Descripción general del equipamiento
El secador cónico al vacío desarrollado por Jiangsu Longxin es un equipo vertical de secado al vacío de alta eficiencia, multifuncional y totalmente cerrado, que integra destilación al vacío, pulverización de sólidos, mezcla de polvos y secado en una sola unidad. La eficiencia de secado del secador vertical de cinta helicoidal al vacío totalmente cerrado es de 3–5 veces la de un secador rotativo al vacío de doble cono o una estufa de vacío de las mismas especificaciones. En combinación con procesos de secado especiales, el secador cónico al vacío puede tratar materiales de alta viscosidad, con escasa penetración del calor y tendencia a formar bolas o aglomerarse en grumos.
En el secador cónico al vacío, el cuerpo cónico calentado dispone de una camisa de calentamiento que utiliza agua caliente, aceite térmico o vapor de baja presión como fuente de calor, para mantener la pared interior del cono a una temperatura determinada. Un motor de frecuencia variable acciona un agitador de cinta helicoidal única mediante un reductor de engranajes helicoidales de ejes paralelos, haciendo que el material gire a lo largo del cuerpo cónico y ascienda de abajo hacia arriba. Tras alcanzar el punto más alto, el material fluye automáticamente hacia el centro del vórtice por efecto de la gravedad y la inercia, y vuelve al fondo del cuerpo cónico. Durante todo este proceso, el material recibe calor de forma forzada dentro del cuerpo cónico y se somete a convección y mezcla relativas, mientras el calor se difunde por toda la masa. Así, el material realiza un movimiento alternativo irregular en todas las direcciones y completa intercambios de calor frecuentes con la cinta helicoidal única y la pared del recipiente, logrando el calentamiento y el secado en poco tiempo. De este modo, la humedad del material se evapora continuamente; la bomba de vacío extrae el vapor de agua. Si se necesita recuperar el líquido, pueden añadirse un condensador y un depósito de almacenamiento del líquido recuperado. Al finalizar el secado, se abre la válvula de descarga inferior para vaciar el material.
Secador cónico al vacío — Estructura principal
La máquina consta de un motor, un reductor, un bastidor, un cierre mecánico, un filtro de malla metálica sinterizada, un agitador hueco de doble cinta helicoidal, un cuerpo cónico calentado por camisa y una válvula de descarga.
(1) Conjunto de transmisión y sellado: compuesto por el motor eléctrico, el reductor, el bastidor y el cierre mecánico.
① Motor: se utiliza un motor de frecuencia variable, cuya velocidad puede ajustarse según las necesidades durante el funcionamiento.
② Reductor: reductor de engranajes helicoidales de la serie SLFA, de funcionamiento suave y fiable, bajo nivel de ruido y larga vida útil.
③ Bastidor: diseñado internamente con alta precisión de fabricación. En su interior se disponen dos rodamientos de rodillos que permiten ajustar la altura y la oscilación radial del agitador.
④ Cierre mecánico: de tipo sanitario simple, con una cámara de lavado para recoger el material y buen rendimiento de sellado.
(2) Agitador: el eje hueco del agitador está unido a la cinta helicoidal hueca mediante barras de soporte; los extremos superior e inferior conectados a la cinta hueca forman un circuito por el que puede circular el medio térmico. Para evitar que el material se adhiera a la pared del recipiente, la holgura entre la cinta y la pared es muy pequeña.
(3) Cuerpo del recipiente: esta parte consta del fondo superior, el cuerpo cónico, el filtro de vacío y la válvula de descarga.
① Fondo superior: soporta el conjunto de transmisión y el agitador; la superficie interior y todas las aberturas de las boquillas presentan transiciones redondeadas. Todo el material en contacto con el producto es 316L. Las conexiones de proceso son las siguientes: boca de hombre sanitaria DN400, manómetro, lámpara antideflagrante, conexión de mirilla, entrada de alimentación, conexión de limpieza, conexión de vacío, etc.
② Cono inferior con camisa: la superficie interior es lisa y no presenta zonas muertas, lo que permite un secado completo del material. Durante la descarga, la rotación del agitador permite vaciar el material de forma rápida y limpia.
③ Filtro: se utiliza malla metálica sinterizada, con alta precisión de filtración y una gran superficie filtrante. La salida de vacío dispone de una conexión de venteo; durante el venteo se utiliza aire comprimido para limpiar el filtro por soplado inverso y regenerarlo.
Secador cónico al vacío — Características del proceso
El secado y la mezcla de polvos son una etapa importante en la producción de principios activos farmacéuticos (API), por lo que el equipo de secado y mezcla elegido garantiza la calidad del producto final y también es un factor clave que determina los costes operativos de producción. El secador cónico al vacío recién desarrollado por Longxin Drying mejora la tecnología de secado de las industrias química y farmacéutica nacionales gracias a su estructura singular y sus ventajas.
(1) La elección del secador debe ajustarse a los requisitos y las características específicos de cada producto y proceso. Esto implica principalmente los siguientes aspectos:
① Las materias primas en bruto que se procesan en la producción son en su mayoría termosensibles, por lo que el material suele apelmazarse durante el secado; esto exige acortar el tiempo de secado en la medida de lo posible y mejorar la eficiencia del secado.
② En la producción de materiales, la pureza del gas circulante utilizado en el proceso de secado influye mucho en la calidad del material. Este equipo emplea una tecnología singular de suministro de gas que minimiza la influencia del gas en el proceso de secado. Desde el punto de vista de la economía de funcionamiento, conviene que todas las tuberías de proceso se instalen de forma permanente, ahorrando así el espacio de giro que requieren, por ejemplo, los secadores de doble cono.
③ Para que todo el flujo sea continuo y, al mismo tiempo, reducir las pérdidas por fugas de material, el caudal de descarga de sólidos del secador es regulable. Esto reduce el trabajo manual de carga y descarga en la zona limpia y evita que el material salga despedido.
(2) Estructura y características del secador cónico al vacío
① El secador cónico al vacío trabaja por lotes. Después de que el material húmedo entre en el recipiente, se suministra calor a través de la camisa de la pared y del interior del tornillo, con lo que la superficie de calentamiento alcanza el 140% de la superficie total del recipiente y el material se calienta y se seca. Se selecciona un modelo de mezclador-secador cónico con el volumen de trabajo correspondiente para obtener el efecto de secado ideal. El mezclador-secador de accionamiento superior ofrece una gran capacidad de secado y mezcla y, a la vez, un espacio amplio que facilita las inspecciones y el mantenimiento.
② Funcionamiento suave que protege la forma cristalina
En los procesos de secado y mezcla del secador cónico al vacío no se utilizan herramientas auxiliares; solo se emplea la agitación de la cinta helicoidal cónica con calentamiento interno. Esto significa que, además de ser elevado y sometido de forma continua a cizallamiento y dispersión por el tornillo agitador, todo el material del recipiente se mantiene en movimiento. Aparte de la elevación por el tornillo, el material no es comprimido por ninguna otra fuerza externa, con lo que se evita la fricción ineficaz entre el polvo y el equipo y entre los cristales de polvo. Esta fricción ineficaz suele ser el principal factor que daña la forma cristalina del material. Esta es la razón fundamental por la que el secador cónico al vacío puede mantener intacta la forma cristalina del material durante el secado.
③ Accionamiento superior que elimina la posibilidad de contaminación del producto por el sello del eje
Frente al accionamiento inferior, el accionamiento superior evita los siguientes inconvenientes: las palas del agitador deben desmontarse con equipos especiales para su limpieza y mantenimiento, y resulta muy difícil conseguir un sellado eficaz del eje del agitador, sin garantía de calidad.
④ Bajo coste energético de funcionamiento y alta eficiencia de mezcla
El equipo funciona con un motor y tiene un diseño singular; el tornillo accionado por el motor se utiliza para elevar el material, sin consumo energético adicional para la descarga. En los procesos de mezcla y secado, los equipos convencionales utilizan una pala agitadora de tipo cinta. Su principio de funcionamiento consiste en que el material en movimiento se comporta como una sola masa cuando actúa la agitación, y se consume una gran cantidad de energía para hacer girar toda esa masa en círculo; por ello, la eficiencia de secado proporcionada por este tipo de agitación es baja. En cambio, el secador cónico al vacío utiliza agitación de cinta helicoidal cónica con calentamiento interno: todo el agitador gira alrededor del eje del recipiente cónico y garantiza la agitación del material en las distintas zonas. A medida que avanza la agitación de la cinta, el material del fondo asciende gradualmente a la parte superior del recipiente y luego vuelve a caer de forma natural, repitiéndose el ciclo. Este modo de agitación produce una mezcla completamente uniforme en el recipiente, elimina la posibilidad de apelmazamiento durante el secado y mejora considerablemente la eficiencia de mezcla y secado. También ofrece un amplio intervalo de capacidad de procesamiento y un bajo consumo energético por unidad de masa.
⑤ Funcionamiento sencillo y mantenimiento cómodo
La estructura mecánica del secador cónico al vacío es sencilla y eficaz, fácil de comprender para los operarios, y el control mediante pulsadores hace que el funcionamiento sea muy directo. Algunos trabajos de reparación y mantenimiento pueden realizarse de forma rápida y fluida incluso sin personal especializado; la boca de hombre permite ajustar y mantener fácilmente el tornillo móvil, sin desmontajes complicados. El equipo tiene muy pocas piezas de desgaste y el conjunto de accionamiento, como el alojamiento de los rodamientos, está situado en la parte superior del recipiente, por lo que los usuarios pueden desmontar fácilmente todo el conjunto durante el mantenimiento. Además, el espacio disponible en la zona del accionamiento superior es bastante amplio.
(3) Comparación de ventajas con los secadores al vacío convencionales — tomando como ejemplo un secador del mismo volumen de 2000 L
Secador cónico al vacío — Elección del rotor adecuado
En el diseño de un secador al vacío, uno de los componentes más importantes es el agitador. Para elegir el agitador adecuado con las características correctas, es necesario conocer las propiedades de la alimentación y los resultados que se desean obtener con el proceso de secado al vacío.
(1) Agitador de tornillo
El agitador de tornillo es un diseño de eficacia probada, adecuado para secar polvos, tortas de filtración, pastas y suspensiones a presión atmosférica o al vacío. Es apto para casi todos los productos, incluso los pegajosos. Gracias a su excelente capacidad para transportar el producto a lo largo de la pared del recipiente, garantiza un ciclo de secado eficiente y puede utilizarse en secadores con capacidades de secado superiores a 20 000 litros.
(2) Agitador de paletas
Cuando el producto es menos viscoso, puede utilizarse un agitador de paletas para conseguir un control óptimo de la temperatura y del transporte del producto entre los extremos del rotor y la pared del recipiente. Cuando sea necesario, también puede emplearse para mezclar el producto a fondo después del ciclo de secado.
(3) Agitador de cinta
Para productos con bajo contenido inicial de humedad y buena fluidez, el agitador de cinta es una alternativa más adecuada al agitador de tornillo. Puede agitar un lote mayor de una sola vez, mejorando la transferencia de calor y reduciendo el tiempo de secado.
