Secador Spray

SEI CONTRERAS - Secador Spray

A secagem por atomização é a tecnologia industrial mais usada para a obtenção de sólidos em pó a partir de uma alimentação líquida. A solução ou suspensão é atomizada em um spray de gotículas, as quais entram em contato com um fluxo de ar quente dentro da câmara de secagem. A secagem das gotículas promove a formação de partículas de muito baixa umidade que podem ou não se aglomerar dentro da mesma câmara.
O secador spray possibilita a secagem de produtos sensíveis ao calor, por contar com tempos de residência muito curtos e a temperaturas de produto relativamente baixas.

O nosso domínio da tecnologia por secagem spray nos possibilita oferecer plantas com diferentes configurações conforme o tipo de produto, as propriedades da alimentação líquida e as propriedades que são desejadas do produto seco.

Dentre as variantes que podemos oferecer, acham-se as seguintes:

  • Atomização por bicos atomizadores ou por discos ranhurados.
  • Fluxo de ar de secagem em corrente paralela ou concorrente, em contracorrente ou mista.
  • Secagem simples ou em múltiplos estágios.
  • Ar ou fluído inerte de secagem em regime aberto, semi-fechado ou fechado.
  • Aquecimento do ar de secagem direto ou indireto.
  • Processo de instantaneização - aglomeração.

Meios de Aspersão

As câmaras de secagem spray contam com diferentes meios de aspersão para garantir o tamanho e homogeneidade das gotículas geradas. Há dois sistemas alternativos para conseguir isso: mediante disco ranhurado (atomizadores centrífugos) ou com bicos atomizadores (à pressão).
Os secadores spray com disco ranhurado (centrífugos) têm maior flexibilidade na vazão de operação, apresentando, no entanto, gotículas de tamanho variável, ao tempo que os que contam bicos atomizadores são menos flexíveis quanto à vazão de alimentação, porém apresentado gotículas menores e homogêneas.
Ambos os sistemas podem ser utilizados na maioria das aplicações, devendo se definir, em cada caso, qual o mais adequado.

Fluxo de Ar de Secagem

Un parâmetro importante no projeto das câmaras spray é a definição de como será o fluxo de ar de secagem. De acordo com o tipo de câmara, o produto a ser seco e demais parâmetros, o ar de secagem pode circular em corrente paralela ou concorrente entrando pela parte superior da câmara e saindo pela parte inferior, em contracorrente, da parte inferior para a superior e mediante fluxo misto (com retirada central de ar), que conta com entradas tanto pela parte superior quanto pela inferior da câmara spray, saindo pela parte superior.

Múltiplos Estágios

Os secadores spray podem ser de 1, 2 ou 3 estágios, permitindo obter produtos mais granulados e reduzindo o custo energético que envolve a secagem.
Nas câmaras de 1 estágio, o produto líquido é submetido a um só processo que o leva até a umidade final desejada, sendo, após isso, o produto sólido final separado do fluxo de ar que o transporta. Nestas câmaras, é obtido um produto de baixa granulometria, semelhante a um pó fino e com capacidade de reidratação média por serem partículas discretas e compactas. O investimento inicial requerido para este tipo de câmaras é menor com relação a outras alternativas.

Em um secador spray de 2 estágios, o produto que sai da câmara é enviado a um leito vibrofluidizado externo. A umidade do produto na saída da câmara de secagem não é a final, o conteúdo de água é um pouco maior do requerido, sendo então submetido à secagem final no leito fluidizado externo. As características construtivas da câmara são semelhantes às de um estágio, mudando, no entanto, as condições de operação (umidade final do produto, temperaturas de ar e demais parâmetros).

O secador spray de 3 estágios apresenta uma câmara com desenho diferente à de 1 ou 2 estágios. Este tipo de secadores contam com um leito fluidizado estático interno na base da câmara e um leito vibrofluidizado externo. O produto é então submetido a três processos de secagem. No processo principal, na câmara spray, o produto é seco até 12-15 % de umidade. Depois é levado até 5-6 % no leito estático dentro da câmara, o qual é alimentado por um fluxo de ar quente independente da câmara que possibilita regular a temperatura do ar em contato com o produto quase seco, sendo muito apropriado para produtos termosensíveis. É também aqui que ocorre principalmente a aglomeração do produto que favorece la reidratação. Isso é desejável em produtos como leite em pó e café instantâneo.
No leito fluidizado externo, o produto é submetido a secagem até a umidade final desejada, geralmente com uma corrente de ar quente e outra de ar frio final que deixa o produto com uma temperatura apropriada para ser embalado, evitando a aglomeração na embalagem final.

Regimes Fechados

Em certos processos de secagem, é indesejável a presença de oxigênio pela formação de subprodutos ou pelo risco de explosão quando manuseados produtos muito inflamáveis. É por isso que a SEI Contreras Ingeniería conta com a tecnologia e know-how para poder projetar e construir sistemas de secagem spray que utilizem ar ou um fluído inerte de secagem (N2, CO2) em regime semi-fechado ou fechado. Assim, regula-se o conteúdo de oxigênio do ar de secagem, evitando-se ao mesmo tempo a exaustão, para a atmosfera, de compostos gasosos não desejados.

Aquecimento do Ar

O sistema de aquecimento do ar de secagem pode ser de duas formas: direto ou indireto.
No aquecimento direto, o ar exterior é misturado com os gases de combustão nas proporções adequadas para se atingir as vazões e temperaturas requeridas. Esta mistura é a que alimenta o secador spray e está em contato direto com o produto. Por esse motivo, para certos produtos alimentícios, geralmente é utilizada a alternativa do aquecimento indireto. Com este sistema, os gases de combustão não entram em contato direto com o ar de secagem, o qual é aquecido através de um trocador de calor que evita a mistura de ambos os produtos.

Processo de Instantaneização - Aglomeração

Uma das características mais procuradas dos produtos em pó é a sua capacidade de reconstituição em água (molhabilidade). Isso é possível escolhendo a câmara de secagem spray adequada e adicionado equipamentos externos à mesma.
El processo de instantaneização - aglomeração possibilita obter um produto de alta dispersibilidade. Isso é possível recirculando para a câmara spray uma porção do pó gerado. Ao entrar em contato este pó com as gotículas oriundas dos bicos atomizadores ou dos discos ranhurados ocorre uma aglomeração parcial das partículas promovendo a formação de uma estrutura porosa no grânulo ao se evaporar a água. Estes espaços facilitam a entrada do líquido de dissolução e o contato com uma área muito ampla de produto dentro da partícula aglomerada facilitando a hidratação. No leito fluidizado interno é completada esta aglomeração pelo contato íntimo entre partículas semi-secas.
Outra alternativa que pode ser incorporada ao processo de secagem spray para garantir a dispersibilidade adequada do produto é mediante a lecitinação do produto final em forma de fino spray superficial de solução de lecitina.

Equipamentos Adicionais