El proceso de secado por pulverización

El proceso de secado por pulverización es más antiguo de lo que suele pensarse. Las primeras descripciones datan de 1860 y el primer diseño patentado se registró en 1872. El concepto básico del secado por pulverización consiste en la producción de polvos de alta dispersión a partir de un fluido mediante la evaporación del disolvente, lo que se consigue mezclando un gas calentado con un líquido atomizado (pulverizado) en gotas de elevada relación superficie/masa, idealmente de igual tamaño, dentro de un tanque (cámara de secado), que motiva que el disolvente se evapore uniforme y rápidamente a través del contacto directo.

Diseño y control

Los retos a los que se enfrentan tanto diseñadores como usuarios son incrementar la producción, mejorar la calidad del polvo y reducir los costes, para lo que se requiere conocer el proceso e implantar un sistema de control fiable.

El secado por pulverización consiste en las siguientes fases:

• Preparación de la entrada: debe ser una solución, suspensión o pasta homogénea, libre de impurezas y que pueda bombearse.
• Atomización (transformar la entrada en gotitas): la fase más crítica del proceso. El grado de atomización controla la velocidad de secado y, por lo tanto, el tamaño de la secadora. Las técnicas de atomización empleadas con mayor frecuencia son:

1. Atomización por boquilla a presión: la pulverización se crea al obligar al fluido a atravesar un orificio. Se trata de un método eficiente en cuanto al consumo de energía que, además, ofrece la menor distribución del tamaño de las partículas.

2. Atomización por boquilla de doble fluido: la pulverización se crea al mezclar la entrada con gas comprimido. Se trata del método menos eficiente en cuanto al consumo de energía, si bien resulta útil para obtener partículas extraordinariamente pequeñas.

3. Atomización centrífuga: la pulverización se crea al obligar a la entrada a atravesar un disco giratorio. Es el método más resistente al desgaste y normalmente puede utilizarse durante plazos más largos.

• Secado: una fase de velocidad constante, que garantiza que la humedad se evapora rápidamente de la superficie de la partícula, seguida de un plazo de caída durante el cual el secado se controla mediante la difusión de agua sobre la superficie de la partícula.
• Separación del polvo y del gas húmedo: se realiza de forma económica (por ejemplo, reciclando el medio de secado) y sin contaminantes. Normalmente, las pequeñas partículas se eliminan con clasificadores, filtros de bolsa, precipitadores o depuradores.
• Enfriamiento y empaquetado.

El sistema de control debe, por tanto, aportar flexibilidad en la forma de conseguir el control preciso y repetido del entorno de secado por pulverización e incluir las funciones siguientes:

• Preciso control de lazo con programación de perfiles de puntos de consigna.
• Sistema de gestión de recetas para facilitar la configuración.
• Control secuencial para estrategias de control complejas.
• Recogida segura de datos on-line del sistema para analizarlos.
• Pantalla local de operario con gráficos nítidos y acceso controlado a parámetros