Modelación y simulación de un secador por aspersión para el secado de extracto de levadura (2015)
Una manera rigurosa de describir los procesos físicos involucrados en un secador por aspersión es desarrollando e implementando computacionalmente un modelo matemático del funcionamiento del secador. En este trabajo se desarrolló un modelo matemático para el secador por aspersión de la planta piloto de ingeniería de alimentos de la Universidad del Valle (Cali, Colombia), etapa de un proyecto de investigación titulado “Evaluación de las condiciones de operación en el secado por aspersión de extracto de levadura sobre las propiedades fisicoquímicas del producto” financiado por la Vicerrectoría de Investigaciones de la Universidad del Valle y ejecutado en colaboración con la Escuela de Ingeniería de Alimentos. Para el desarrollo del modelo matemático se plantearon un balance de materia para el agua en las gotas, un balance de materia para el agua en el sistema aire-gotas, un balance de energía para las gotas, un balance de energía para el aire, un balance de momentum para las gotas, ecuaciones de transferencia interfacial de masa y calor, ecuaciones de equilibrio de fases liquido-vapor y relaciones sicrómetricas. Se utilizó el método de integración de Runge - Kutta de cuarto orden para la solución del sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias que constituyen el modelo matemático y tal solución se implementó en el lenguaje de programación científico MATLAB R2012a. Adicionalmente, se determinaron experimentalmente las siguientes propiedades: densidad másica, calor específico del sólido seco, actividad de agua y humedad crítica del extracto de levadura. Finalmente, se realizó una comparación de los resultados de la simulación con datos experimentales tomados en el secador por aspersión de la planta piloto de ingeniería de alimentos para el secado de extracto de levadura, obteniéndose desviaciones para el diámetro de partícula final del 0.54% y 1.92%, para la humedad final en base seca del aire del 9.37% y 17.17% y para la temperatura final del sistema aire + extracto de levadura, desviaciones del 51.33% y 2.73%. También se realizó un análisis de sensibilidad paramétrico para conocer la influencia de las distintas variables de operación en el funcionamiento del secador por aspersión.