2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

2.3 Tiempo de secado

El tiempo de secado de un sólido húmedo se determina por la integración entre las humedades iniciales y finales de la ecuación de la velocidad de secado. Hecha la integración mencionada obtenemos:

Para resolver esta ecuación, tenemos que conocer la velocidad de secado W que es función de la humedad (X), y en general distinguiremos dos períodos diferentes:

a) Período antecrítico: Es el período en el cual la humedad disminuye linealmente con el tiempo de secado o lo que es lo mismo, que durante este período la velocidad de secado es constante. La humedad del sólido disminuye linealmente hasta un valor de humedad crítica (Xc). La integración desde la humedad crítica nos lleva a la siguiente ecuación:

Donde:

= tiempo de secado del período antecrítico
S = peso del sólido seco
A = área de la superficie expuesta
X_i = humedad inicial
X_c = humedad crítica
W_c = velocidad de secado crítica
Si la humedad final X_f es más grande que la humedad crítica, ha de substituirse X_c por X_f en esta última ecuación.

b) Período poscrítico: Es el período en el cual la velocidad de secado disminuye hasta que se anula. Empieza con la humedad crítica hasta que llega a la humedad final o humedad de equilibrio.
Hay dos métodos para resolver este último período:

- Método gráfico:

Si no se conoce la relación analítica W=f(x), la integración de la ecuación ha de hacerse gráficamente representando X frente a 1/W. El valor de la integral será el área limitada por la curva, eje de abscisas y las ordenadas extremas X_c y X_f.

- Métodos analíticos:

Si la velocidad de secado varía linealmente con la humedad, desde la humedad crítica hasta la final, la integración de la ecuación conduce a la expresión:


Donde:

= tiempo de secado período poscrítico
S = peso del sólido seco
A = área de la superficie expuesta
X_c = humedad crítica
X_f = humedad final
W_c = velocidad de secado crítica
W_f = velocidad de secado final
W_log = velocidad de secado logarítmica

Si no se conoce la forma en que varía la velocidad de secado en este período, se puede obtener una expresión aproximada suponiendo que la variación es lineal desde la humedad crítica hasta la de equilibrio. Admitiendo esta hipótesis se llega a la siguiente expresión:


Donde:

= tiempo de secado del período poscrítico
S = peso del sólido seco
A = área de la superficie expuesta
X_c = humedad crítica
X*= humedad de equilibrio
X_f = humedad final
W_c = velocidad de secado crítica

En estas dos últimas ecuaciones se supone que la humedad inicial es mayor que la crítica; en caso contrario, ha de substituirse X_c por X_i.