REDISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE UN EQUIPO DE SECADO POR ASPERSIÓN MEDIANTE CFD

Español; castellano. RESUMEN Desde los primeros desarrollos en el secado por aspersión en 1870, se han realizado numerosas contribuciones para obtener parámetros de diseño. Sin embargo, se requieren estudios experimentales para diseñar, optimizar y construir equipos de secado por aspersión para aplicaciones específicas. A partir de la información disponible en libros, catálogos y patentes, se han seleccionado las dimensiones y condiciones de operación para realizar el modelado matemático de un secador por aspersión en co-corriente, comenzando con un modelo relativamente simple de flujo monofásico incompresible y luego utilizando un modelo más complejo que contempla el flujo multifásico. Los objetivos de este trabajo fueron: (i) evaluar tres diseños diferentes de un equipo de secado por aspersión mediante Dinámica de Fluidos Computacional (CFD); y (ii) seleccionar el diseño con las mejores características de flujo y transferencia de calor. Se evaluaron los perfiles de velocidad, las líneas de flujo, los mapas de presión y los perfiles de temperatura en cada diseño. A partir de los resultados, se construyó un nuevo prototipo con la modificación en la tapa del equipo y se realizaron pruebas experimentales para demostrar la efectividad del nuevo diseño.

Inglés. ABSTRACT Since the first developments in spray drying in 1870, attempts have been made to obtain design parameters. However, experimental studies are required to design, optimize, and build spray drying equipment for specific applications. From the information reported in books, catalogs and patents, the dimensions and operating conditions have been selected to develop the mathematical modeling of a co-current spray dryer, starting with a relatively simple model of incompressible single-phase flow, and then using a more complex method with multi-phase flow. The objectives of this study were to: (i) evaluate three different designs of spray-drying equipment; and (ii) select the design that provided the best flow and heat transfer characteristics. The velocity profiles, flow lines, pressure maps and temperature profiles of each design were evaluated. Based on the results obtained, a new prototype with the modification on the equipment lid was built and experimental tests were conducted to demonstrate the effectiveness of the new design.