Parte 2 - Parte 3
INTRODUCCIÓN
En las operaciones básicas controladas por la
transferencia de materia y de calor se da simultáneamente
estas dos; hay, por tanto, dos fuerzas impulsoras separadas que
pueden ir en el mismo sentido o en sentidos opuestos. Las
operaciones básicas más importantes son: el
acondicionamiento de gases o enfriamiento de líquidos
(fases presentes líquido/gas); y el secado (fases
presentes sólidos o líquidos/gas).
El acondicionamiento de gases es una operación
que tiene por objeto modificar las condiciones de humedad de una
corriente de aire por interacción con una corriente de
agua; se conoce como humidificación o
deshumidificación, se puede aplicar a cualquier sistema
gas/líquido aunque la aplicación más
extendida es al sistema aire/agua. Industrialmente tiene gran
importancia el enfriamiento de una corriente de agua por
interacción con aire.
La humidificación como una operación
unitaria en la cual se da una transferencia simultánea de
materia y calor sin la presencia de una fuente de calor externa,
tiene lugar cuando un gas se pone en contacto con un
líquido puro, en el cual es prácticamente
insoluble. Este fenómeno nos conduce a diferentes
aplicaciones además de la humidificación del gas,
como son su deshumidificación, el enfriamiento del gas
(acondicionamiento de gases), el enfriamiento del líquido,
además de permitir la medición del contenido de
vapor en el gas. Generalmente la fase líquida es el agua,
y la fase gas el aire. Su principal aplicación industrial
es el enfriamiento de agua de refrigeración.
En la deshumidificación, agua fría se pone
en contacto con aire húmedo.
La materia transferida entre
las fases es la sustancia que forma la fase líquida, que
dependiendo de cómo estemos operando, o se evapora
(humidificación), o bien se condensa
(deshumidificación.)
Existen diferentes equipos de humidificación,
entre los que destacamos las torres de enfriamiento por su mayor
aplicabilidad. En ellas, el agua suele introducirse por la parte
superior en forma de lluvia provocada, y el aire fluye en forma
ascendente, de forma natural o forzada. En el interior de la
torre se utilizan rellenos de diversos tipos que favorecen el
contacto entre las dos fases.
¿QUE ES LA HUMIDIFICACIÓN?
La humidificación es una operación que
consiste en aumentar la cantidad de vapor presente en una
corriente gaseosa; el vapor puede aumentar pasando el gas a
través de un líquido que se evapora en el gas. Esta
transferencia hacia el interior de la corriente gaseosa tiene
lugar por difusión y en la interfase hay,
simultáneamente, transferencia de calor y de
materia.
A grandes rasgos, el proceso que tiene lugar en la
operación de humidificación es el
siguiente:
1) Una corriente de agua caliente se pone en contacto
con una de aire seco (o con bajo contenido en humedad),
normalmente aire atmosférico.
2) Parte del agua se evapora, enfriándose
así la interfase.
3) El seno del líquido cede entonces calor a la
interfase, y por lo tanto se enfría.
4) A su vez, el agua evaporada en la interfase se
transfiere al aire, por lo que se humidifica.
¿QUE ES LA DESHUMIDIFICACIÓN?
La deshumidificación es una operación que
consiste en reducir la cantidad de vapor presente en una
corriente gaseosa, mediante una condensación parcial del
vapor, que se separa.
CASOS EN QUE ES ÚTIL LA HUMIDIFICACIÓN
La principal aplicación de la
humidificación y de la deshumidificación es en el
acondicionamiento de aire y en el secado de gases. Un aspecto de
interés relacionado con esta operación
básica es el enfriamiento de aguas después de un
proceso industrial, con el fin de poder ser utilizada nuevamente;
el equipo utilizado tiene forma de torre en la que el agua
caliente se introduce por la parte superior y fluye sobre un
relleno en contracorriente con aire que entra por la parte
inferior de la torre de enfriamiento.
 |
| Control de la humedad del aire en el ambiente con el fin de mantener en óptimas condiciones las frutas y verduras tratadas. |
El conocimiento de los procesos de humidificación
y deshumidificación, así como sus cálculos
implicados en ella, serán útiles en el
diseño y análisis de diferentes sistemas de
almacenamiento y procesado de alimentos. Así mismo,
resulta imprescindible conocer las propiedades de las mezclas
aire – vapor de agua en el diseño de sistemas tales
como equipos de aire acondicionado para conservar alimentos
frescos, secaderos de granos de cereal y torres de enfriamiento
en plantas de procesado de alimentos.
La mayor parte de los alimentos que
producimos, almacenamos y distribuimos contiene elevadas
porciones de agua en sus tejidos, como puede comprobarse en la
tabla en la cual se recogen algunos
ejemplos:
CONTENIDO DE AGUA DE ALGUNOS ALIMENTOS
Frutas
|
(%)
|
Carnes
|
(%)
|
||||||
Melocotón………………..
Albaricoque……………...
Cereza……………………
Naranja…………………..
Pera………………………
Manzana…………………
Plátano…………………..
Fresa……………………
|
88
86
82
84
83
83
75
89-91
|
Vaca……………………
Ternera………………..
Cordero…………….....
Cerdo……………….....
Gallina………………..
|
73-76 (según
zona)
74 (muslo)
71.6 (paletilla)
60.2 (pierna)
74.0
|
||||||
Hortalizas
|
Leches
|
||||||||
Acelgas…………………...
Lechuga………………….
Repollo…………………...
Espárragos………………
Judías
verdes……………
Tomate…………………..
Melón……………………
|
89
92
86
94
89
94
89
|
Leche de
vaca………....
|
86.6
| ||||||
Por otra parte los vegetales que consumimos en estado
fresco, como las frutas y hortalizas, aun después de
recolectadas, continúan realizando sus funciones vitales,
entre ellas la respiración y la transpiración e
intercambian agua, en forma de vapor, con la atmósfera que
las rodea. El fenómeno transcurre con mayor o menor
intensidad, en función de la actividad fisiológica
del producto que está íntimamente relacionada con
factores como temperatura del ambiente y su humedad. Esto
conlleva perdidas de peso, tanto más rápidas y
cuantiosas cuanto más baja es la humedad de la
atmósfera en cuestión.
Las pérdidas de peso a temperatura ambiente son
muy elevadas; se manejan cifras del orden del 10 al 15 por 100
diarias. Para prevenirlas, es conveniente conservar los productos
en cámaras a temperaturas bajas y humedad relativa alta y
así reducir dichas pérdidas.
La humedad del aire es un factor esencial para evitar
las pérdidas de peso en frutas y hortalizas. Estas
pérdidas se traducen en una menor turgencia, que les
produce la apariencia de un producto viejo y "cansado" y en
definitiva en su devaluación comercial.
En las hortalizas, perdidas de humedad entre el 5 y el
10 por 100 dan lugar a la aparición de fenómenos de
marchites, que son detectables a simple vista y que provocan la
depreciación del producto.
Vemos pues como el contenido de humedad de los tejidos
vegetales está íntimamente ligado a la amplitud de
su periodo de conservación y a las condiciones en que esta
se realiza.
Las pérdidas de peso y modificaciones en la
textura de los alimentos son parámetros de importancia
capital, a considerar en la aplicación de técnicas
poscosecha y en la fase de distribución comercial de los
alimentos perecederos que no se pueden ignorar.
Pero tampoco una humedad muy alta en la cámara de
conservación representa la solución definitiva para
los problemas de la pérdida de peso y envejecimiento de
los productos, pues la humedad excesiva produce
fisiopatías, y favorece el desarrollo de enfermedades
criptogámicas.
El contenido de humedad, juega un papel diferente en
otros productos, así los granos y semillas de cereales y
leguminosas, y las pepitas de girasol, deben tener un bajo
porcentaje de humedad si se pretenden conservar adecuadamente.
Las normativas comunitarias establecen para los cereales
contenidos máximos en el entorno del 13 al 15 por
100.
Así pues, el conocimiento de las propiedades del
aire húmedo, se medida y regulación se hacen
imprescindibles como técnicas a manejar, tanto en el
almacenamiento y conservación de las producciones de
origen vegetal y animal.
Ahora pasemos a la parte matemática que como herramienta nos permitirá manipular aspectos relacionados con la humidificacion en la Parte 2
, la riqueza en componente volátil del destilado será máxima, mientras que la del producto líquido será igual a la de la alimentación.
, pero la riqueza en volátil del destilado será mínima, ( Y = XF), y quedará un producto líquido,
de máxima concentración en componente pesado.