Secagem industrial

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Anápolis 2013 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS SECAGEM INDUSTRIAL Secadores Industriais Acadêmico: Henrique Saccomori Ramos

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Anápolis

2013

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS

SECAGEM INDUSTRIAL Secadores Industriais

Acadêmico: Henrique Saccomori Ramos

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Sumário

Secagem Industrial........................................ 01

Importância da Secagem............................... 01

Secador de Leito Fluidizado.......................... 03

Liofilizador.................................................... 06

Atomizador.................................................... 07

Preço Médio dos Secadores........................... 11

Conclusão....................................................... 12

Referências Bibliográficas............................. 12

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1. Secagem Industrial

A secagem está entre as operações mais utilizadas na indústria química, sendo que,

em alguns casos, é a última etapa do processamento do produto antes de sua

classificação e embalagem. Teoricamente pode-se definir que a secagem é destinada

a remoção de um líquido agregado a um sólido para uma fase gasosa através da

vaporização térmica. É um processo simultâneo de transferência de calor e massa

entre o produto e o ar da secagem.

Alguns fatores importantes a considerar na escolha do procedimento de secagem

industrial são:

- A temperatura a ser utilizada

- O tempo de secagem

- O teor de umidade final exigido

- Volume da produção

- Tipo de equipamento

- Manutenção dos constituintes

2. Importância da Secagem

Produtos Agrícolas

A importância da secagem em produtos agrícolas aumenta à medida que cresce a

produção, possuindo as seguintes vantagens:

- Antecipação da Colheita

- Minimização da perda do produto no campo

- Armazenagem por períodos mais longos

- O poder germinativo é mantido por longos períodos

- Impede o desenvolvimento de microorganismos e insetos

Produtos Farmacêuticos

- Precisão de dosagem e manuseio

- Transporte e Armazenagem

- Estabilidade química e farmacológica

- Padronização

- Melhor produto acabado

3. Tipos de Secadores

Abordaremos aqui três tipos de secadores e suas respectivas aplicações industriais.

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3.1 Secador de Leito Fluidizado

Os secadores de leito fluidizado do tipo vertical são unidades, cuja geometria facilita e

escoamento do fluxo de produtos e de gases, simplificando as instalações. Neste

secador, o ar de secagem atravessará uma placa perfurada, provocando uma turbulência

no produto que se encontra sobre ela. Quando o conjunto começa e continua flutuar

sobre a placa, o conjunto passa a ser denominado leito fluidizado.

Figura 1- Esquema de um Secador Fluidizado

Os secadores fluidizados operam com grandes vazões de produto e fluxos de gases,

sendo especialmente indicados para o processamento de carvões, escórias, minerais em

geral bem como dos mais diversos produtos manufaturados. Não é um secador

comumente utilizado na secagem de produtos agrícolas, já que possui baixa capacidade

de secagem e elevada potência exigida pelo ventilador.

3.1.1 Aplicações do Secador de Leito Fluidizado

Areia

Minerais

Misturas Químicas

Polímeros

Alimentos

3.1.2 Principais benefícios dos secadores de leito fluidizado :

- Alto rendimento - Tempo efetivo de funcionamento superior

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- Manutenção fácil, de baixo custo

- Fácil operação - Processo automatizado reduzindo operações manuais

- Integração total com outros equipamentos periféricos - Capacidade e performance superior

Figura 2 - Secador de Leito Fluidizado

Figura 3 - Drying Process

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Figura 4 - Secador de Leito Fluidizado

3.1.3 Especificações Técnicas

Empresa MaxiBor:

“Secador de leito fluidizado tem capacidade nominal de 90 t/h. Automático, promove a

secagem de escória de altos-fornos e atua com ponto de saturação de 24% e umidade de

0% na saída, usando GLP ou óleos, possuindo capacidade nominal de 90 t/h. Trabalha

com inversores de freqüência, CLP e sensores, aloja queimador de 1,5 a 12 GigaCal e

de 60 a 200 kW e possui altura total de 20 m e diâmetro maior que 2 m. Funciona

alimentado por uma rosca helicoidal e, por ser de leito fluidizado, opera de forma que o

material é desagregado pela passagem de ar quente, permitindo que permaneça em seu

interior por, no máximo, 10 s. O modelo Cefer admite a verificação e o controle de

temperatura do processo de secagem e pós-secagem, mensurando a produção em tempo

real. Trabalha com auto-ajuste de consumo e apresenta sistema de segurança, startup e

final de processo. Permite a integração com outros equipamentos periféricos.”

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3.2 – Liofilizador

A liofilização é uma técnica de secagem por sublimação da água, a pressão reduzida e

baixa temperatura, que é recomendada para produtos sensíveis às técnicas habituais de

secagem.

É um importante processo industrial para secagem de alimentos, partes de materiais

cirúrgicos, farmacêuticos e outros, os quais têm estrutura interna ou composição

química sujeitas à degradação térmica.

3.2.1 – Características de um Liofilizador

O processo de secagem ocorre através de sublimação da amostra congelada, sem ocorrer

a perda das propriedades da amostra secada. Para isto faz-se necessário que a zona da

temperatura de sublimação seja abaixo do ponto triplo. A maioria dos liofilizadores

trabalham com dez graus Celsius negativos ou a uma pressão absoluta de

aproximadamente 2mmHg.

3.2.2 Funcionamento

- Congelamento.

- Secagem Primária – A água congelada é removida por sublimação, formam-se

poros no interior do produto que está sendo secado.

- Secagem Secundária – Ocorre a remoção da umidade sublimada.

3.2.3 – Vantagens de um Liofilizador

- A exclusão do risco de degradação térmica constitui, certamente, a sua maior

vantagem tecnológica.

- A forma porosa do produto obtido confere facilidade de dissolução.

Figura 5 - Liofilizador Industrial

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Figura 6 - Liofilizador a vácuo

Figura 7 – Liofilização

3.3 – Secador Atomizador ( Spray Dryer)

O “spray dryer” (secador por aspersão) é um equipamento que admite a alimentação

somente em estado fluido (solução, suspensão ou pasta) e a converte em uma forma

particulada seca pela aspersão do fluido em um agente de secagem aquecido

(usualmente o ar).

Há quatro etapas principais no processo de secagem por aspersão:

Atomização da alimentação;

Evaporação da umidade livre;

Evaporação da umidade ligada;

Recuperação do produto (limpeza do agente de secagem).

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3.3.1 Aplicações do Spray-drying

Produção de adjuvantes

Microencapsulação

Granulação

Modificação de propriedades biofarmacêuticas

Pó para aerossol

Materiais sensíveis ao calor

Proteínas alimentares

Enzimas e proteínas com grau farmacêutico

Preparação de extratos secos vegetais a partir de extrato aquoso

3.3.2 Funcionamento

- O produto a ser seco parte do tanque de alimentação, passa pelo filtro é

transportado por uma bomba dosadora e direcionado através do conjunto de

alimentação até o distribuidor do disco atomizador.

- Por outra parte o ar de secagem é aquecido pelo queimador mediante o forno

direto, onde através do conduto e distribuído pelo dispersor e entra em contato

com a nuvem de produto produzida pelo disco atomizador.

- A secagem se realiza dentro da câmara, saindo pelos condutos interconectores e

chegando ao ciclone de recuperação de pó.

- Todos os gases são aspirados pelo ventilador e jogados na atmosfera mediante a

chaminé.

- O pó eventualmente depositado nas paredes da câmara é desprendido pelos

vibradores.

- Através da válvula rotativa o produto acabado é recolhido, e mediante a saída de

produto pode ser ensacado ou estocado segundo seu destino final.

- Os gases do sistema e pequenas partículas coloidais arrastadas por estes gases,

passam por um venturi que os comprime para hidratá-las e incorporá-las a água

de lavagem que está circulando mediante uma bomba centrifuga especifica no

lavador.

- O equipamento é provido de um suporte e uma talha para a correta manutenção e

limpeza do atomizador.

3.3.3 Vantagens do Secador Atomizador

- Versatilidade (obtenção de pós, grânulos ou aglomerados)

- Obtenção de produto com granulometria definida e homogênea

- Operação contínua

- Adaptável a automação

- Materiais sensíveis ao calor

- Elevado rendimento por tempo de produção.

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- Economia de operação

- Consiste numa técnica de baixo custo, quando comparada à liofilização, e pouco

destrutiva quando comparada a outras técnicas que empregam calor

Figura 8 - Processo de Secagem Spray Dryer

Figura 9 - Secador Atomizador

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Figura 10 - Conceitos de Secagem por Nebulização

Figura 11 - Secador Atomizador de Laboratório

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Figura 12 - Spray Dryer

4. Preços médios dos Secadores

Tipo de Secador Média de Preço

Secador de Leito Fluidizado R$ 950.000,00

Liofilizador Laboratorial R$ 38.000,00

Liofilizador Industrial R$ 230.000,00

Secador Atomizador R$ 500.000,00 Tabela 1 - Fontes: MercadoLivre/ Alibaba / Cartão BNDES /

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5. Conclusão

Os secadores possuem papel fundamental no processamento industrial, visto que podem

atuar de diversas maneiras com o intuito de obter o melhor produto possível.

Equipamentos são remodelados e aperfeiçoados constantemente, tanto em ensaios

laboratoriais quanto em escala industrial. É perfeitamente plausível a consideração de

que este seja um dos equipamentos mais importantes em uma indústria de

processamento, já que a matéria-prima raramente chega em uma indústria em perfeitas

condições de utilização.

6. Referências Bibliográficas

- Marshall, W.R, Jr., ``Atomizations and Srpay Dryind``, Chem. Eng. Progr.

Monograph Series No. 50, 2 (1954).

- Foust, Wenzel, Clump, Maus, Andersen., `` Princípios das Operações Unitárias .

Segunda Edição. 1960

Paginas visitadas em 08/04/13

- http://www.bts.ind.br/secadoresdeleito.htm

- www.demec.ufmg.br/disciplinas/eng032/aula_09.pdf

- www.agr.feis.unesp.br/defers/docentes/.../cap5.pdf

- http://www.quiminet.com/articulos/lo-que-necesita-saber-del-secado-spray-

2708537.htm

- http://www.sprayprocess.com.br/processo-de-secagem-por-atomizacao.asp