Produzione di essiccatori a spruzzo

Un essiccatore a spruzzo trasforma un’alimentazione liquida o sotto forma di sospensione in polvere secca in un unico passaggio continuo, atomizzandola in fini gocce e mettendo queste gocce a contatto con un flusso di aria calda. Poiché ogni goccia ha una superficie enorme rispetto al suo volume, l’umidità evapora in pochi secondi, prima che la particella abbia il tempo di surriscaldarsi: ciò che rende l’essiccazione a spruzzo il metodo di elezione per i prodotti sensibili al calore che si degraderebbero con metodi di essiccazione più lenti. Il risultato è una polvere a scorrimento libero la cui dimensione e morfologia delle particelle dipende quasi interamente da come l’alimentazione è stata atomizzata e da come ha incontrato l’aria di essiccazione, motivo per cui la maggior parte dell’attenzione ingegneristica si concentra sull’atomizzatore e sulla camera, non sulla fonte di calore.

Atomizzazione

L’atomizzatore determina la distribuzione della dimensione delle gocce, e la dimensione delle gocce determina infine la granulometria, la densità apparente e la solubilità della polvere. Un atomizzatore rotante (un disco o una ruota rotante nella parte superiore della camera) proietta l’alimentazione verso l’esterno per forza centrifuga ed è la scelta comune per alimentazioni ad alta capacità, abrasive o viscose, poiché tollera un’ampia gamma di proprietà dell’alimentazione senza intasarsi. Gli atomizzatori a ugello, sia ugelli a pressione che forzano l’alimentazione attraverso un piccolo orifizio, sia ugelli bifluido che la tagliano con aria compressa, producono uno spettro di gocce più stretto e generalmente più fine, e sono preferiti quando una specifica granulometrica più rigorosa conta più della portata grezza. La scelta tra i due è una delle prime decisioni nel dimensionamento di un essiccatore, poiché determina anche il diametro della camera necessario affinché le gocce si asciughino prima di raggiungere la parete.

Progettazione della camera e flusso d’aria

La camera di essiccazione deve dare a ogni goccia un tempo di permanenza sufficiente nell’aria calda per asciugarsi completamente prima di toccare una superficie, altrimenti il prodotto si attacca e si accumula sulle pareti. Il flusso equicorrente, in cui alimentazione e aria calda entrano insieme dall’alto, espone prima le gocce umide all’aria più calda ed è la configurazione standard per i prodotti alimentari e farmaceutici sensibili al calore, poiché l’aria si è già raffreddata quando la particella quasi asciutta vi è esposta. Le configurazioni in controcorrente e a flusso misto espongono il prodotto ad aria più calda più avanti nel percorso di essiccazione, il che migliora l’efficienza termica ma è adatto solo per alimentazioni che possono tollerare temperature terminali più elevate. La geometria della camera (l’angolo del cono alla base, il rapporto diametro-altezza) è determinata dal profilo di spruzzo dell’atomizzatore e dalla cinetica di essiccazione dell’alimentazione, in modo che la traiettoria della goccia liberi le pareti prima del completamento dell’essiccazione.

Recupero della polvere

L’aria in uscita dalla camera trasporta ancora una grande frazione di fini, quindi il recupero è una seconda fase di processo e non un ripensamento. Un separatore a ciclone rimuove la maggior parte della polvere trascinata mediante separazione centrifuga ed è standard nella maggior parte degli impianti; un filtro a maniche o uno scrubber a umido a valle del ciclone cattura la frazione più fine che il ciclone non riesce a separare, il che conta sia per la resa del prodotto sia per il rispetto dei limiti di emissione di particolato. In molte linee, i fini raccolti a valle vengono restituiti alla zona di atomizzazione per agglomerarsi con nuove gocce, il che migliora le proprietà di scorrimento e ricostituzione della polvere finita.

Impieghi tipici

L’essiccazione a spruzzo è il metodo standard per il latte e il siero di latte in polvere, gli estratti di caffè e tè istantanei, e un’ampia gamma di ingredienti alimentari in cui l’obiettivo è una polvere stabile e facilmente ricostituibile. È altrettanto consolidata nella produzione di detersivi per ottenere basi in polvere, e nella produzione farmaceutica e chimica fine per essiccare principi attivi ed eccipienti che non possono tollerare le temperature o i tempi di permanenza dell’essiccazione a vassoio o rotativa.

Makfen progetta e realizza essiccatori a spruzzo, compresi atomizzatore, camera di essiccazione, canalizzazioni e treno di recupero a ciclone o filtro a maniche, in costruzione di acciaio inox dimensionata in base alle proprietà dell’alimentazione e alla specifica del prodotto del compito previsto.