Resolución del Balance de Población para Granuladores Continuos operando en Estado No Estacionario

COTABARREN IVANA; BERTIN, DIEGO; BUCALÁ, VERÓNICA; PIÑA, JULIANA

Valle Hermoso, Córdoba, Argentina

Congreso; RITeQ – I Reunión Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos; 2008

PLAPIQUI (UNS-CONICET), UNC

La granulación reviste gran importancia en los procesos que manejan sólidos particulados. El término granulación se refiere al crecimiento de pequeñas partículas por aglomeración o bien por deposición y secado (recubrimiento) de pequeñas gotas de líquidos atomizables. La industria de fertilizantes, es una de las tantas que utiliza la granulación como proceso para obtener gránulos sólidos. Entre los fertilizantes nitrogenados de mayor aplicación a nivel nacional y mundial se encuentra la urea, en particular bajo su forma granulada. El objetivo del presente trabajo es obtener la expresión matemática de la velocidad de crecimiento de los sólidos en granuladores continuos operando en estado no estacionario, con el fin de utilizarla para la resolución del balance de población que describe la operación de una unidad de granulación de un circuito de producción de urea. Cada cámara del granulador industrial bajo estudio puede modelarse como un tanque agitado continuo (TAC), de modo que el equipo completo puede ser representado por una serie de TACs. Numerosos autores han trabajado en el modelado de las técnicas de crecimiento. Son conocidas, y ampliamente aplicadas, las soluciones del balance de población (PBE) en granuladores y/o cristalizadores de operación batch. Sin embargo los modelos para operaciones continuas y en particular de estado no estacionario no han sido suficientemente estudiados. Uno de los términos que más dificultades matemáticas presenta al momento de resolver el PBE, es aquel que involucra la velocidad de crecimiento (G). En este trabajo se presenta una expresión generalizada para la velocidad de crecimiento, que puede ser usada satisfactoriamente para un granulador continuo operando en estado no estacionario. La ecuación desarrollada se reduce a las expresiones conocidas en la literatura para los casos límites de granuladores perfectamente mezclados discontinuos y equipos tipo TAC operando en estado estacionario. Asimismo, se incluyen resultados de la solución del PBE discretizado para el caso particular de la granulación de urea en una unidad perfectamente mezclada operando en estado no estacionario. La eficiencia del método numérico empleado se prueba mediante comparación de los resultados obtenidos mediante la discretización, con las soluciones analíticas existentes para casos límites de operación.