Diseño e implementación de un programa de software para el dimensionamiento de un secador de doble tambor

Abstract

En el presente trabajo se desarrollaron los programas SETA I Y SETA II, escritos en Visual Basic 6.0TM, que permiten obtener las dimensiones de un secador continuo de doble tambor. Para acopiar datos para el desarrollo de los programas, se realizaron pruebas de deshidratación en un secador bench scale, en las que se deshidrataron lotes de 0.800 kg de pasta de banano en modalidad semi-batch para establecer la influencia de la presión del vapor saturado, de la velocidad de rotación de los tambores, y de la separación entre ellos; sobre la humedad final. Para el diseño de los programas SETA I y SETA II se desarrollaron dos algoritmos: El primero estima, por iteración, la temperatura de la superficie de secado; y la velocidad de evaporación del agua. Y un segundo algoritmo que permite estimar el área nominal del secador en base al área de la película deshidratada y a un factor de área que relaciona el número de revoluciones necesarias para secar el lote alimentado en cada experimento con el ángulo de contacto, y que permite estimar la longitud y el diámetro del secador a partir del área nominal y de la relación longitud/diámetro del secador utilizado en los experimentos. Por medio de pruebas de hipótesis para muestras pequeñas basadas en el estadígrafo t de Student, que consistieron en analizar la diferencia entre las medias aritméticas de las aéreas nominales calculadas por los programas y el área nominal real, se estableció que las diferencias entre ´estas no fueron significativas. Para comprobar la idoneidad del programa SETA II, ´este se ejecutó utilizando flujos másicos de agua evaporada típicos de secadores comerciales industriales de doble tambor para dimensionar los secadores sobre esta base, pudiéndose concluir que el programa obtiene aproximaciones razonables a las áreas de los secadores comerciales industriales. / Two computer programs, SETA I and SETA II, were developed in Visual Basic 6.0TM in the context of this work, for the estimation of the dimensions of continuous double drum dryers. The experimental dehydrations were carried out on banana slurry, dehydrated in batches of 0.800 kg, to correlate the steam pressure, the speed of rotation of the drums, and their separation with the final moisture content of the product, and the mass flow and rate of water evaporation. The computer programs were based on two algorithms. The first algorithm estimates the temperature of the drying surface by iteration, and the rate water evaporation. The second algorithm estimates the nominal drying area on the basis of the area of the dehydrated film, and an area factor which relates the number of revolutions needed to dry the batch with the contact angle. The length and diameter of the dryer are then estimated on the basis of the thus estimated nominal area, and the length/diameter ratio of the dryer used in the experiments. The experimental results were compared with the results obtained from the computer programs through the calculation of the relative percentage variation; and hypotheses testing based on the Student’s t statistic for small samples. The testing permitted to conclude that the difference between the experimental and estimated areas was not significant. The suitability of the SETA II program was established by feeding it commercial data on mass flows of water evaporated in commercial dryers, and comparing these data with the results obtained by the program by means of the calculation of the relative percentage variation. This comparison permitted to conclude that the results obtained by the program satisfactorily approximate the dimensions and capacities of commercial dryers.