Visão geral do equipamento
O secador por pulverização de circuito fechado é adequado para a secagem de soluções, emulsões, suspensões e pastas que contenham solventes orgânicos, gases voláteis tóxicos ou nocivos, ou materiais propensos à oxidação — bem como para líquidos de alimentação dos quais seja necessário recuperar o solvente. Não só mantém todas as vantagens de um secador por pulverização, como também não liberta qualquer pó durante a operação de secagem, alcançando um rendimento do produto final de quase 100%. O solvente recuperado pelo sistema de recuperação pode ser reutilizado após um tratamento secundário, reduzindo significativamente os custos de produção. É especialmente adequado para a secagem e granulação, na indústria farmacêutica, de medicamentos que contêm solventes orgânicos, extratos de medicina tradicional chinesa e materiais biológicos à base de solventes, bem como para a secagem de produtos químicos finos e materiais poliméricos, tais como catalisadores petrolíferos e carboneto de silício, e para a recuperação de solventes.
O secador por pulverização de circuito fechado da Jiangsu Longxin resolve os problemas complexos da recuperação de solventes orgânicos e da secagem de materiais facilmente oxidáveis ou tóxicos, melhora a recuperação de materiais e garante segurança, proteção ambiental e poupança de energia; os seus índices de desempenho técnico e os conceitos de conceção do processo oferecem vantagens evidentes.
Secador por pulverização de circuito fechado — Princípio de funcionamento
Projeto de secagem por pulverização com gás inerte em circuito fechado — a unidade de secagem por pulverização em circuito fechado é composta pelos seguintes componentes principais: um sistema de circulação de azoto em circuito fechado, o secador por pulverização, a separação sólido-gás, a remoção de poeiras por jato reverso de azoto, a recuperação do solvente por condensação e arrefecimento e um sistema de aquecimento.
Em primeiro lugar, o azoto aquecido é introduzido na torre de secagem. O material líquido a secar é conduzido pela bomba de alimentação até ao bocal centrífugo, onde é atomizado pelo atomizador em gotículas finas. No interior da torre de secagem, as gotículas sofrem uma troca de calor completa com o azoto quente; a parte líquida do material evapora-se instantaneamente e a parte sólida forma um material em pó que se deposita no fundo da torre. Por fim, o material em pó seco é descarregado a partir do fundo da torre.
O gás de solvente orgânico evaporado, impulsionado pelo ventilador, passa por um separador ciclónico, um filtro de mangas e outros dispositivos, onde o pó aderente ao gás é removido. O gás de solvente orgânico saturado e despoeirado passa então por um condensador, onde é condensado em líquido e descarregado do condensador. Para evitar que o líquido seja transportado para fora, é adicionado um separador gás-líquido a jusante. Entretanto, o gás inerte utilizado como meio de secagem é continuamente aquecido e recirculado dentro do sistema como agente de secagem. O sistema de secagem por pulverização centrífuga de circuito fechado à prova de explosão funciona num ambiente selado, utilizando um gás inerte, como o azoto, como meio de secagem. A torre de secagem funciona sob pressão positiva: se a pressão interna baixar, um transmissor de pressão controla automaticamente a quantidade de azoto que entra, mantendo a pressão do sistema equilibrada.
Comparação técnica entre sistemas de secagem por pulverização de ciclo aberto e de circuito fechado
(1) O sistema de circuito fechado utiliza muito menos fluido caloportador do que o de circuito aberto e constitui um projeto que poupa energia;
(2) O sistema de circuito fechado é adequado para materiais que contenham solventes orgânicos, para materiais facilmente oxidáveis, inflamáveis ou explosivos e para materiais tóxicos. Esta gama de aplicações não pode ser alcançada pelo sistema de circuito aberto; o sistema de circuito fechado constitui, por conseguinte, uma solução segura;
(3) Em comparação com o tipo aberto, o sistema de circuito fechado dispõe de um sistema adicional de recuperação de solventes orgânicos, o que o torna um projeto amigo do ambiente;
(4) A torre de secagem de tipo aberto deve manter uma determinada pressão negativa, enquanto que a torre de secagem de circuito fechado deve manter uma determinada pressão positiva.
Secador por pulverização de circuito fechado — Características de desempenho
(1) As ligações das tubagens do sistema fechado utilizam uma estrutura de vedação exclusiva; o desempenho de vedação é bom, garantindo que o sistema não apresente fugas sob uma pressão positiva de 10 kPa, com elevada eficiência térmica;
(2) Utiliza-se azoto inerte como gás de secagem, proporcionando proteção contra toxicidade, oxidação e explosão; após absorver e, posteriormente, libertar a humidade, o gás pode ser recirculado e reutilizado;
(3) O sistema está equipado com um sistema de condensação e um sistema de recuperação do solvente presente no líquido de alimentação, de modo a que o solvente possa ser reutilizado após um tratamento secundário. O material é seco (com remoção do solvente) em estado quente, num sistema fechado sob atmosfera de azoto, e o solvente é recuperado através do condensador, proporcionando um elevado nível de segurança a toda a unidade. Ao mesmo tempo, o equipamento apresenta um design totalmente fechado com uma elevada taxa de recuperação de material; o rendimento deste sistema de equipamento é superior ao que outros tipos de secadores conseguem atingir. Principais indicadores técnicos: taxa de recuperação de material em pó seco ≥95%, solvente residual no produto ≤2%, reduzindo assim significativamente os custos de produção;
(4) Rápida velocidade de secagem: após a pulverização, a área superficial do líquido de alimentação aumenta e, na corrente de ar a alta temperatura, é possível evaporar instantaneamente 95%–98% da humidade, sendo que a secagem fica normalmente concluída em apenas cerca de 5–40 s;
(5) A secagem por pulverização é normalmente utilizada para processar soluções com um teor de humidade de 40%–60%, podendo transformá-las num produto em pó numa única etapa; a maioria dos produtos não necessita de ser triturada nem peneirada após a secagem, o que reduz as etapas de produção e simplifica o fluxo do processo. Ao mesmo tempo, o produto apresenta boa dispersibilidade, fluidez e solubilidade. Como o processo de secagem é realizado ao ar, o produto consegue manter uma forma aproximadamente esférica, semelhante às gotículas, com boa fluidez;
(6) O equipamento está equipado com um dispositivo de ensaio de pressão em linha, um dispositivo de deteção e controlo da concentração de oxigénio em linha e um dispositivo de limpeza no local;
(7) O sistema de controlo do equipamento utiliza uma interface homem-máquina, ou seja, um controlo por PLC + ecrã tátil, com a exibição dinâmica do fluxo do processo. O tamanho das partículas, a densidade aparente e o teor de humidade do produto podem ser ajustados dentro de um determinado intervalo, alterando as condições de funcionamento, o que é relativamente conveniente de controlar.
Secador por pulverização de circuito fechado — Condições de aplicação
O secador por pulverização centrífugo de circuito fechado é adequado para a secagem de soluções, emulsões, suspensões e pastas que contenham solventes orgânicos, gases voláteis tóxicos ou nocivos, ou materiais facilmente oxidáveis ou sensíveis à luz, bem como para líquidos de alimentação dos quais seja necessário recuperar o solvente. Além de manter todas as vantagens do secador centrífugo por pulverização, o sistema não liberta qualquer pó durante a operação de secagem, alcançando um rendimento do produto acabado de quase 100%. O solvente recuperado pelo sistema de recuperação pode ser reutilizado após um tratamento secundário, reduzindo assim significativamente os custos de produção.
O secador por pulverização centrífugo de circuito fechado à prova de explosão pode ser utilizado para a secagem por pulverização nas seguintes situações:
(1) A humidade presente no material é um solvente orgânico que deve ser recuperado;
(2) O solvente contido no sólido apresenta risco de incêndio ou explosão em contacto com o ar;
(3) O sólido oxida-se facilmente quando entra em contacto com o oxigénio durante a secagem;
(4) É necessário evitar a contaminação bacteriana durante a secagem;
(5) Após a secagem, são libertados componentes malcheirosos ou tóxicos que poluem o ambiente.
Secador por pulverização de circuito fechado do tipo BLPG — Fluxograma do processo 1: Convencional
Secador por pulverização de circuito fechado do tipo BLPG — Fluxograma do processo 2: Com unidade de recuperação de calor residual
