Modelamiento de la cinética de secado de Bixa Orellana L. (achiote) por dos modelos matemáticos de Bet y Gab

Abstract

In the present investigation, the drying kinetics of Bixa orellana L (achiote) were evaluated using two mathematical models, the B.E.T model (Brunauer, Emmet and Teller) and the G.A.B model (Guggenheim, Anderson and De Boer) in a dryer. of trays by forced convection at temperatures of 50 °C, 60 °C and 70 °C, maintaining constant the thickness of the bed to be dried, which is 5 mm and the air speed, which is 5 m/s. During the drying process, the critical humidities were determined, which decreased from 2.594 kg/kg s.s to 2.360kg/kg s.s. This same behavior is also presented by the equilibrium humidity, which has 0.127 kg/kg s.s. It decreases to 0.097 kg/kg s.s., showing a dependence on the drying temperature, likewise the drying speed increased from 1,564 kg/h m2 at a temperature of 50 °C to 2,181 kg/h m2 for the temperature of 70 °C indicating a greater mass transfer due to direct influence of the temperature, The Activation Energy and Effective Diffusivity are calculated from the Arrhenius equation where both values are increased by the effect of temperature and the composition of the raw material, these values are from 6,588 J/mol K to 9,554 J/ mol K from 50 °C to 70 °C respectively for the activation energy and from 0.110 m2/s to 0.182 m2/s for the effective diffusivity also at temperatures from 50 °C to 70 °C. The mathematical models of B.E.T and G.A.B have been graphed and are shown in figures 20, 21 and 22 where the G.A.B model (Guggenheim, Anderson and De Boer) better represents the drying kinetics process.

En la presente investigación se evaluó la cinética de secado de la Bixa orellana L (achiote) mediante dos modelos matemáticos, el modelo de B.E.T (Brunauer, Emmet y Teller) y el modelo de G.A.B (Guggenheim, Anderson y De Boer) en un secador de bandejas por convección forzada a las temperaturas de 50 °C, 60 °C y 70 °C manteniendo constantes el espesor del lecho a secar que es de 5 mm y la velocidad de aire que es de 5 m/s. Durante el proceso de secado se determinaron las humedades críticas que disminuyeron de 2.594 kg/kg s.s hasta 2.360kg/kg s.s este mismo comportamiento lo presenta también la humedad de equilibrio que tiene 0.127 kg/kg s.s disminuye hasta 0.097 kg/kg s.s mostrando una dependencia de la temperatura de secado, asimismo la velocidad de secado se incrementó de 1.564 kg/h m2 a una temperatura de 50 °C hasta 2.181 kg/h m2 para la temperatura de 70 °C indicando una mayor transferencia de masa por influencia directa de la temperatura. La Energía de Activación y la Difusividad Efectiva son calculados a partir de la ecuación de Arrhenius donde ambos valores se ven incrementados por efecto de la temperatura y por la composición de la materia prima, estos valores son de 6.588 J/mol K hasta 9.554 J/mol K desde 50 °C hasta 70 °C respectivamente para la energía de activación y de 0.110 m2/s hasta 0.182 m2/s de para la difusividad efectiva también en las temperaturas de 50 °C a 70 °C. Los modelos matemáticos de B.E.T y G.A.B han sido graficados y se muestran en las figuras 20, 21 y 22 donde el modelo de G.A.B (Guggenheim, Anderson y De Boer) representa mejor el proceso de la cinética de secado.