¿Cómo funciona el proceso de secado con un sistema de bombeo de vacío?
Suele pasar que un único proceso de vacío implica varias de las regiones aquí indicadas. Por ejemplo, el secado por lotes puede empezar en la región A (evacuación del depósito vacío) (véase la Fig. 2.74) y seguidamente pasar secuencialmente por la B, la C y la D. De esta forma, el proceso del vacío se desarrollaría de la siguiente manera:
Fig. 2.74: Ámbitos de aplicación de bombas de lóbulos y condensadores que bombean vapor de agua (sin GB = sin gas ballast)
A. Evacuación del depósito mediante una bomba de gas ballast y una bomba de lóbulos.
B. Conexión de los dos condensadores debido al aumento de la presión de vapor producida por el aumento de temperatura del material.
La elección del sistema de bombeo se determina por la mayor presión parcial de vapor que se produce y la menor presión parcial de aire en la admisión.
C. Derivación del condensador principal
Ahora no tendrá ningún efecto. En lugar de ello, el sistema de bombeo solo lo vaciaría por bombeo con una caída adicional de la presión del vapor.
D. Derivación del condensador intermedio.
Las bombas de lóbulos y la bomba de vacío previo (con gas ballast abierto) pueden ahora seguir bombeando. Con el secado a corto plazo, la separación del condensador lleno de agua condensada es particularmente importante, porque la bomba de gas ballast continuaría bombeando desde el condensador el vapor de agua previamente condensada hasta el valor de presión de vapor de saturación del agua.
Con procesos de secado a largo plazo, basta con desconectar el colector de condensado del condensador. Seguidamente, solo es posible reevaporar la película de condensado restante de los tubos de refrigeración. En función de la envergadura de la bomba de gas ballast, esta reevaporación se lleva a cabo en cuestión de 30-60 min.
Secado de sustancias sólidas
Como se ha indicado anteriormente, el secado de sustancias sólidas plantea una serie de problemas adicionales. Ya no basta con que uno simplemente bombee un depósito y luego espere hasta que el vapor de agua se difunda de la sustancia sólida. Este método es técnicamente posible, pero no sería posible prolongar el tiempo de secado.
Mantener el tiempo de secado más breve posible no es procedimiento técnico sencillo. Tanto el contenido de agua como el espesor de la capa de la sustancia secadora son cuestiones relevantes a este respecto. En el presente texto solo pueden indicarse los principios pertinentes. Si tiene cualquier duda concreta, le recomendamos comunicarse con nuestros expertos.
El contenido de humedad E de un material que vaya a secarse cuyo coeficiente de difusión dependa del contenido de humedad (p. ej., con plásticos) como función del tiempo de secado t se obtiene con bastante exactitud mediante la siguiente ecuación:
(2.31)
E0 donde E es el contenido de humedad antes del secado
q es el coeficiente dependiente de la temperatura. Por lo tanto, la Ecuación (2.31) solo sirve para la temperatura a la que se haya calculado q
K es un factor que depende de la temperatura, la presión parcial del vapor de agua en las proximidades del material, las dimensiones y las propiedades del material.
Con la ayuda de esta ecuación aproximada, se pueden evaluar las características de secado de muchas sustancias. Si se han calculado K y q para varias temperaturas y presiones parciales de vapor de agua, los valores de otras temperaturas se pueden interpolar con facilidad, de modo que sea posible calcular el transcurso del proceso de secado cualesquiera sean las condiciones de funcionamiento. Con la ayuda de una transformación de semejanza, se puede seguir comparando el transcurso del proceso de secado de un material de propiedades conocidas con las de otro material con propiedades distintas.
Reglas para el secado de un material
La experiencia ha demostrado que se obtienen tiempos de secado más cortos si la presión parcial del vapor de agua en la superficie del material es relativamente alta, esto es, si la superficie del material que se va a secar aún no está completamente libre de humedad. Esto es posible porque la conducción térmica entre la fuente de calor y el material es mayor a presiones más altas y la resistencia a la difusión en una capa de superficie húmeda es menor que en una seca. Para cumplir con las condiciones de una superficie húmeda, se controla la presión de la cámara de secado. Si no es posible mantener la presión parcial de vapor de agua relativamente alta necesaria en todo momento, el condensador deja de funcionar temporalmente. La presión de la cámara aumenta y la superficie del material vuelve a humedecerse. Para reducir la presión parcial del vapor de agua en el depósito de forma controlada, puede ser posible regular la temperatura del refrigerante en el condensador. De esta forma, la temperatura del condensador alcanza los valores preestablecidos y la presión parcial del vapor de agua se puede reducir de forma controlada.
Fundamentos de la tecnología de vacío
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Referencias
- Símbolos de vacío
- Glosario de unidades
- Referencias y fuentes
Símbolos de vacío
Un glosario de símbolos comúnmente utilizados en diagramas de tecnología de vacío como representación visual de tipos y piezas de bombas en sistemas de bombeo
Glosario de unidades
Una descripción general de las unidades de medida utilizadas en la tecnología de vacío y el significado de los símbolos, así como los equivalentes actuales de las unidades históricas
Referencias y fuentes
Referencias, fuentes y lecturas adicionales relacionadas con los conocimientos fundamentales sobre la tecnología de vacío
