SECADO SOLAR

I. INTRODUCCIN:Muchos productos agrcolas requieren un secado post cosecha para su adecuada conservacin hasta que llegan a los centros de consumo. Aun en el caso de los productos que se comercializan en forma fresca, el secado ofrece una alternativa al agricultor cuando existen problemas de transporte o se producen bajas de precios por sobreproduccin.El secado al aire libre, donde los productos se exponen directamente al sol colocndolos sobre el suelo, es uno de los usos ms antiguos de la energa solar y es aun uno de los procesos ms utilizaos en nuestro pas y en muchos pases del mundo. Este procedimiento es de muy bajo costo pero producir fuertes mermas ocasionadas por las lluvias durante el proceso de secado y el ataque de insectos y animales que afectan la calidad del producto. En regiones industrializadas el bajo costo de combustibles permiti hace varias dcadas el desarrollo de procesos de secado artificial en gran escala basados en el uso de combustibles. En los ltimos aos la escases y mayores precios de los combustibles ha despertado un nuevo inters en el secado basado en el uso de la energa solar , tratando de desarrollar diversas tcnicas que permiten solucionar los problemas mencionados en relacin al secado al aire libre.En el secado solar la transferencia de calor es por radiacin en el cual la energa es emitida en forma de ondas electromagnticas.

II. OBJETIVOS: Determinar la curva de secado caracterstica. Performance del secador.

III. MATERIALES Y MTODOS

2.1. Materiales de estudio.Papa: La papa contiene 20 % de masa seca y 80% de agua. 100 g de pate seca contienen 84 g de carbohidratos, 14.5 g de protenas y 0.1 g de grasa. Un kilo de papa aporta 800 cal y 20 g de protenas. Un kilo de papa cocida con su cascara contiene 0.9 mg de vitamina B1, 15 mg de vitamina B2, 120 mg de vitamina C, 8 mg de fierro, 5600 mg de potasio y 77mg de sodio. Las papas contienen unos compuestos llamados fotoqumicos como los carotenoides y polifenoles. El Per es uno de los pases que tiene la ms grande variedad de papa. Estamos hablando de ms de 8 mil variedades.

2.2 Descripcin del equipo.Secador solar: Est integrado por tres partes fundamentales:

a. Colector solar de aire calienteb. Cmara de secado c. BandejasEl colector solar tiene como objetivo bsico capturar la energa del sol, es de color negro mate y cubierta con vidrio de 4 mm de espesor y transformndola en energa calorfica. La cmara de secado es un sitio cerrado, ubicado en la parte alta del colector solar y debe ser cubierta con un material buen conductor de calor y llevar unos pequeos orificios usados como chimeneas que permita el flujo de aire entre el interior y el exterior. Las bandejas pueden ser construidas con marcos de madera y malla, donde va colocado el producto a procesar.Estos elementos pueden disearse para integrarse a diferentes equipos de secado solar:SECADO SOLAR INDIRECTO: La cmara de secado y el colector estn separados. El aire es calentado en el colector y la radiacin no incide sobre el producto colocado en la cmara de secado. La cmara no permite la entrada de la radiacin solar. Este secador es esencialmente un secador convectivo convencional en el que el sol acta de fuente energtica. Este presenta varias ventajas. En primer lugar el control del proceso es ms simple. Es fcil de integrar una fuente auxiliar de energa para construir un sistema hibrido el tener una cmara de secado separada de los colectores facilita la manipulacin del producto y las labores de carga y descarga. Dada que la cmara no permite la entrada de la radiacin solar, este sistema permite secar en forma conveniente productos que se pueden daar o perder calidad de aspecto por una exposicin directa al sol.Una desventaja de este tipo de secadores es el hecho de que al separar la funcin, coleccin de energa solar, el tamao del equipo y sus costos aumentan. Una segunda desventaja es que para evaporar la misma cantidad de agua se necesita mover ms kg de aire a mayor temperatura que en el caso de los secadores directos o mixtos.SECADOR SOLAR DIRECTO: La cmara de secado y el colector pueden juntarse, en cuyo caso la cmara que sostiene el producto tambin cumple la funcin de colector, recibiendo la radiacin solar.SECADO SOLAR MIXTO: Finalmente puede darse el caso en que la coleccin de radiacin se realice tanto en un colector solar previo a la cmara como en la misma cmaraIV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

1. Primero se recocido la papa y se coto en rodajas tratando que cada rodaja tenga aproximadamente 3 mm de espesor y 6 cm de dimetro2. Se termin de instalar el equipo, colocndolo en un lugar apropiado donde este expuesto a las condiciones necesarias para un adecuado secado solar, colocando en su interior termmetros para controlar la T de ingreso del aire y la de salida del mismo.3. Se calibro la balanza electrnica pesando la tara (bandeja).4. Inmediatamente se coloc la bandeja en la cmara de secado, observando las temperaturas de ingreso y salida del aire.5. Luego de transcurrido media hora se observa los cambios en la temperatura y se procede a pesar la muestra para observar la perdida de humedad6. Se repiti el paso #5 durante 4.5 horas.

V. METODOS

Los modelos matemticos usados para lograr los resultados se describen a continuacin.Los datos que se obtienen en un experimento de secado generalmente se expresan como pes total W del solido hmedo a diferentes tiempos en el periodo de secado. Estos valores se pueden convertir a datos de velocidad por los siguientes procedimientos.Primero se recalculan los datos ya que los pesos obtenidos incluyen el peso de la tara (bandeja).

Dnde:

Luego, Si es el peso de la muestra en kg totales de agua ms slido seco y es el peso del solido seco en kg.

Despus de haber establecido las condiciones de secado constantes se determina el contenido de humedad de equilibro, X* Kg de humedad de equilibrio /kg solido seco.Con l se procede a calcular el valor del contenido de humedad libre X en kg de agua libre /Kg de solido seco para cada valor de XT

Para Obtener la curva de velocidad de secado a partir de los datos experimentales, se miden las pendientes de las tangentes de las curvas, la cual proporciona los valores de Para distintos contenidos de humedad se calcul entonces la velocidad de secado (R) para cada parte con la expresin:

La curva de velocidad de secado se obtiene graficando R en funcin del contenido de humedad. Otro mtodo para obtener la curva de velocidad de secado consiste en calcular la prdida de peso para un incremento de tiempo .

VI. DATOS Y RESULTADOS

TABLA N 1: Datos Experimentales.

EXPERIMENTOTIEMPO (h)PESOS TEMPERATURA COLECTOR (C)TEMPERATURA CAMARA DE SECADO (C)

10.50.4884127

21.00.4567035

31.50.4386834

42.00.4266934

52.50.4165933

63.00.4045432

73.50.3984330

84.00.3933631

94.50.3883227

105.00.3863036

TABLA N 2: Calculo de la humedad.

Dnde: EXPERIMENTOTIEMPO (h)PESOS Humedad de la papa

100.4884.2000

20.50.4561.9428

31.00.4381.6857

41.50.4261.5142

52.00.4161.3714

62.50.4041.2000

73.00.3981.1142

83.50.3931.0428

94.00.3880.9714

104.50.3860.9428

TABLA N 3: Calculo de la velocidad de secado.

Dnde: Velocidad de secado(R)

-2.25720.5-0.91445.1619

-0.25710.5-0.51422.9027

-0.17150.5-0.34301.9362

--0.14280.5-0.28561.6122

-0.17140.5-0.34281.9351

-0.08580.5-0.17160.9687

-0.07150.5-0.14300.8072

-0.07140.5-0.14280.8061

-0.02860.5-0.05720.3229

Clculos:Calculo del rea: Muestra: papa Forma: rodajas Dimetro: 6 cm Espesor: 3 mm Numero de rodajas :22

rea total de rodajas:

Obtencin de W de las rodajas sin bandeja.

Obtencin de humedad total.

Obtencin de la velocidad de secado.

VII. GRFICOS.

GRFICO N1: Humedad Vs Tiempo.

GRFICO N2: Velocidad Vs Humedad.

GRFICO N3: Velocidad Vs Tiempo.

VIII. CONCLUSIONES:

Como la temperatura no fue muy alta debido al clima esto afecto en el secado, as mismo en las variables del secado. En nuestra prctica no se tom muchos datos, esto nos limita bastante en la grfica de la velocidad de secado. Observamos que las curvas experimental del secado (X vs t), si tiene la forma caracterstica de la curva terica. El secado solar es un mtodo muy aplicable, tenemos que tomar las medidas necesarias para evitar prdidas de calor y asegurando bien el sacador para evitar la entrada de aire por otros sitios que no se los indicados, hay que aprovechar al mximo la luz solar.

IX. BIBLIOGRAFA:

OCONTOJO Principios de Transferencia de Masa y Calor