Análisis exergético de un proceso de secado

MALDONADO, SILVINA; BERTUZZI, MARÍA ALEJANDRA; ARNAU, ENRIQUE

Concordia, Entre Ríos

Congreso; XII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de los Alimentos; 2009

Asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios

La evaluación de la eficiencia exergética durante los procesos de secado resulta una herramienta fundamental en el diseño de sistemas eficientes. Las irreversibilidades del proceso ocasionan disminución en el trabajo útil obtenible, respecto al máximo trabajo teórico alcanzable en un proceso reversible. El principal propósito del análisis exergético es detectar y evaluar cuantitativamente las imperfecciones o irreversibilidades de los procesos, obteniendo información que permita mejorarlos. Los objetivos de este trabajo fueron: determinar la eficiencia exergética, la exergía destruida durante el secado de mango en corriente de aire y el efecto de la temperatura de secado sobre esos parámetros. El balance exergético para el sistema evaluado se realizó a partir de la aplicación del modelo propuesto por Dincer y Sahin (2004). Se calculó la exergía recuperada y la destruida así como la eficiencia exergética teniendo en cuenta que ésta se define como la relación entre la eficiencia térmica real y la eficiencia térmica máxima posible (proceso reversible). Mediante un proceso discontinuo se secó un lote de 20 kg de mango, con un caudal de aire húmedo de 0,146 kg/s, cuya humedad promedio fue de 0,0115 kg agua/kg aire seco a tres temperaturas diferentes: 45, 50 y 60ºC. Se verificó que el secado de mango ocurre con generación de entropía y destrucción de exergía. El flujo exergético debido a la pérdida de calor fue de 0,035; 0,031 y 0,031 kJ/kg a 60º, 50º y 45º, respectivamente. La exergía destruida varía entre 333 kJ a 45°C y 366 kJ 60°C. De acuerdo a los resultados puede afirmarse que la exergía destruida aumenta con la temperatura de secado provocando disminución de la eficiencia exergética. La eficiencia exergética del secado disminuye con la temperatura de secado y con la exergía específica del aire que ingresa a la cámara de secado, respondiendo a una ecuación polinomial de segundo orden. La relación exergía destruida: exergía suministrada diminuye con la temperatura, obteniéndose: 0,145; 0,116 y 0,07 para 45°, 50° y 60°C respectivamente. La disminución de la relación entre la exergía destruida y la suministrada ajustó a una ecuación lineal.