Fabrico de secadores por atomização

Um secador por atomização transforma uma alimentação líquida ou em pasta em pó seco numa única etapa contínua, atomizando-a em gotículas finas e colocando essas gotículas em contacto com uma corrente de ar quente. Como cada gotícula tem uma área superficial enorme em relação ao seu volume, a humidade evapora-se em segundos, antes de a partícula ter tempo de sobreaquecer: o que torna a secagem por atomização o método de eleição para produtos sensíveis ao calor que se degradariam com métodos de secagem mais lentos. O resultado é um pó de fluxo livre cujo tamanho de partícula e morfologia dependem quase inteiramente da forma como a alimentação foi atomizada e de como encontrou o ar de secagem, razão pela qual a maior parte da atenção de engenharia se concentra no atomizador e na câmara, e não na fonte de calor.

Atomização

O atomizador determina a distribuição do tamanho das gotículas, e o tamanho das gotículas é o que, em última análise, determina o tamanho de partícula, a densidade aparente e a solubilidade do pó. Um atomizador rotativo (um disco ou roda rotativa no topo da câmara) projeta a alimentação para fora por força centrífuga e é a escolha comum para alimentações de alta capacidade, abrasivas ou viscosas, porque tolera uma vasta gama de propriedades de alimentação sem entupir. Os atomizadores de bocal, sejam bicos de pressão que forçam a alimentação através de um pequeno orifício ou bicos de dois fluidos que a cisalham com ar comprimido, produzem um espectro de gotículas mais estreito e geralmente mais fino, sendo preferidos quando uma especificação de tamanho de partícula mais apertada importa mais do que o caudal bruto. A escolha entre os dois é uma das primeiras decisões no dimensionamento de um secador, pois também determina o diâmetro da câmara necessário para que as gotículas sequem antes de atingirem a parede.

Design da câmara e fluxo de ar

A câmara de secagem tem de dar a cada gotícula tempo de residência suficiente em ar quente para secar completamente antes de tocar numa superfície, ou o produto cola e acumula-se nas paredes. O fluxo co-corrente, em que a alimentação e o ar quente entram juntos pelo topo, expõe primeiro as gotículas húmidas ao ar mais quente e é a configuração padrão para produtos alimentares e farmacêuticos sensíveis ao calor, uma vez que o ar já arrefeceu quando a partícula quase seca lhe é exposta. As configurações em contracorrente e de fluxo misto expõem o produto a ar mais quente mais tarde no seu percurso de secagem, o que melhora a eficiência térmica mas só é adequado para alimentações que possam tolerar temperaturas finais mais elevadas. A geometria da câmara (o ângulo do cone na base, a relação diâmetro-altura) é definida a partir do padrão de pulverização do atomizador e da cinética de secagem da alimentação, de modo que a trajetória da gotícula ultrapasse as paredes antes de a secagem estar concluída.

Recuperação do pó

O ar que sai da câmara ainda transporta uma grande fração de finos, pelo que a recuperação é uma segunda etapa de processamento e não uma reflexão tardia. Um separador ciclónico remove a maior parte do pó arrastado por separação centrífuga e é padrão na maioria das instalações; um filtro de mangas ou lavador húmido a jusante do ciclone captura a fração mais fina que o ciclone não consegue separar, o que importa tanto para o rendimento do produto como para cumprir os limites de emissão de partículas. Em muitas linhas, os finos recolhidos a jusante são devolvidos à zona de atomização para se aglomerarem com novas gotículas, o que melhora as propriedades de fluxo e reconstituição do pó acabado.

Aplicações típicas

A secagem por atomização é o método padrão para leite e soro em pó, extratos de café e chá instantâneos, e uma vasta gama de ingredientes alimentares em que o objetivo é um pó estável e facilmente reconstituível. É igualmente estabelecida no fabrico de detergentes para produzir bases em pó, e na produção farmacêutica e de química fina para secar ativos e excipientes que não conseguem tolerar as temperaturas ou tempos de residência da secagem em tabuleiro ou rotativa.

A Makfen projeta e fabrica secadores por atomização, incluindo o atomizador, a câmara de secagem, as condutas e o trem de recuperação por ciclone ou filtro de mangas, em construção de aço inoxidável dimensionada de acordo com as propriedades da alimentação e a especificação do produto da função prevista.