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ANÁLISIS DEL EFECTO GEOMÉTRICO DE CICLONES EN EL SECADO POR ASPERSIÓN DE LECHE USANDO CFD

ANALYSIS OF THE GEOMETRIC EFFECT OF CYCLONE SEPARATORS OVER SPRAY-DRYER PROCESS OF MILK USING CFD


María S. Gamiño-Tovar1, Florianne Castillo-Borja2, Richart Vázquez-Román3, Christian O. Díaz-Ovalle1,*, Alejandro Guzmán-Zazueta4,
Fabiola Herrera-Enciso1

(1) Tecnológico Nacional de México Roque, Departamento de Ingenierías, km 8 carretera Celaya-Juventino Rosas, Celaya, Guanajuato, 38110, México
(2) TecNM/Instituto Tecnológico de Aguascalientes, Departamento de Ingeniería Química, Av. Adolfo López Mateos 1801 Ote., Aguascalientes, Aguascalientes, 20256, México
(3) Tecnológico Nacional de México en Celaya, Departamento de Ingeniería Química, Av. Tecnológico y Antonio García Cubas s/n, Celaya, Guanajuato, C.P. 38010, México
(4) Tecnológico Nacional de México Roque, Departamento de Informática, km 8 carretera Celaya-Juventino Rosas, Celaya, Guanajuato, 38110, México



Resumen

El procesamiento de leche, en secadores por aspersión, corre el riesgo de contaminación y de explosión debido a la formación de costra en las paredes. Esto es evitado con condiciones de operación y diseño adecuados. La literatura describe los principales factores del secador por aspersión sobre la reducción de la costra, pero no incluye el análisis con separadores ciclones. Este trabajo analiza el comportamiento hidrodinámico del flujo de aire y la evaporación de las gotas de leche dentro de un proceso de secado por aspersión con separadores ciclónicos. El análisis fue desarrollado bajo la estrategia de dinámica computacional de fluidos usando el software FLUENT de ANSYS. Las simulaciones permitieron la selección de un adecuado separador ciclónico en base al área mojada de las paredes internas del secador. Los resultados indicaron que el tipo de separador ciclónico afecta las zonas mojadas en las paredes del secador.


Abst
ract

The processing of milk by spray dryers presents risk of product contamination and explosion due to crust forming on the walls. This is avoided with proper operation and design conditions. The literature describes the main factors to reduce the crust inside spray dryers, but it does not mention an analysis with cyclone separators. This work investigates the hydrodynamic behaviour of the flow of air and the evaporation of milk droplets inside a spray dryer with cyclone separators. This research was developed via computational fluid dynamics using ANSYS FLUENT package. The simulations allowed select a suitable cyclone based on the wetting area of the walls. The results showed the effect of the cyclone separator on the wetting area.


Palabras clave: hidrodinámica, turbulencia, costra, fase discreta
Keywords: hydrodynamic, turbulence, crust, discrete phase

 

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