Descripción general del equipamiento
El secador por pulverización de circuito cerrado es adecuado para secar soluciones, emulsiones, suspensiones y pastas que contienen disolventes orgánicos, gases volátiles tóxicos o nocivos, o materiales propensos a la oxidación, así como líquidos de alimentación de los que debe recuperarse el disolvente. No solo conserva todas las ventajas de un secador por pulverización, sino que tampoco libera polvo durante la operación de secado, alcanzando un rendimiento de producto acabado de casi el 100%. El disolvente recuperado por el sistema de recuperación puede reutilizarse tras un tratamiento secundario, lo que reduce considerablemente los costes de producción. Es especialmente adecuado para el secado y la granulación, en la industria farmacéutica, de medicamentos que contienen disolventes orgánicos, extractos de medicina tradicional china y materiales biológicos a base de disolventes, así como para el secado de productos de química fina y materiales poliméricos, como catalizadores de petróleo y carburo de silicio, y para la recuperación de disolventes.
El secador por pulverización de circuito cerrado de Jiangsu Longxin resuelve los problemas de la recuperación de disolventes orgánicos y del secado de materiales fácilmente oxidables o tóxicos, mejora la recuperación de materiales y permite lograr seguridad, protección ambiental y ahorro de energía; sus indicadores de rendimiento técnico y sus conceptos de diseño del proceso ofrecen ventajas claras.
Secador por pulverización de circuito cerrado — Principio de funcionamiento
Proyecto de secado por pulverización con gas inerte en circuito cerrado: la unidad del secador por pulverización de circuito cerrado consta de los siguientes componentes principales: un sistema de circulación de nitrógeno en circuito cerrado, el secador por pulverización, separación sólido-gas, eliminación de polvo mediante chorros inversos de nitrógeno, recuperación de disolvente por condensación y enfriamiento, y un sistema de calentamiento.
En primer lugar, se introduce nitrógeno calentado en la torre de secado. La bomba de alimentación conduce el material líquido que se va a secar hasta la boquilla centrífuga, donde el atomizador lo transforma en gotas finas. Dentro de la torre de secado, las gotas intercambian plenamente calor con el nitrógeno caliente; la parte líquida del material se evapora instantáneamente y la parte sólida forma un material en polvo que se deposita en el fondo de la torre. Finalmente, el material en polvo seco se descarga por el fondo de la torre.
El vapor de disolvente orgánico evaporado, impulsado por el ventilador, pasa por un separador ciclónico, un filtro de mangas y otros dispositivos, donde se elimina el polvo arrastrado por el gas. A continuación, el vapor saturado de disolvente orgánico, ya desprovisto de polvo, pasa por un condensador, donde se condensa en líquido y se descarga del condensador. Para evitar el arrastre de líquido, se añade un separador gas-líquido aguas abajo. Mientras tanto, el gas inerte utilizado como medio de secado se calienta continuamente y recircula dentro del sistema como gas portador de secado. El sistema de secado por pulverización centrífuga de circuito cerrado a prueba de explosiones funciona en un entorno estanco, con un gas inerte, como el nitrógeno, como medio de secado. La torre de secado funciona a presión positiva: si baja la presión interna, un transmisor de presión controla automáticamente la cantidad de nitrógeno que entra, manteniendo equilibrada la presión del sistema.
Comparación técnica entre sistemas de secado por pulverización de ciclo abierto y de circuito cerrado
(1) El sistema de circuito cerrado utiliza mucho menos medio de transporte de calor que el de tipo abierto y constituye un diseño que ahorra energía;
(2) El sistema de circuito cerrado es adecuado para materiales que contienen disolventes orgánicos, materiales fácilmente oxidables, inflamables o explosivos, y materiales tóxicos. El sistema de tipo abierto no puede abarcar este ámbito de aplicación; por tanto, el sistema de circuito cerrado constituye un diseño seguro;
(3) En comparación con el de tipo abierto, el sistema de circuito cerrado dispone de un sistema adicional de recuperación de disolventes orgánicos, lo que lo convierte en un diseño respetuoso con el medio ambiente;
(4) La torre de secado de tipo abierto debe mantener una determinada presión negativa, mientras que la torre de secado de circuito cerrado debe mantener una determinada presión positiva.
Secador por pulverización de circuito cerrado — Características de funcionamiento
(1) Las conexiones de las tuberías del sistema cerrado utilizan una estructura de sellado exclusiva; la estanqueidad es buena, lo que garantiza que el sistema no presente fugas bajo una presión positiva de 10 kPa, con una alta eficiencia térmica;
(2) Se utiliza nitrógeno inerte como gas de secado, lo que proporciona protección frente a la toxicidad, la oxidación y la explosión; tras transportar y después liberar la humedad, el gas puede recircularse y reutilizarse;
(3) El sistema incorpora un sistema de condensación y un sistema de recuperación del disolvente presente en el líquido de alimentación, de modo que el disolvente pueda reutilizarse tras un tratamiento secundario. El material se seca, eliminando el disolvente, en caliente dentro de un sistema cerrado bajo una atmósfera de nitrógeno, y el disolvente se recupera mediante el condensador, lo que proporciona un alto nivel de seguridad al conjunto de la unidad. Al mismo tiempo, el equipo tiene un diseño totalmente cerrado con una elevada tasa de recuperación de material; el rendimiento de este sistema es superior al que pueden alcanzar otros tipos de secadores. Principales indicadores técnicos: tasa de recuperación de material en polvo seco ≥95%, disolvente residual en el producto ≤2%, lo que reduce considerablemente los costes de producción;
(4) Secado rápido: tras la pulverización, aumenta la superficie del líquido de alimentación y, en la corriente de aire a alta temperatura, puede evaporarse instantáneamente el 95%–98% de la humedad; el secado suele completarse en solo unos 5–40 s;
(5) El secado por pulverización suele utilizarse para procesar soluciones con un contenido de humedad del 40%–60% y puede transformarlas en un producto en polvo en una sola pasada; la mayoría de los productos no necesitan triturarse ni tamizarse después del secado, lo que reduce las etapas de producción y simplifica el flujo del proceso. Al mismo tiempo, el producto presenta buena dispersabilidad, fluidez y solubilidad. Como el proceso de secado se completa en aire, el producto puede conservar una forma aproximadamente esférica, similar a la de las gotas, con buena fluidez;
(6) El equipo incorpora un dispositivo de comprobación en línea de la presión del sistema, un dispositivo de detección y control en línea de la concentración de oxígeno y un dispositivo de limpieza in situ;
(7) El sistema de control del equipo utiliza una interfaz hombre-máquina, es decir, control mediante PLC + pantalla táctil, con visualización dinámica del flujo del proceso. El tamaño de partícula, la densidad aparente y el contenido de humedad del producto pueden ajustarse dentro de un determinado intervalo modificando las condiciones de funcionamiento, lo que permite un control relativamente sencillo.
Secador por pulverización de circuito cerrado — Condiciones de aplicación
El secador por pulverización centrífuga de circuito cerrado es adecuado para secar soluciones, emulsiones, suspensiones y pastas que contienen disolventes orgánicos, gases volátiles tóxicos o nocivos, o materiales fácilmente oxidables o sensibles a la luz, así como líquidos de alimentación de los que debe recuperarse el disolvente. Además de conservar todas las ventajas del secador por pulverización centrífuga, el sistema no libera polvo durante la operación de secado, alcanzando un rendimiento de producto acabado de casi el 100%. El disolvente recuperado por el sistema de recuperación puede reutilizarse tras un tratamiento secundario, lo que reduce considerablemente los costes de producción.
El secador por pulverización centrífuga de circuito cerrado a prueba de explosiones puede utilizarse para el secado por pulverización en las siguientes situaciones:
(1) La humedad del material es un disolvente orgánico que debe recuperarse;
(2) El disolvente contenido en el sólido presenta riesgo de combustión o explosión en contacto con el aire;
(3) El sólido se oxida fácilmente al entrar en contacto con el oxígeno durante el secado;
(4) Debe evitarse la contaminación bacteriana durante el secado;
(5) Tras el secado, se liberan componentes olorosos o tóxicos que contaminan el medio ambiente.
Secador por pulverización de circuito cerrado tipo BLPG — Diagrama de flujo del proceso 1: Convencional
Secador por pulverización de circuito cerrado tipo BLPG — Diagrama de flujo del proceso 2: Con unidad de recuperación de calor residual
