El documento describe tres tipos de secadores: 1) secado por atomización, que se usa para secar leche, colorantes y otros productos; 2) torre de secado y enfriamiento por pulverización, que usa boquillas de dos fluidos para pulverizar líquidos y secados o enfriados con corrientes de aire; y 3) secado por atomización en vapor de agua sobrecalentada, que usa vapor de agua a alta temperatura para secar productos sin riesgo de inflamación.

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Facultad de Ingeniería Industrial y de Sistemas 2005 - I
TIPOS DE SECADORES
1. SECADO POR ATOMIZACIÓN
El equipo es del tipo Niro Atomizer, y se presta para secar suspensiones o soluciones.
En él se puede realizar:
 Secado de leche
 Secado de colorantes
 Secado de productos químicos: azufre, carmín
 Secado de extractos
 Secado de café
 Secado de detergentes
Esta unidad de banco está diseñada para la evaluación rápida de procesos en los que
intervienen emulsiones, soluciones, suspensiones y coloides acuosos.
Descripción
El hecho de que el conjunto de atomización esté diseñado y fabricado enteramente
de vidrio minimiza la posibilidad de contaminación y produce un polvo de flujo libre
prácticamente esférico. En el proceso de secado por atomización el producto se
introduce en forma líquida y emerge como polvo fino y seco. El choque térmico es
mínimo.
El proceso puede utilizarse para el recubrimiento de polvo (aglomeración) en el que
el producto fino se adhiere en pequeñas bolas con la ayuda de un agente filmógeno.
Entre otros procesos en los que el secado por atomización es útil se encuentra la
microencapsulación y la englobulación.
El secador por atomización puede utilizarse para las siguientes aplicaciones en el
sector alimentario:

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 Bebidas.
 Extractos de pescado.
 Materiales sensibles al calor.
 Productos de leche y huevos.
 Cereales.
 Extractos de plantas y vegetales.
En la operación con corrientes paralelas descendentes, un chorro fino del líquido a
deshidratar se pone en contacto con una corriente de aire caliente. De esta forma se
evapora la humedad de la pulverización y se lleva las partículas sólidas al separador
ciclónico. Los sólidos se recogen en una cubeta de muestra situada en la base del ciclón,
y el vapor se envía fuera a la atmósfera, o a un extractor de humo/polvo.
Especificación para pedidos:
Secador por atomización montado en banco para el procesado de emulsiones,
soluciones, suspensiones y coloides acuosos. En la operación con corrientes paralelas
descendentes, un chorro fino de líquido se pone en contacto con una corriente de aire
caliente. Incorpora un dispositivo integrado de desatascado del chorro.
 Velocidad de evaporación del agua con temperatura de entrada de 250°C:
1.500ml/hora
 Temperatura de la entrada de aire: Desde 40°C hasta más de 250°C
 Capacidad del calentador: 3Kw
 Corriente de aire de secado: variable desde 0,8 hasta 1,6m / seg.
Características técnicas:
La unidad se suministra completa, lista para la operación.
Materiales de construcción:
Armario: todo acero, con recubrimiento duro resistente a productos químicos.
Componentes del secador: vidrio, con bridas de vidrio rectificado sin juntas
El panel de control incluye:
 Controlador digital e indicador de la temperatura de entrada
 Indicador digital de la temperatura de salida
 Indicador digital del caudal de la bomba con escala de 0-50, que, cuando se usa
con la tabla de calibración proporcionada, indica ml / min. o m / seg.
 La presión del aire comprimido que llega al atomizador está indicada en bar,
dependiendo de la pantalla seleccionada
 Interruptores de encendido/apagado para el soplador, el calentador, la bomba, el
compresor y el suministro eléctrico

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 Un controlador tipo botón regula el flujo de aire secante, y unos mandos
giratorios aumentan o reducen la presión de aire comprimido, la velocidad de la
bomba o la frecuencia de desatascado del chorro, según sea necesario
 Unos pilotos situados en el panel indican las operaciones relevantes a demostrar.
Corriente de aire de secado: variable desde 0,8 hasta 1,6m / seg.
Aire comprimido: caudal de aire máximo 1,4m3/hora a 1 bar, reducido a 0,25m3/hora a 4
bar
Velocidad de evaporación del agua con temperatura de entrada de 250°C: aprox.
1.500ml/hora
Rango de temperaturas de aire de entrada: Desde 40°C hasta más de 250°C
Capacidad del calentador: 3kW
2. TORRE DE SECADO Y ENFRIAMIENTO POR PULVERIZACIÓN
Características
 Disponible como torre de secado por pulverización (FT80) o torre de
enfriamiento por pulverización (FT81)
 Están disponibles juegos de accesorios para cambiar rápidamente entre secado y
enfriamiento por pulverización
 Cámara de torre con relación lado recto/diámetro de 3:1, sección de descarga
cónica
 Avanzado sistema de pulverización con boquilla de dos fluidos
 Suministrado con configuraciones de boquilla opcionales para la atomización en
contracorriente y en corrientes paralelas
 Ventiladores individuales de entrada y salida con control de velocidad variable
 Bolsa de filtrado opcional
 La consola de control IP65 incluye controles flexibles e instrumentación
completa
 Fácilmente desmontable para inspección y limpieza
 Diseño compacto y móvil
 Función de registro de datos para todos los parámetros operativos clave
 Descarga de polvo desde dos puntos, la cámara y el ciclón
 Bajo nivel de ruido
 Control y medición de humedad relativa

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Ventajas
 No hay obstrucciones, no hay necesidad de dispositivos para desatascar
 Flujo en corrientes paralelas para el secado de productos sensibles al calor
 El flujo en contracorriente maximiza el tiempo de permanencia en la cámara
para productos no sensibles al calor
 Tiempos de permanencia en el cilindro de secado variables hasta 9 segundos
 Conexiones sencillas a servicios de electricidad y aire comprimido
 El registro de datos en una computadora facilita la evaluación y la comparación
La Torre de secado por pulverización FT80 y la Torre de enfriamiento por
pulverización FT81 de Armfield han sido diseñadas específicamente para permitir el
procesado de pequeñas cantidades de producto. A pesar de la pequeña escala de los
equipos, los polvos producidos son comparables a los producidos por secadores de
producción a gran escala. Ambos sistemas ofrecen una flexibilidad sin igual, con
ventiladores independientes de entrada y salida controlados individualmente, junto con
la posibilidad de variar la posición de las boquillas y seleccionar configuraciones de
flujo de corrientes paralelas o contracorriente. Esta flexibilidad es potenciada por una
gama inigualada de opciones, diseñadas especialmente para el uso en laboratorios e
investigaciones.
Con los accesorios apropiados es posible cambiar entre secado por pulverización y
enfriamiento por pulverización en cuestión de minutos, posibilitando de esta forma una
capacidad experimental exclusiva aún más amplia.
Descripción del proceso:
Configuración de secado por atomización con corrientes paralelas
El líquido a secar es bombeado hasta la parte superior de la cámara de secado por
una bomba de cavidad progresiva de velocidad variable que proporciona un flujo muy
homogéneo y un caudal constante. Es atomizado por una boquilla de dos fluidos, y entra
en la cámara de secado como dispersión de finas gotitas. Se introduce una corriente de
aire caliente en la cámara y sobre las gotitas, causando una evaporación súbita de la
humedad superficial. La humedad absorbida de las partículas es evaporada en el tiempo

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que éstas tardan en caer al punto de descarga en la base del cono (el tiempo de
permanencia). En esta configuración, la temperatura de la partícula nunca superará la
temperatura de bulbo húmedo del aire de salida.
Un ventilador centrífugo de velocidad variable proporciona control sobre el flujo de
aire de entrada, y se obtiene una temperatura de entrada constante usando un
controlador de tres términos en combinación con un calentador eléctrico. Otro
ventilador de velocidad variable aspira aire de la cámara a través de un separador
ciclónico. Este sistema de ventiladores ‘Push-Pull’ proporciona flexibilidad para operar
la cámara con presiones variables y tiempos de permanencia también variables.
Se proporcionan dos puntos de recogida de polvo, uno en la base de la cámara
principal, y uno en el separador ciclónico. Esto permite recoger simultáneamente y por
separado partículas de diferentes tamaños. La humedad relativa del aire de salida puede
ser medida y controlada a fin de que el sistema funcione al nivel requerido de HR.
La boquilla es una boquilla atomizadora de dos fluidos, de mezclado exterior. El
aire comprimido es dirigido al flujo de líquido al salir éste del cuerpo de la boquilla,
atomizándose el líquido inmediatamente. Con este tipo de boquilla, el orificio es más
grande que el de una boquilla de un solo fluido, y por tanto es posible atomizar
productos más viscosos e incluso productos que contienen sólidos en suspensión.
Configuración de secado por atomización en contracorriente
El secador por pulverización FT80 se suministra de serie con dos boquillas y
mangueras para boquillas, una para corrientes paralelas y una para contracorriente. En la
configuración de contracorriente, la boquilla está colocada en la base de la cámara y
pulveriza hacia arriba al flujo de aire caliente. Torre de secado por pulverización FT80
Accesorio de enfriado por lecho fluidizado - FT80-60
Está disponible un accesorio opcional que proporciona el enfriamiento final en lecho
fluidizado del polvo secado por pulverización. Esta característica es especialmente útil
para el secado de polvos que contienen grasas, puesto que el lecho fluidizado ayuda a
cristalizar el contenido graso. Las aplicaciones típicas incluyen preparados para
lactantes y leche entera en polvo.
Configuración de enfriador por pulverización
Para el enfriamiento por pulverización, el flujo de aire desde el ventilador de entrada
hasta la cámara de pulverización es enfriado en lugar de ser calentado. El aire es
enfriado usando agua enfriada y un intercambiador de calor de acero inoxidable. El
enfriador por pulverización FT81 se suministra completo con su propia unidad de
refrigeración. La configuración en contracorriente se utiliza normalmente para el
enfriamiento por pulverización.
Accesorio de bolsa filtrante - FT80-70, FT81-70
El accesorio de Bolsa filtrante se instala en la salida de aire, y filtra prácticamente
todo el polvo de producto que permanece en el flujo de aire. El aire limpio resultante
puede ser descargado entonces directamente a la zona de trabajo, sin requerir más
tratamiento, ni conductos o extractores. (Este filtro no está diseñado para extraer
materiales tóxicos o peligrosos).

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Aplicaciones
 Leche en polvo
 Encapsulación
 Aromas naturales para alimentos
 Soluciones de sucrosa
 Preparados para lactantes
 Proteínas de lactosuero
 Formulaciones de aromas de frutas
 Formulaciones de grasas
3. SECADO POR ATOMIZACIÓN EN VAPOR DE AGUA SOBRECALENTADA
Posibles utilizaciones:
El secado por atomización en vapor de agua sobrecalentada (VES) puede ser
utilizado en una gran variedad de productos minerales y biológicos. Por lo general, los
polvos obtenidos presentan características diferentes de las que se obtienen por secado
en el aire caliente.
Se han llevado a cabo ensayos en el almidón, en compuestos termo sensibles
mezclados a este almidón, en sílice coloidal.
Procedimiento:
El producto a secar es pulverizado, con forma líquida, por intermedio de una tobera
de alta presión en contacto con una corriente de vapor de agua sobrecalentada. Con el
fin de evitar la condensación, la VES es mantenida a una temperatura > a 150° C
durante el secado.
La gran mayoría del producto secado es recuperada en la parte inferior del aparato,
recuperándose una parte a la altura de un ciclofiltro que separa el vapor de agua
procedente del atomizador y los finos.
El vapor de agua que sale del atomizador, cuya masa ha aumentado de la cantidad
de agua extraída del producto, puede ser ya sea condensada, o bien ser sobrecalentada
para ser reintroducida parcialmente en el atomizador, o bien ser utilizada como
aportación de energía en otras operaciones de la planta.

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Ventajas:
 No hay riesgo de inflamación o explosión puesto que el vapor de agua no
contiene oxígeno. Se puede entonces trabajar a temperaturas muy elevadas
(hasta 750° C), a la vez que se mantiene la temperatura del producto igual a la
temperatura de ebullición del agua, y obteniendo diferencias de temperatura
entre la entrada y la salida del secador muy grandes. Ello permite obtener
caudales de evaporación hasta cinco veces superiores a los de un secado por
pulverización tradicional.
 Las expulsiones de gas son inexistentes porque el vapor puede ser condensado o
reutilizado. Ello conduce también a reducir de manera notable la contaminación
olfativa.
 En vista de la índole del fluido de secado, las características de los polvos
obtenidos son diferentes de los obtenidos de manera clásica. Ello puede
presentar ventajas pero también inconvenientes. En el caso del almidón por
ejemplo se obtienen partículas de grandes tamaños, con forma de esferas
ahuecadas expandidas o desfondadas. Este producto es soluble a frío, desarrolla
una muy elevada viscosidad a la hora del calentamiento en exceso de agua, da en
enfriamiento un gel más consistente que el formado por un almidón secado de
manera tradicional, etc.
Límites:
La temperatura de transición vítrea del producto debe ser superior a la temperatura
de recuperación. En efecto, si esta temperatura de transición vítrea es inferior a la
temperatura de recuperación, el producto, a pesar de ser seco, se pegará en las paredes,
lo cual hará que sea difícil su recuperación.
Para los productos termosensibles, el efecto de la temperatura (150° C a la salida del
secador) está compensado por la corta duración de secado. Han de llevarse a cabo
ensayos específicos con el fin de determinar si estos productos pueden ser tratados por
ves.

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Ventajas:
 No hay riesgo de inflamación o explosión puesto que el vapor de agua no
contiene oxígeno. Se puede entonces trabajar a temperaturas muy elevadas
(hasta 750° C), a la vez que se mantiene la temperatura del producto igual a la
temperatura de ebullición del agua, y obteniendo diferencias de temperatura
entre la entrada y la salida del secador muy grandes. Ello permite obtener
caudales de evaporación hasta cinco veces superiores a los de un secado por
pulverización tradicional.
 Las expulsiones de gas son inexistentes porque el vapor puede ser condensado o
reutilizado. Ello conduce también a reducir de manera notable la contaminación
olfativa.
 En vista de la índole del fluido de secado, las características de los polvos
obtenidos son diferentes de los obtenidos de manera clásica. Ello puede
presentar ventajas pero también inconvenientes. En el caso del almidón por
ejemplo se obtienen partículas de grandes tamaños, con forma de esferas
ahuecadas expandidas o desfondadas. Este producto es soluble a frío, desarrolla
una muy elevada viscosidad a la hora del calentamiento en exceso de agua, da en
enfriamiento un gel más consistente que el formado por un almidón secado de
manera tradicional, etc.
Límites:
La temperatura de transición vítrea del producto debe ser superior a la temperatura
de recuperación. En efecto, si esta temperatura de transición vítrea es inferior a la
temperatura de recuperación, el producto, a pesar de ser seco, se pegará en las paredes,
lo cual hará que sea difícil su recuperación.
Para los productos termosensibles, el efecto de la temperatura (150° C a la salida del
secador) está compensado por la corta duración de secado. Han de llevarse a cabo
ensayos específicos con el fin de determinar si estos productos pueden ser tratados por
ves.