Visão geral do equipamento
O secador cónico a vácuo desenvolvido pela Jiangsu Longxin é um equipamento vertical de secagem a vácuo de elevada eficiência, multifuncional e totalmente fechado, que integra destilação a vácuo, pulverização de sólidos, mistura de pós e secagem numa única unidade. A eficiência de secagem do secador vertical de fita helicoidal a vácuo totalmente fechado é 3–5 vezes a de um secador rotativo a vácuo de duplo cone ou de uma estufa de vácuo com as mesmas especificações. Em combinação com processos de secagem especiais, o secador cónico a vácuo pode tratar materiais com elevada viscosidade, fraca penetração do calor e tendência para formar bolas ou aglomerar-se em grumos.
No secador cónico a vácuo, o corpo cónico aquecido dispõe de uma camisa de aquecimento que utiliza água quente, óleo térmico ou vapor de baixa pressão como fonte de calor, mantendo a parede interior do cone a uma determinada temperatura. Um motor com variação de frequência aciona um agitador de fita helicoidal única através de um redutor de engrenagens helicoidais de eixos paralelos, fazendo o material rodar ao longo do corpo cónico e subir de baixo para cima. Ao atingir o ponto mais alto, o material escoa automaticamente para o centro do vórtice por efeito da gravidade e da inércia e regressa ao fundo do corpo cónico. Durante todo este processo, o material é aquecido de forma forçada no interior do corpo cónico e sujeito a convecção e mistura relativas, com difusão do calor por toda a massa. Assim, o material efetua um movimento alternado irregular em todas as direções, completando trocas de calor frequentes com a fita helicoidal única e a parede do recipiente, o que permite aquecer e secar num curto período. Desta forma, a humidade do material evapora-se continuamente; a bomba de vácuo extrai o vapor de água. Se for necessário recuperar o líquido, podem ser acrescentados um condensador e um depósito de armazenamento do líquido recuperado. Quando a secagem termina, abre-se a válvula de descarga inferior para descarregar o material.
Secador cónico a vácuo — Estrutura principal
A máquina é composta por um motor, um redutor, uma estrutura, um empanque mecânico, um filtro de malha metálica sinterizada, um agitador oco de dupla fita helicoidal, um corpo cónico aquecido por camisa e uma válvula de descarga.
(1) Conjunto de transmissão e vedação: composto pelo motor elétrico, redutor, estrutura e empanque mecânico.
① Motor: é utilizado um motor com variação de frequência, cuja velocidade pode ser ajustada conforme necessário durante o funcionamento.
② Redutor: redutor de engrenagens helicoidais da série SLFA, com funcionamento suave e fiável, baixo nível de ruído e longa vida útil.
③ Estrutura: concebida internamente com elevada precisão de fabrico. No interior estão dispostos dois rolamentos de rolos, que permitem ajustar a altura e a oscilação radial do agitador.
④ Empanque mecânico: de tipo sanitário simples, com uma câmara de lavagem para recolha de material e bom desempenho de vedação.
(2) Agitador: o veio oco do agitador está ligado à fita helicoidal oca por hastes de suporte; as extremidades superior e inferior ligadas à fita oca formam um circuito por onde pode passar o fluido térmico. Para evitar que o material adira à parede do recipiente, a folga entre a fita e a parede é muito pequena.
(3) Corpo do recipiente: esta parte é composta pelo fundo superior, corpo cónico, filtro de vácuo e válvula de descarga.
① Fundo superior: suporta o conjunto de transmissão e o agitador; a superfície interior e todas as aberturas dos bocais apresentam transições arredondadas. Todo o material em contacto com o produto é 316L. As ligações de processo são as seguintes: boca de visita sanitária DN400, manómetro, luminária antideflagrante, ligação de visor, entrada de alimentação, ligação de limpeza, ligação de vácuo, etc.
② Cone inferior com camisa: a superfície interior é lisa e sem zonas mortas, permitindo a secagem completa do material. Durante a descarga, a rotação do agitador torna o esvaziamento rápido e limpo.
③ Filtro: é utilizada malha metálica sinterizada, com elevada precisão de filtração e uma grande área filtrante. A saída de vácuo dispõe de uma ligação de ventilação; durante a ventilação utiliza-se ar comprimido para limpar o filtro por sopro inverso e regenerá-lo.
Secador cónico a vácuo — Características do processo
A secagem e a mistura de pós são uma etapa importante na produção de ingredientes farmacêuticos ativos (API), pelo que o equipamento de secagem e mistura selecionado garante a qualidade do produto final e é também um fator-chave na determinação dos custos operacionais de produção. O secador cónico a vácuo recentemente desenvolvido pela Longxin Drying melhora a tecnologia de secagem das indústrias química e farmacêutica nacionais com a sua estrutura singular e as suas vantagens.
(1) A escolha do secador deve respeitar os requisitos e as características específicos de cada produto e processo. Isto envolve principalmente os seguintes aspetos:
① As matérias-primas em bruto tratadas na produção são, na sua maioria, termossensíveis, pelo que o material forma frequentemente torrões durante a secagem; isto exige reduzir o tempo de secagem tanto quanto possível e melhorar a eficiência da secagem.
② Na produção de materiais, a pureza do gás circulante utilizado no processo de secagem tem uma grande influência na qualidade do material. Este equipamento adota uma tecnologia singular de fornecimento de gás, minimizando a influência do gás no processo de secagem. Do ponto de vista da economia de funcionamento, é preferível que todas as tubagens de processo sejam instaladas de forma permanente, poupando assim o espaço de rotação exigido, por exemplo, pelos secadores de duplo cone.
③ Para tornar todo o fluxo contínuo e, ao mesmo tempo, reduzir as perdas por fugas de material, o caudal de descarga de sólidos do secador é controlável. Isto reduz o trabalho manual de carga e descarga na área limpa e evita a projeção de material.
(2) Estrutura e características do secador cónico a vácuo
① O secador cónico a vácuo funciona por lotes. Após a entrada do material húmido no recipiente, o calor é fornecido através da camisa da parede e do interior do parafuso, fazendo a área de aquecimento atingir 140% da área total do recipiente, e o material é aquecido e seco. Seleciona-se o modelo de misturador-secador cónico com o volume de trabalho correspondente para obter o efeito de secagem ideal. O misturador-secador com acionamento superior oferece uma elevada capacidade de secagem e mistura e, ao mesmo tempo, um espaço amplo que facilita as inspeções e a manutenção.
② Funcionamento suave que protege a forma cristalina
Nos processos de secagem e mistura do secador cónico a vácuo não são utilizadas ferramentas auxiliares; utiliza-se apenas a agitação da fita helicoidal cónica com aquecimento interno. Isto significa que, além de ser elevado e continuamente sujeito a corte e dispersão pelo parafuso agitador, todo o material no recipiente se mantém em movimento. Para além da elevação pelo parafuso, o material não é comprimido por qualquer outra força externa, evitando a fricção ineficaz entre o pó e o equipamento e entre os cristais de pó. Esta fricção ineficaz é frequentemente o principal fator que danifica a forma cristalina do material. Esta é a razão fundamental pela qual o secador cónico a vácuo pode manter intacta a forma cristalina do material durante a secagem.
③ Acionamento superior que elimina a possibilidade de contaminação do produto pela vedação do veio
Em comparação com o acionamento inferior, o acionamento superior evita os seguintes inconvenientes: as pás do agitador têm de ser desmontadas com equipamento especial para limpeza e manutenção, e é muito difícil conseguir uma vedação eficaz do veio do agitador, sem garantia de qualidade.
④ Baixo custo energético de funcionamento e elevada eficiência de mistura
O equipamento funciona com um motor e tem uma conceção singular; o parafuso acionado pelo motor é utilizado para elevar o material, sem consumo energético separado para a descarga. Nos processos de mistura e secagem, os equipamentos convencionais utilizam uma pá agitadora do tipo fita. O seu princípio de funcionamento é que o material em movimento se comporta como uma única massa durante a agitação, consumindo-se uma grande quantidade de energia para fazer toda essa massa rodar em círculo; por isso, a eficiência de secagem proporcionada por este tipo de agitação é baixa. Em contrapartida, o secador cónico a vácuo utiliza agitação por fita helicoidal cónica com aquecimento interno: todo o agitador roda em torno do eixo do recipiente cónico, garantindo a agitação do material nas diferentes zonas. À medida que a agitação da fita prossegue, o material do fundo é gradualmente elevado à parte superior do recipiente e depois cai naturalmente, repetindo-se o ciclo. Este modo de agitação proporciona uma mistura completamente uniforme no recipiente, elimina a possibilidade de formação de torrões durante a secagem e melhora significativamente a eficiência da mistura e da secagem. Oferece ainda uma ampla gama de capacidades de processamento e baixo consumo energético por unidade de massa.
⑤ Operação simples e manutenção conveniente
A estrutura mecânica do secador cónico a vácuo é simples e eficaz, fácil de compreender pelos operadores, e o controlo por botões torna o funcionamento muito direto. Alguns trabalhos de reparação e manutenção podem mesmo ser realizados de forma rápida e sem dificuldade, sem pessoal especializado; a boca de visita permite ajustar e manter facilmente o parafuso móvel, sem desmontagens complicadas. O equipamento tem muito poucas peças de desgaste e o conjunto de acionamento, como a caixa dos rolamentos, está situado no topo do recipiente, pelo que os utilizadores podem desmontar facilmente todo o conjunto durante a manutenção. Além disso, o espaço disponível na zona do acionamento superior é bastante amplo.
(3) Comparação de vantagens com os secadores a vácuo convencionais — tomando como exemplo um secador do mesmo volume de 2000 L
Secador cónico a vácuo — Escolher o rotor adequado
Na conceção de um secador a vácuo, um dos componentes mais importantes é o agitador. Para escolher o agitador adequado, com as características certas, é necessário compreender as propriedades da alimentação e os resultados que se pretende obter com o processo de secagem a vácuo.
(1) Agitador de parafuso
O agitador de parafuso tem uma conceção comprovada, adequada à secagem de pós, bolos de filtração, pastas e suspensões à pressão atmosférica ou sob vácuo. É adequado a quase todos os produtos, mesmo os pegajosos. Graças ao seu excelente desempenho no transporte do produto ao longo da parede do recipiente, garante um ciclo de secagem eficiente e pode ser aplicado em secadores com capacidades de secagem superiores a 20 000 litros.
(2) Agitador de pás
Quando o produto é menos viscoso, pode utilizar-se um agitador de pás para obter um controlo ideal da temperatura e do transporte do produto entre as extremidades do rotor e a parede do recipiente. Quando necessário, também pode ser utilizado para misturar completamente o produto após o ciclo de secagem.
(3) Agitador de fita
Para produtos com baixo teor inicial de humidade e boa fluidez, o agitador de fita é uma alternativa mais adequada ao agitador de parafuso. Pode agitar um lote maior de uma só vez, melhorando a transferência de calor e reduzindo o tempo de secagem.
