Es un requerimiento frecuente que el proceso de secado no altere la composición química o propiedades físicas tales como el área superficial y la estructura del cristal. La estabilidad térmica es especialmente importante debido a que todos los secadores de suspensión de gas usan calor para evaporar el líquido. Materiales termoplásticos pueden causar problemas muy particulares debido a que frecuentemente se vuelven pegajosos a la misma temperatura a la cual se secan.

Las alimentaciones son usualmente caracterizadas en términos de viscosidad, pero también por tamaño de partícula, contenido de humedad y composición química. Los productos finales son especificados en términos de tamaño de partícula, densidad a granel, contenido de humedad, fluidez y cuan polvosos son.

Como tal, los simples balances de masa y energía junto con datos del manual y el cálculo de la trayectoria de la partícula no son nunca suficientes para seleccionar un sistema, a menos que ya haya diseñado uno. Debido a esto, todos los sistemas de proceso de secado son un tanto cuanto empíricos. Debe haber experimentos comerciales existentes, datos previos a nivel planta piloto, o resultados provenientes de pruebas de proceso. Si un producto nueve requiere de pruebas, usualmente una prueba en instalación escala laboratorio se realiza para caracterizar la alimentación.

Alguien con experiencia en secado en suspensión de gas puede usualmente predecir donde la alimentación se secará mejor, ya sea en un secador por aspersión, o manejada por un lecho fluido o un secador flash. Esto depende si la alimentación puede ser atomizada en pequeñas gotas. Si el material aparenta ser adecuado para un secado por aspersión, pero si las especificaciones del producto tamaño de partícula o densidad a granel fuera de la capacidad usual del secado por aspersión, entonces uno de los sistemas híbridos sería un candidato probable.

Si no, uno necesita fluidizar el material en un lecho fluido a escala laboratorio y establecer la curva de secado. Una curva de secado usualmente provee de información suficiente para escoger entre un lecho fluido o un flash.

Una vez que se ha seleccionado una solución potencial para el problema de secado, se recomiendan pruebas a nivel piloto. En ocasiones estas pueden ser llevadas a cabo en unidades tamaño laboratorio o requerir un sistema de tamaño semi industrial. Aunque la meta inicial de tal prueba sea determinar un conjunto de parámetros de proceso que produzcan el producto aceptablemente, uno puede ganar mucho más de este esfuerzo.

Durante la optimización de tales pruebas uno puede preguntarse. Por ejemplo: ¿A qué temperatura de entrada el producto comienza a degradarse? Solo cuando esta pregunta se responde uno puede llegar al diseño más eficiente. Otra pregunta importante es: ¿Cuál es el mayor tamaño de partícula que puede producirse por medio de un atomizador centrífugo sin la formación de un anillo de lodo? Una vez más al determinar esto, uno tiene que determinar los límites hasta que un anillo de lodo se forme.

Usuarios y diseñadores de sistemas de secado han dependido grandemente de pruebas piloto para establecer los parámetros de proceso que requieren al diseñar u operar eficientemente un proceso. No obstante, existe una nueva herramienta disponible que permite al experimentado ingeniero de proceso hacer el mayor uso de sus datos de la planta piloto. La herramienta es un programa computacional de dinámica de flujo que puede simular la dirección de flujo, velocidad y temperatura de la corriente de gas a través del equipo de secado.

El programa puede también predecir el patrón de partículas y gotas dentro del sistema. Aun con esta capacidad, no reemplaza a lo útil de las pruebas a nivel piloto, pero ayuda a reducir la cantidad de pruebas necesarias de hacer en el proceso de escalamiento de piloto a escala comercial.


Referencias

  1. Broadhead, J. and others, Spray Drying of Pharmaceuticals, Drug Development and Industrial Pharmacy, 18 (11 & 12), pp. 1,169 - 1,206, 1992.
  2. Houck, D. L., Spray Drying in the Metals Industries, Metal Powder Report, 40 (12), 1085.
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  7. Helsing, H., Manufacture of Dustfree Chemical and Ceramic Powders by Spray Drying, presented at Danish Technical Days, China, 1987.
  8. Ebadat, V., Keep Dust-Cloud Explosions at Bay, Chemical Engineering, pp. 123 - 126, Dec. 1993.
  9. Shaw, F. V., Spray Drying: A Traditional Process for Advanced Applications, Ceramic Bulletin, 69 (9), 1990.

Del autor

Fred V. Shaw es el gerente nacional de ventas para la división química de GEA Process Engineering (9165 Rumsey Road, Columbia, MD 21405 USA; tel. (410) 997-8700). El ha estado con la compañía por más de 13 años. Sus responsabilidades anteriores incluyen: ingeniero ambiental y de procesos para Badger Engineers (Cambridge, Mass.) e ingeniero de servicio técnico de procesos u proyectos para Davison Div. of W. R. Grace & Co. ( Baltimore, Md.). Un miembro de las sociedad americana de cerámicas, él recibió su licenciatura en Ingeniería Química de la universidad de Detroit en 1970, y su Maestría en Administración de Negocios del colegio Loyola de Maryland en 1980.

 

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