor en la pasta acuosa.
  2. La tasa de transferencia de calor de los materiales de construcción de los tambores de secado y el espesor de la pared de los tambores afectan la tasa de remoción de agua de una secadora en particular. El objetivo a perseguir es una tasa de transferencia de calor eficiente.
  3. El tamaño de los tambores de secado en cuanto a diámetro y longitud. Entre más área superficial entre en contacto con la pasta acuosa, mayor es la cantidad de agua que es removida. El objetivo a perseguir debe ser una secadora con el área superficial más grande y práctico para la aplicación en particular.
  4. La pasta acuosa dentro del charco debe de estar en contacto con el área de transferencia de calor más grande posible para obtener un máximo de remoción de agua. Entre más alto sea el nivel del charco de pasta acuosa, mayor será el área de los tambores que entre en contacto con éste y mayor será la cantidad de agua que sea removida. El objetivo debe ser un nivel de charco alto.
  5. La presión de vapor dentro de los tambores determina la temperatura de la superficie del tambor. Entre más alto sea la presión de vapor, más caliente será la superficie del tambor. El diferencial de temperatura entre el tambor y la pasta acuosa es un factor en la tasa de ebullición de la pasta acuosa. Debido a que el punto de ebullición de la pasta acuosa es fijo, un incremento en la presión del vapor incrementará la temperatura del tambor, la cual incrementará el diferencial de temperatura, con lo que se incrementa la tasa de ebullición. El objetivo debe ser una alta presión de vapor. 
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