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Secadores de lecho fluido
Entre las diversas técnicas de secado existentes una de las menos agresivas para la
muestra a tratar es el secado mediante lecho fluido. Este secado se consigue mediante la
fluidización de la muestra.
Fluidización: Transformación de un lecho de partículas de pequeño tamaño (finas) en
un estado tipo líquido (parece un líquido en ebullición) pasando un gas o un líquido a
través de dicho lecho de partículas.
Esta fluidización se consigue mediante la inyección de un
alto volumen de aire, en flujo ascendente, desde una unidad
base en una estructura tubular especial, que contiene el
material de la muestra. El flujo de aire caliente pasa a través
de un difusor que lo distribuye de forma uniforme y soporta
el lecho. Una bolsa filtro, en el extremo superior del tubo,
mantiene la muestra en el interior y permite la salida del aire
arrastrando consigo la humedad y otros componentes
volátiles.
Detalle de sólido fluidizado
Este sistema de secado está ampliamente aconsejado en el caso de sustancias
termolábiles, ya que la temperatura del aire que se inyecta puede ser controlada y es el
arrastre de los disolventes lo que efectúa el secado.
Tanto en el caso de materiales sensibles al calor o no, el secado por lecho fluido ofrece
grandes ventajas con respecto a otros tipos de secado directo, ya que la fluidización de
las partículas consigue tasas de intercambio de calor, evita que algunas de las partículas
se sobrecalienten, disminuye los tiempos de secado de la muestra, ya que toda la
muestra es afectada por la corriente de aire caliente.
En el caso de un sistema de secado por lámpara de infrarrojos, o en un horno, la muestra
sufre la radiación en las zonas exteriores de la misma. Por lo que se consigue un
sobrecalentamiento de esta en las zonas exteriores y la eficacia de secado en las zonas
internas es mucho menor debido al efecto de apantallamiento térmico.
Especialmente empleado en industrias como la farmacéutica, alimentación, química,
cerámica,… estos sistemas de secado en lecho fluido se emplean a escala industrial.
Dado el alto coste de operación de estos sistemas, como
en el caso de sustancias termolábiles, el coste de cada
lote de producción, una optimización del proceso de
secado a nivel de planta piloto puede aumentar el
rendimiento económico y disminuir los costes de
producción.
Sherwood-Scientific cuenta con sus equipos Tornado,
secadores de lecho fluido programables, que permiten tratar muestras
en el laboratorio, así como ser empleados en plantas piloto para
llevar a cabo simulaciones de procesos de secado para
posteriormente ser llevados a escala industrial.
Estos equipos Tornado pueden ser programados, en el caso del
modelo digital, con la secuencia de secado a llevar a cabo, tanto en
términos de temperatura, como de velocidad de entrada del aire, para
simular completamente las condiciones de trabajo en un sistema
industrial.
Extraído como una aplicación del secado mediante lecho fluido, Sherwood-Scientific
ha desarrollado un sistema dinámico de determinación de humedad.
Este sistema permite optimizar de
una manera completa procesos
industriales o a nivel de laboratorio,
de secado de muestras sensibles al
calor, tal como pueden ser las sales
hidratadas, a las que un secado
excesivo puede llevar a una
degradación de sus propiedades.
En el caso de control de contenido de humedad en compra de materias primas, el
sistema DMA (Dynamic Moisture Analyzer) unido
a una balanza analítica permite hacer un control
exhaustivo del porcentaje de humedad que contiene
la muestra bajo estudio.
Una muestra que bajo un secado por radiación
directa puede descomponerse parcialmente dando
agua como producto secundario. El sistema DMA
lleva a cabo un secado por lecho fluido, y la curva
de determinación de humedad permite distinguir
entre agua absorbida y agua adsorbida. De este
modo el secado se puede parar en el momento en que la humedad absorbida ha sido
eliminada, y por gravimetría hallar el porcentaje de humedad absorbida de la muestra, y
con ello la cantidad real de materia prima que ha sido suministrada de acuerdo a las
especificaciones de compra.