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Comportamiento de los sólidos durante el secado

El secado de un material se puede verificar haciendo uso de gráficos de perfiles de secado vrs Tiempo de secado hallado experimentalmente.

La velocidad del secado de una muestra se puede determinar haciendo uso de las siguientes metodologías:

1. Por medio de una curva de contenido de humedad y tiempo de secado.
2. Haciendo una curva de Velocidad (sacada por la diferencia del contenido de humedad de dos medidas dividido por el periodo de tiempo entre las éstas) vrs contenido de humedad.

Perfil de secado de un sólido de contenido de humedad vs. Tiempo de secado:

Se debe tener en cuenta que este perfil aplica en muchas sustancias farmacéuticas, pero existen excepciones donde puede haber variaciones entre uno o varios de los periodos de secado dependiendo del número de mecanismos involucrados en el secado (Véase Figura 2).


Figura 2. Perfil de secado de un sólido

1. Periodo de inducción inicial:

Cuando un sólido se coloca en una estufa de secado, comienza a absorber calor e incrementa su temperatura hasta la fijada para el secado. A medida que la temperatura aumenta, la humedad se evapora y se empieza a enfriar el sólido. Posteriormente la velocidad de enfriamiento y calentamiento se igualan y la temperatura se estabiliza, la Tbh del aire secante será igual a la temperatura alcanzada.

2. Periodo de velocidad constante:

En el punto B la temperatura se estabilizará y permanecerá constante siempre y cuando haya una capa de humedad remanente en la superficie del sólido. Entre los puntos B y C la humedad de evaporación de la superficie se reemplaza por el agua de difusión del interior del sólido a una velocidad igual a la de evaporación, aquí la velocidad de secado/unidad de superficie es constante.

3. Periodo de decaimiento de velocidad:

En el punto C, el agua de la superficie no se reemplazará más para mantener la capa. Pequeñas manchas empiezan a parecer y la velocidad del secado comienza a decaer. A esto se le llama contenido de humedad crítica. Entre los puntos C y D el contenido y número de manchas del secado crece y cae la velocidad de secado. El periodo de tiempo CD se conoce como primer periodo de caída de velocidad o periodo de secado de superficie insaturado.

4. Contenido de humedad crítica:

En el punto D conocido como segundo punto crítico, es el punto donde finaliza el periodo de velocidad constante. Aquí, el agua de superficie del sólido esta totalmente evaporada y la velocidad de secado dependerá de la difusión de humedad a la superficie del sólido. Por lo anterior, este punto depende de la porosidad y del tamaño de partícula del sólido que se esta secando. Entre los puntos D y E la velocidad de secado cae rápidamente y el periodo se denomina segundo periodo de disminución de velocidad.

En el punto E la velocidad del secado es cero y comienza la humedad de equilibrio poniéndose el sólido en equilibrio con su ambiente externo (la temperatura y % de humedad es constante).

5. Contenido de humedad de equilibrio (EMC):
Es la cantidad de humedad en la cual el sólido posee una presión de vapor igual a la presión de vapor de la atmósfera que lo rodea.

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