Casos especiales

Un sistema de circuito cerrado ofrece el secado en un atmosfera de gas inerte (Usualmente nitrógeno) para evitar el contacto de los volátiles orgánicos con el oxígeno.

La economía del secado

El diferencial entre las temperaturas de entrada y salida del gas de secado es la fuerza directriz para la evaporación en todos los secadores de suspensión de gas. Para una cantidad dada de evaporación, por lo tanto a mayor diferencial en estas temperaturas, menor el flujo de gas requerido y menor el tamaño del sistema. Como resultado, es imposible relacionar un tamaño de secador a una capacidad de evaporación sin hacerlo bajo una variedad de condiciones de temperatura. Sin embargo, es cierto que todos los secadores térmicos están dimensionados conforme a su capacidad de evaporación con menor énfasis en los sólidos totales.

Costos de inversión

De todos los sistemas vistos, los sistemas híbridos requieren la mayor cantidad de equipamiento y por lo tanto, son en los que se incurre en mayor nivel de inversión. Los menos costosos son los secadores flash convencionales, tanto en equipamiento como en instalación. No obstante, los secadores flash, son un tanto limitados en cuanto a las características de la alimentación y de los productos que ellos pueden manejar. Los secadores por aspersión y los lechos fluidos caen en la mitad del rango.

El tipo de atomización, la fuente de calor preferida, la configuración de la cámara de secado y el equipo para el control de emisiones son los factores principales que determinan el costo del sistema. Para demostrar la sensibilidad aparentemente a los pequeños cambios en la especificación de proceso, uno puede utilizar un secador por aspersión como ejemplo (Tabla).

Para un producto promedio, esto podría necesitar un secador por aspersión con una cámara de secado de siete metros de diámetro y un calentador directo de combustión de gas con 3,000,000 kcal/h de capacidad. Los costos de inversión para el atomizador, dispersor de aire, cámara de secado, filtro de bolsas, ductos, ventiladores, instrumentos y control, tendrán un costo alrededor de $750,000 USD.

No obstante, si la suspensión alimentada es pre concentrada a 65% de sólidos totales, entonces la capacidad de evaporación y el tamaño del secador es tan solo del 54% del sistema original. El costo es aproximadamente el 70%. Esto, por supuesto, asumiendo que la alimentación aun puede ser atomizada al 65% de sólidos.

Por otro lado, si la temperatura de entrada se puede elevar a 450°C, el sistema necesitara ser tan solo del 65% del tamaño original, costando aproximadamente el 80% de los originales $750,000 USD. Si fuera posible incrementar ambos, el diferencial de temperaturas y el contenido de sólidos, el sistema será tan solo del 36% del tamaño original y el costo a lo mucho el 55%.

Costos de operación

La eficiencia del uso del combustible en los secadores de suspensión de gas es mejor conceptuado como la relación entre el calor de entrada y el calor usado. Esto se calcula de la diferencial de temperaturas a través del secador dividido entre la diferencia de temperaturas entre la temperatura de entrada y la temperatura ambiental. Entre más alta sea la temperatura de entrada y menor la de salida, más eficiente será el proceso, y menor será el consumo de energía por kilogramo de evaporación. Como una regla, el requerimiento energético esta en el rango de 670 kcal/kg de evaporación hasta un tope de 1,400 k cal/kg.

El consumo de energía eléctrica es un componente relativamente menor sobre los demás costos de operación, excepto, posiblemente en lechos fluidos de gran tamaño, manejando productos densos, y por lo tanto teniendo grandes caídas de presión. En promedio el uso de energía en sistemas de mediano tamaño es de 0.04 kW/kg de evaporación.

Aparte de la depreciación del costo de instalación de inicial, el costo laboral de operación es el único costo mayor. Generalmente, el equipo requiere una persona para operar cualquiera de los sistemas descritos, sin importar el tamaño. El operador del secador, frecuentemente puede ser responsable de sistemas adyacentes adicionales.

Sistemas grandes que emplean múltiples boquillas, como los secadores por atomización como los de tipo boquilla, pueden requerir atención adicional, dependiendo de la tendencia de la alimentación a taponar los inyectores o el grado al que se requiera del análisis de tamaño de partícula para asegurar el producto esperado. Los sistemas de control actuales basados en computadoras personales y controladores lógicos programables proveen al operador de toda la información necesaria. El registro y análisis de tendencias de datos también han reducido grandemente la necesidad de supervisores de proceso o de técnicos especializados en secado que monitoreen a los sistemas tan de cerca como en el pasado.

Como con cualquier nuevo proceso, uno siempre debe obtener ayuda de gente experimentada en el campo, ya sea de un grupo de servicio técnico interno, de consultores externos o de fabricantes de equipo. También es importante que un laboratorio con equipamiento piloto esté disponible para generar los datos empíricos necesarios. Basado en esos datos, uno puede siempre modificar un sistema para resolver los requerimientos en cuanto a cambios en el proceso. No obstante, si se elije un sistema equivocado desde el principio, de este nunca podrá esperarse que opera satisfactoriamente.