BOU2_U2_A2_JEMP

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Universidad Abierta y a Distancia de 
México 
División de Ciencias de la Salud, Biológicas y 
Ambientales 
Ingeniería en Biotecnología 
 
Operaciones Unitarias II 
 
Actividad 2 
Método de secado 
Unidad 2 
 
 
Jessica Verónica Mendoza Prado 
ES202104539 
Grupo BI-BOU2-2301-B1-002 
 
 
 
26 de febrero de 2022 
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Contenido 
Equipos de evaporación más comunes ....................................................................................................... 3 
Evaporador de tubos horizontales .......................................................................................................... 3 
Evaporador vertical con circulación natural ............................................................................................ 3 
Evaporador con circulación forzada ........................................................................................................ 4 
Equipos de secado más comunes ............................................................................................................... 5 
Secado de lecho fluidizado...................................................................................................................... 5 
Liofilizado ................................................................................................................................................ 6 
Secado por aspersión .............................................................................................................................. 7 
Variables fisicoquímicas de la operación de secado ................................................................................... 8 
Principales variables físicas del proceso de secado..................................................................................... 8 
Conclusiones ............................................................................................................................................ 9 
Referencias ............................................................................................................................................. 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Equipos de evaporación más comunes 
La evaporación es la operación unitaria en la que existe perdida de agua de un producto por 
efecto térmico a una corriente gaseosa. Es muy útil en la industria ya que permite concentrar el 
producto al eliminar un porcentaje controlado de líquido y preservarlo por más tiempo. Toma en 
cuenta factores como la concentración inicial del producto, la solubilidad, la sensibilidad a la 
temperatura, la presión, la temperatura entre otros. 
Evaporador de tubos horizontales 
Se trata de un cilindro vertical al que están unidas dos cajas de vapor que se conectan con tubos 
en disposición horizontal en los que se condensa vapor, hirviendo la solución que está en 
contacto con los haces. La disposición de los tubos disminuye la agitación del líquido que se está 
evaporando, obteniendo un coeficiente de transmisión de calor menor a otros evaporadores. 
 
Ilustración 1Tomado de Evaporador de tubos horizontales (2016) 
https://www.youtube.com/watch?v=nmC2Pvw9NIA 
Productos que procesa Ventajas 
Procesos donde se requiera preservar 
aromas y sabores 
Líquidos no viscosos con altos 
coeficientes de transferencia de calor 
Líquidos que no forman incrustaciones 
Producción de agua destilada 
Pueden ser usados en instalaciones 
pequeñas 
Procesa soluciones diluidas y que no forman 
espuma 
Es un equipo económico 
 
Evaporador vertical con circulación natural 
En estos evaporadores los tubos se encuentran en una disposición vertical y el líquido se 
encuentra dentro de los tubos, condensándose el vapor en el exterior. Por efecto de la ebullición 
y la disminución de densidad, el líquido se eleva en los tubos por circulación natural, que 
incrementa el coeficiente de transferencia de calor. Cuando se alcanza el punto de ebullición se 
forman burbujas de vapor en la columna de líquido, que al expandirse, empujan el líquido hacia 
adelante con velocidad. Cuando se alcanza la parte superior de los tubos, el líquido está en forma 
de gotas o película. 
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Ilustración 2Tomado de Hebeler Process Solutions (2017) Evaporador de circulación natural. 
http://www.buflovak.es/productos/soluciones-de-evaporaci%C3%B3n-destilaci%C3%B3n-y-
separaci%C3%B3n/evaporador-de-circulaci%C3%B3n-naturalpel%C3%ADcula-ascendente/ 
Productos que procesa Ventajas 
Industrias del azúcar, sal y sosa caustica 
Se adapta a soluciones que depositan 
incrustaciones o sales 
Líquidos espumosos 
Materiales no viscosos 
Productos como licor negro, suero, 
glicerina, agua dulce y caprolactama. 
Tiempo de retención bajo 
Espacio mínimo en el piso 
Uso mínimo de potencia y mantenimiento 
 
Evaporador con circulación forzada 
El líquido que será evaporado se bombea a través de un cambiador de calor, donde un calefactor 
rodea los tubos que transportan la solución. Una bomba centrifuga hace circular el líquido a través 
de los tubos entre 2 y 6 m/seg. El líquido es sometido a una carga estática alta para evitar la 
ebullición en los tubos. Durante el flujo, el líquido se recalienta y produce vaporización flash 
formando una mezcla de vapor y gotas de líquido que a la salida chocan con una placa deflectora. 
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Ilustración 3 Hebeler Process Solutions (2017) Evaporador de circulación forzada. Hebeler 
Process Solutions Recuperado de http://www.buflovak.es/productos/soluciones-de-
evaporaci%C3%B3n-destilaci%C3%B3n-y-separaci%C3%B3n/evaporador-de-
circulaci%C3%B3n-forzada/ 
Productos que procesa Ventajas 
Líquidos que depositan sales o tienden a 
formar espuma 
Concentración de líquidos medianamente 
sensibles al calor 
Aguas residuales, caustico de células de 
diafragma, gelatina, acido glutámico, 
clorato de sodio, sulfato de sodio, 
Efecto rápido 
Puede manejar líquidos viscosos 
Tiene una máxima recuperación de los sólidos 
Los tubos son de fácil acceso y limpieza 
 
Equipos de secado más comunes 
Secado de lecho fluidizado 
Es un método usado para el secado de partículas sólidas, donde la superficie de la partícula es 
expuesta al secado al ser suspendida en el flujo de aire caliente, con una transferencia de calor 
mejorada y un tiempo menor de secado. 
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Ilustración 4Okawara (2022) Secador de lecho fluidizado. Direc industry. Recuperado de 
https://www.directindustry.es/prod/okawara-mfg-co-ltd/product-157584-1692821.html 
Productos que procesa Ventajas 
Principalmente productos farmacéuticos 
 
Mayor eficiencia en el secado 
Mezcla perfecta 
Alto grado de transferencia de calor 
Menor tiempo de retención 
Mantenimiento mínimo del sistema 
Costo operativo bajo 
 
Liofilizado 
Es un proceso que se conforma de cuatro etapas 
a) Congelar el producto 
b) Aplicarle vacío 
c) Sublimar el hielo en vapor de agua y extraerlo de la cámara de secado 
d) Retirar y empacar 
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Ilustración 5 Brena, A. (2016) Liofilización. Recuperado de https://0grados.com/liofilizacion-
proceso-en-el-que-el-aire-tiene-injerencia/ 
Productos que procesa Ventajas 
Productos frescos como vegetales y frutas 
Lácteos y sus derivados 
Tintes 
Pigmentos 
Productos farmacéuticos 
Rehidratación instantánea 
Mayor tiempo de conservación 
No necesita refrigeración 
Poca perdida de la actividad molecular 
Pequeña disminución en volatilidad de los 
productos químicos, los nutrientes y 
componentes sensibles al calor 
Bajo cambio de propiedades por detener 
crecimiento bacteriano y actividad enzimática 
 
 
Secado por aspersión 
Permite la obtención de un producto en polvo a partir de un líquido en concentrado. El producto 
es atomizado formando microgotas, las cuales, al estar en contacto con aire caliente, se 
pulverizan. El polvo es enfriado y envasado. 
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Ilustración 6CIMA (2019) Secado por aspersión. CIMA Industries. Recuperado de 
Productos queprocesa Ventajas 
lácteos 
Alimentos infantiles 
Inulina 
Enzimas, proteínas comestibles, extractos 
vegetales 
Es un proceso continuo y controlado 
El tiempo de secado es corto 
El producto es homogéneo 
El producto final es un polvo soluble 
 
Variables fisicoquímicas de la 
operación de secado 
a) Cambios en el color 
b) Cambios en el sabor 
c) Cambios en la textura 
d) Cambios en el olor 
 
Principales variables físicas del 
proceso de secado 
• Tamaño de la partícula: Dependiendo del 
tamaño de la partícula será el área de superficie, que a mayor aérea de superficie más 
sencillo es el secado. 
• Profundidad de los lechos: Un lecho de mayor profundidad será más difícil de mover, por 
lo tanto, dificultará el secado del producto, siendo necesaria una mayor inversión de 
energía en el secado. 
• Eficiencia térmica del proceso: Hace referencia a la facilidad con que el calor es distribuido 
dentro del sistema. Está relacionado con la cantidad de agua que se extrae del sistema. 
• Efecto de la presión: La diferencia de presiones hace que el sólido empiece a expandirse 
permitiendo la salida de la humedad. Posteriormente la caída de la presión se mantiene 
constante y es cuando se presenta el secado. 
• Presión del sistema: Determinara el punto de ebullición del agua, afectando la calidad del 
producto final. 
• Velocidad del secado: La unidad de medida es en Kg de agua/s*m^2 y se define como la 
disminución de contenido de humedad libre de un solido por unidad de tiempo. 
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• Velocidad de fluidización: Es la velocidad del gas a la cual el peso de los solidos que se 
desean fluidizar es vencido y su unidad de medida es m/s 
• Área de secado: es la superficie expuesta al secado, entre mayor sea el área de secado, 
mejor será dicho proceso. 
• Condiciones del aire: En el proceso de secado el producto pasa por tres fases de 
temperatura, al inicio es calentado de temperatura ambiente a la temperatura del bulbo 
húmedo del aire en el secador. Esta temperatura es mantenida hasta que el contenido de 
humedad del material es r4educida a su contenido crítico. 
 
Ilustración 7Boonyai et al., 2004 y Schebor et al., 2010 
Conclusiones 
El secado es un proceso importante compartido por varias industrias, que permite la 
concentración de los productos y alargar la vida útil. Actualmente, se cuenta con diversas 
técnicas de secado que responden a las necesidades particulares del producto y del propósito 
del secado. Es obligación del biotecnólogo conocer las características fisicoquímicas del 
producto y seleccionar la más adecuada. 
Referencias 
CIMA (2019) Secado por aspersión. CIMA Industries. Recuperado de 
https://cimafood.com/es/secado-por-aspersion/ 
CIMA (2019) Secado por liofilización. CIMA Industries. Recuperado de 
https://cimafood.com/es/liofilizacion/ 
Tesis Digitales (s.f.) Generalidades sobre evaporación. Tesis Digitales. Universidad de Sonora. 
Recuperado de http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/574/Capitulo1.pdf 
Hebeler Process Solutions (2017) Evaporador de circulación natural. Hebeler Process Solutions 
Recuperado de http://www.buflovak.es/productos/soluciones-de-evaporaci%C3%B3n-
destilaci%C3%B3n-y-separaci%C3%B3n/evaporador-de-circulaci%C3%B3n-
naturalpel%C3%ADcula-ascendente/ 
https://cimafood.com/es/secado-por-aspersion/
http://www.buflovak.es/productos/soluciones-de-evaporaci%C3%B3n-destilaci%C3%B3n-y-separaci%C3%B3n/evaporador-de-circulaci%C3%B3n-naturalpel%C3%ADcula-ascendente/
http://www.buflovak.es/productos/soluciones-de-evaporaci%C3%B3n-destilaci%C3%B3n-y-separaci%C3%B3n/evaporador-de-circulaci%C3%B3n-naturalpel%C3%ADcula-ascendente/
http://www.buflovak.es/productos/soluciones-de-evaporaci%C3%B3n-destilaci%C3%B3n-y-separaci%C3%B3n/evaporador-de-circulaci%C3%B3n-naturalpel%C3%ADcula-ascendente/
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Hebeler Process Solutions (2017) Evaporador de circulación forzada. Hebeler Process Solutions 
Recuperado de http://www.buflovak.es/productos/soluciones-de-evaporaci%C3%B3n-
destilaci%C3%B3n-y-separaci%C3%B3n/evaporador-de-circulaci%C3%B3n-forzada/ 
Gomez, C. (s.f.) Tema II Evaporadores. Universidad Nacional Experimental Francisco de 
Miranda. Recuperado de https://conversionenergiaunefm.files.wordpress.com/2016/10/tema-2-
evaporadores.pdf 
United Pharmatek (2022) UFD Lecho fluido. United Pharmatek USA. Recuperado de 
matek.com.es/Processing/Fluidized-Bed-Drying/Fluid-Bed-Dryer.html 
UnADM (S.F.) Contenido Nuclear Unidad 2. Operaciones unitarias II UnADM. Recuperado de 
https://dmd.unadmexico.mx/contenidos/DCSBA/BLOQUE1/BI/06/BOU2/unidad_02/descargable
s/BOU2_U2_Contenido.pdf 
 
https://conversionenergiaunefm.files.wordpress.com/2016/10/tema-2-evaporadores.pdf
https://conversionenergiaunefm.files.wordpress.com/2016/10/tema-2-evaporadores.pdf