Aplicación de ocho equipos de secado en la industria química y farmacéutica

Los equipos de secado se utilizan ampliamente en la industria, y su empleo resulta indispensable en numerosos sectores. Asimismo, estos equipos desempeñan un papel fundamental en la industria farmacéutica. En el presente artículo, el autor presenta ocho tipos de equipos de secado empleados en los ámbitos químico y farmacéutico, y se analiza su aplicación en dichas industrias.

(1) Secador de banda

El secador de banda está compuesto por varias unidades independientes. Cada segmento de la unidad incluye, de forma separada o integrada, un ventilador de recirculación, un dispositivo de calefacción, un sistema de admisión de aire fresco y un sistema de evacuación de gases. Los parámetros de operación —cantidad del medio de secado, temperatura, humedad y circulación de los gases de escape— pueden controlarse de manera independiente, lo que garantiza la fiabilidad y las condiciones óptimas de funcionamiento del equipo. El secador presenta una operación flexible: se alimenta en estado húmedo y se obtiene un producto completamente seco dentro de una cámara herméticamente sellada. Las condiciones de trabajo son favorables y se evita la fuga de polvo. Es especialmente adecuado para el secado de materiales en hojuelas, tiras o granulares que presentan buena permeabilidad al aire, siendo idóneo para verduras deshidratadas, plantas medicinales chinas y otros productos con alto contenido de agua y cuya temperatura no debe elevarse.

(2)Secador de raspador de rodillos

El raspador de rodillo es un equipo de funcionamiento continuo destinado a secar materiales líquidos o materiales en forma de banda adheridos a la pared exterior del cilindro mediante un cilindro rotatorio. El material a secar se vierte en el depósito receptor del secador de tambor a través de una canaleta superior. El cilindro secador gira a la velocidad prescrita impulsado por el sistema de transmisión. El material se conforma mediante un dispositivo de formación de membrana, y se genera una película sobre la superficie de la pared del rodillo. El tubo se alimenta de manera continua con el medio calefactor, y la estructura se calienta por la pared del tubo, lo que provoca la evaporación de la parte húmeda de la película; posteriormente, el material es raspado por el raspador y transportado en espiral hasta el depósito para su embalaje. La fracción húmeda eliminada por evaporación puede ser conducida al equipo de tratamiento correspondiente mediante una cubierta cerrada; generalmente se trata de vapor de agua, que puede liberarse directamente a la atmósfera a través del conducto de escape situado en la parte superior de la cubierta. Esta máquina se utiliza principalmente para el tratamiento de materiales líquidos, los cuales pueden ser calentados y secados mediante vapor, agua caliente o aceite caliente, y también pueden ser enfriados con agua de refrigeración. De acuerdo con las distintas propiedades del material y los requisitos del proceso, se adoptan métodos de inmersión, aspersión, molienda y alimentación auxiliar.

(3) Secador de paletas huecas (secador de paletas)

El secador de paletas huecas también se denomina secador de hojas y está compuesto principalmente por una carcasa en forma de W con camisa, dos paletas propulsoras huecas y un dispositivo de transmisión. El eje está revestido con paletas huecas, y sus extremos están equipados con juntas rotatorias que admiten el medio térmico. El calor necesario para la desecación se transfiere al material a través de la pared interna y de la pared de las paletas huecas del surco en forma de W con camisa. Durante el proceso de secado, el eje hueco con paletas huecas calienta el material mientras lo agita, lo que permite renovar la superficie de calefacción. Se trata de un secador de conducción continua. El medio de calefacción puede ser vapor, agua caliente o aceite de transferencia de calor. El medio de calefacción se introduce en la carcasa y en los dos ejes con paletas huecas, y el material se calienta y seca mediante calefacción por conducción. La estructura de las paletas huecas varía según el tipo de material. Esta máquina es adecuada para procesar todo tipo de materiales pastosos, granulares y pulverulentos que presentan buena estabilidad térmica. En condiciones especiales, también puede secar materiales sensibles al calor y recuperar disolventes durante el proceso de secado. Se emplea para el secado o enfriamiento de materiales como negro de humo, carbonato de calcio ligero, dióxido de titanio, carbonato de bario, ácido úrico nitrílico, yeso, arcilla, dióxido de manganeso, virutas de nailon y poliéster, así como polietileno y polipropileno (con recuperación de disolvente).

(4)Secador de rastrillo al vacío

Cuando el material está en contacto con la pared de la cámara, la superficie se renueva constantemente y el material seco se calienta de manera indirecta mediante vapor (o agua caliente y aceite de conducción de calor); al mismo tiempo, la humedad del material se evapora y los vapores generados se evacuan oportunamente mediante la bomba de vacío. El material a secar se calienta indirectamente por medio del fluido caloportador, lo que provoca la evaporación de la humedad contenida; dichos vapores son extraídos a tiempo por la bomba de vacío.

En el rango de 400 a 700 mmHg, la presión del vapor de agua en la superficie del material secado es mucho mayor que la del espacio de evaporación dentro de la cámara del secador. Por lo tanto, ello favorece la eliminación de la humedad interna y superficial del material, facilitando el desplazamiento de las moléculas de agua y contribuyendo al proceso de secado. El secador de rastrillo bajo vacío resulta adecuado para materiales sensibles al calor, materiales que se oxidan fácilmente a altas temperaturas o que tienden a formar aglomerados durante el secado, así como para aquellos materiales cuya recuperación se realiza mediante vapor durante el proceso de secado. Entre los materiales típicos que se pueden secar figuran el acrilonsulfonato de sodio, la CMC, el azul de ftalocianina, intermediarios colorantes, el almidón carboximetilado, la maltodextrina, el ácido antraquinona sulfónico, entre otros.

(5)Secador rotatorio de vacío cónico doble

El secador rotatorio de vacío de doble cono presenta una forma ligeramente ahusada, está cubierto en ambos extremos y cuenta con dos ejes en el centro que sostienen la estructura. La cámara dispone de un revestimiento exterior para la calefacción y puede girar durante el proceso de secado, lo que permite que el material y la pared del equipo se renueven y mantengan un contacto constante; por ello, en los hornos de vacío el calentamiento depende principalmente del tubo calefactor, lo que resulta en una eficiencia térmica relativamente baja. El secador rotatorio de vacío se ha empleado ampliamente en la industria química fina y en el sector farmacéutico. No es adecuado para materiales de alta viscosidad o con fuerte adherencia durante el proceso de rotación. Este equipo se utiliza principalmente para la concentración, mezcla y secado de materiales en polvo, granulares y fibrosos en las industrias farmacéutica, química y alimentaria, así como para el secado de productos (por ejemplo, bioproductos). Resulta especialmente idóneo para el secado de materiales oxidables, volátiles, termosensibles y tóxicos, así como de aquellos que no deben alterar su estructura cristalina.

(6) Secador por aspersión

La secado por atomización es la tecnología más utilizada en la industria de la formación y el secado de líquidos. Resulta especialmente adecuada para obtener productos sólidos en forma de polvo o granular a partir de materias primas líquidas como soluciones, emulsiones, suspensiones y pastas. Por ello, el secado por atomización constituye un proceso idóneo cuando la distribución del tamaño de partículas, el contenido residual de agua, la densidad aparente y la morfología de las partículas deben ajustarse a especificaciones precisas.

(7)Horno de vacío

Tras la evaporación, la temperatura de evaporación de los compuestos volátiles presentes en el material puede reducirse, lo que resulta adecuado para el secado de todo tipo de materiales sensibles al calor y fácilmente oxidables. Este equipo suele emplearse como cámara o como otra estructura de contención para operar bajo vacío, y se utiliza calor —mediante una placa calefactora o un tubo calefactor—, así como agua caliente o aceite térmico, como medios de calentamiento. Es idóneo para la producción por lotes de pequeña escala.

El horno es un equipo de secado de uso general. Se aplica ampliamente en las industrias farmacéutica, química y alimentaria. Se utiliza para el calentamiento, el curado, el secado y la deshidratación de materiales y productos en la industria ligera, la industria pesada y otros sectores. Entre ellos se encuentran materias primas, medicamentos en bruto, plantas medicinales chinas, extractos, polvos, gránulos, pastillas diuréticas, frascos de envasado, pigmentos y colorantes, vegetales deshidratados, frutas secas, embutidos, resinas plásticas, componentes eléctricos, barnices de horneado, entre otros.

(8)Secador rotativo de flash

El material seco se introduce en la cámara de secado a través del dispositivo de alimentación en espiral y es triturado por la paleta agitadora situada en la parte inferior del secador. Tras la trituración, el material queda completamente expuesto al aire caliente y asciende, siendo secado gracias a la acción combinada de la paleta mezcladora y del distribuidor de aire. El material que alcanza el tamaño de partícula deseado según el clasificador y la humedad adecuada desciende hasta quedar totalmente seco. Hasta aquí.

Características del producto: rapidez de secado. El secado se completa en 1 a 10 segundos, y el tiempo de residencia del material es ajustable, pudiendo variar entre 1 y 500 segundos; ideal para el secado de materiales sensibles al calor. Disponible con diversos dispositivos de alimentación, que garantizan una alimentación continua y estable, sin formación de puentes; alta velocidad del aire en la cámara de secado, corto tiempo de permanencia, lo que previene eficazmente la adhesión del material y la degradación de los productos termosensibles. La cámara de secado está equipada con un anillo clasificador y un elemento de turbulencia, lo que permite controlar la finura del producto y el contenido de humedad, logrando una elevada eficiencia de secado.