¿Para qué sirve un secador por atomización?

El objetivo de un secador por atomización es convertir una materia prima líquida bombeable en un polvo seco y recuperable en un único proceso controlado. La materia prima se atomiza en gotitas, entra en contacto con aire caliente y se separa en forma de polvo una vez que se evapora la fase líquida. Los fabricantes recurren al secado por pulverización cuando el producto final debe ser más fácil de manipular, dosificar, mezclar, envasar o transportar que el líquido original.

El secado por pulverización no garantiza automáticamente un tamaño de partícula, una vida útil, un índice de recuperación o una calidad del producto concretos. Estos resultados dependen de la formulación, la atomización, las condiciones de secado, la recogida del polvo y el envasado.

Los principales objetivos del secado por pulverización

Convertir un líquido en un producto de flujo libre

Las soluciones, las emulsiones y algunas suspensiones pueden transformarse en polvo cuando sus propiedades se adaptan al atomizador y al secador seleccionados. La eliminación del vehículo líquido puede simplificar las operaciones posteriores de pesaje, mezcla y envasado.

Crear una forma de polvo bien definida

Las condiciones de atomización y secado influyen en el tamaño, la densidad, la forma y el comportamiento superficial de las partículas. El secado por pulverización resulta útil cuando estas características del polvo son importantes, pero deben confirmarse mediante ensayos y mediciones, en lugar de darse por sentadas en función del tipo de equipo.

Reducir la carga que suponen la manipulación y el transporte

Un polvo seco puede requerir menos volumen de almacenamiento que un líquido diluido y evita las fugas de líquido. La ventaja real depende del contenido inicial de sólidos, la humedad final, el envase y la reconstitución necesaria.

Apoyar las labores de formulación y ampliación de la producción

Los secadores por pulverización de laboratorio y a escala piloto permiten a los equipos estudiar el comportamiento de la materia prima, los límites de temperatura, la atomización, la deposición en las paredes y la recogida del polvo antes de tomar una decisión a escala de producción.

Prepara los ingredientes para su posterior elaboración

El polvo secado por atomización puede mezclarse, comprimirse, encapsularse, volver a disolverse o utilizarse como producto intermedio. Es conveniente definir con antelación la siguiente etapa del proceso, ya que esta influye en el contenido de humedad requerido, el comportamiento de las partículas y los controles de limpieza.

Cómo produce polvo un secador por pulverización

1. Preparación del pienso: El líquido se mezcla, se filtra o se acondiciona para que se mantenga homogéneo y pueda bombearse de forma fiable.
2. Atomización: Una boquilla o un atomizador rotativo divide el fluido de alimentación en gotitas.
3. Contacto con el aire de secado: Las gotitas entran en contacto con el aire caliente del interior de la cámara y la fase volátil se evapora.
4. Formación de partículas: Los sólidos permanecen en forma de partículas mientras se desplazan por la cámara.
5. Separación y recogida: El ciclón, el filtro u otro separador elimina el polvo de la corriente de escape.
6. Limpieza y documentación: Se registran el material recogido, los depósitos en las paredes, los parámetros del proceso y las observaciones relativas a la limpieza.

Las etapas están interrelacionadas. Un cambio en la viscosidad del producto alimentado o en la atomización puede afectar al tamaño de las gotas, a las condiciones de salida, a la deposición y a la recuperación, todo ello al mismo tiempo.

Cuándo es recomendable el secado por pulverización

Merece la pena considerar el secado por pulverización cuando la materia prima se puede bombear, el producto puede soportar las condiciones de proceso requeridas y el proyecto requiere una conversión continua de líquido a polvo. A menudo se tiene en cuenta cuando es importante tanto la eliminación rápida del disolvente como la formación controlada de partículas.

Una comprobación de viabilidad útil consiste en preguntarse:

• ¿Se puede mantener un caudal uniforme durante el bombeo?
• ¿Puede pasar por la boquilla propuesta sin depositarse ni provocar obstrucciones?
• ¿Existe un rango de temperaturas adecuado para el producto?
• ¿Es posible separar y recoger las partículas resultantes?
• ¿Se pueden limpiar las piezas que entran en contacto con el producto entre lotes?
• ¿Es el soporte compatible con el diseño propuesto, ya sea de ciclo abierto o cerrado?

Cuándo puede ser mejor otro método de secado

El secado por pulverización puede no ser adecuado cuando el producto no se puede bombear, se vuelve excesivamente pegajoso, se degrada dentro del intervalo de temperaturas disponible o produce partículas que no se pueden recuperar de forma rentable. Las muestras de investigación muy pequeñas también pueden resultar difíciles de procesar cuando la retención en el equipo es elevada en comparación con la alimentación disponible.

Se puede considerar la liofilización cuando el secado a baja temperatura, la estructura porosa o la rehidratación son más importantes que la continuidad del proceso. El secado en bandejas, al vacío o en lecho fluidizado puede ser más adecuado para otras formas de producto y objetivos de producción. La comparación debe basarse en el material acabado requerido, y no en una afirmación general de que un método es siempre mejor.

Productos que suelen evaluarse para el secado por pulverización

Los ingredientes alimentarios, los extractos vegetales, los aromatizantes, las proteínas, los cultivos, la cerámica, los productos químicos y los intermedios farmacéuticos pueden someterse a una evaluación para su secado por pulverización. Esto no significa que todas las formulaciones de estos grupos sean adecuadas.

Los piensos a base de extractos vegetales requieren un análisis más específico que una visión general sobre el secado por pulverización —
Consulta la página de la solicitud en extractos secados por atomización.

Un alto contenido en azúcar, aceites, sales, partículas en suspensión, sólidos abrasivos, disolventes volátiles y componentes sensibles al calor pueden modificar los requisitos del proceso. Facilite toda la información sobre la formulación y el vehículo antes de que el proveedor recomiende un sistema.

¿Qué factores determinan el polvo final?

¿El secado por pulverización alarga la vida útil?

El secado puede reducir la humedad presente y mejorar la manejabilidad o la estabilidad durante el almacenamiento, pero el equipo por sí solo no determina la vida útil. La humedad final, la actividad del agua, la oxidación, la composición del producto, la higiene, la barrera del envase y la temperatura de almacenamiento son factores que influyen en ella.

Cualquier afirmación sobre la vida útil debe basarse en ensayos específicos del producto, realizados en condiciones definidas de envasado y almacenamiento.

¿El secado por pulverización conserva los ingredientes sensibles al calor?

La refrigeración de las gotas durante la evaporación puede hacer que el secado por pulverización resulte viable para algunas formulaciones sensibles al calor, pero la protección no es automática. El tiempo de permanencia, las condiciones de entrada y salida, la exposición al oxígeno y la formulación son factores importantes.

Define el atributo que debe conservarse —como la actividad, el color, el aroma o la reconstitución— y mídelo antes y después de un ensayo representativo.

Fines de laboratorio, piloto y producción

Equipamiento de laboratorio

Se utiliza para pruebas de viabilidad, selección de formulaciones y desarrollo de procesos con muestras pequeñas. La visibilidad y la facilidad de limpieza pueden ser más importantes que el rendimiento.

Equipo de pilotaje

Se utiliza para definir una ventana de proceso repetible, generar lotes de evaluación y recopilar información sobre la ampliación de escala. La preparación de la alimentación, la atomización y la recuperación del polvo resultan más representativas.

Equipos de producción

Se utiliza para la producción comercial programada con servicios, limpieza, manipulación de materiales, controles y documentación definidos. La ampliación a escala industrial debe basarse en los datos del producto y del proceso, en lugar de en una simple multiplicación de la tasa de alimentación de laboratorio.

Lo que deben facilitar los compradores antes de recibir el presupuesto

• Composición completa del pienso y excipiente.
• Información sobre el contenido de sólidos, la viscosidad y las partículas en suspensión.
• Volumen de muestra disponible y producción diaria requerida.
• Temperatura admisible del producto y características sensibles al calor.
• Humedad objetivo, dirección de las partículas, densidad o comportamiento de reconstitución.
• Materiales que deben estar en contacto con el producto y método de limpieza requeridos.
• Suministro eléctrico, aire comprimido, ventilación y extracción disponibles.
• Si la materia prima contiene disolventes inflamables o peligrosos.

Para conocer las rutas de los modelos y las fases del proyecto, consulta el Página de selección de secadores por atomización de Lanphan. Los compradores que deseen comparar atomizadores también pueden utilizar el Guía comparativa entre centrifugación y dos fluidos.

Preguntas frecuentes

¿El secado por pulverización solo se utiliza para eliminar el agua?

No. El agua es el medio más habitual, pero en sistemas diseñados correctamente pueden considerarse otros medios de transporte. Los disolventes inflamables o peligrosos requieren un ciclo cerrado específico y una evaluación de seguridad; no debe darse por sentado que son adecuados para un sistema abierto estándar.

¿El secador por pulverización siempre produce un polvo fino?

No. El comportamiento de las partículas depende de las propiedades de la materia prima, la atomización, las condiciones del proceso y la recogida. Es necesario definir y someter a ensayo el polvo requerido.

¿Se pueden secar por atomización las suspensiones?

Algunas suspensiones pueden tratarse, pero es necesario evaluar el tamaño de las partículas, la sedimentación, la abrasión y la obstrucción de las boquillas.

¿Cómo se determina la capacidad de un secador por atomización?

La capacidad depende de la carga volátil, los sólidos de la materia prima, las temperaturas admisibles, el caudal de aire, la atomización y la recuperación. El nombre del modelo o el tamaño de la cámara no bastan para predecir la producción de polvo utilizable.

Siguiente paso

Prepara la información sobre la materia prima y el polvo final antes de elegir un modelo. De este modo, el análisis del equipo se centrará en un proceso viable, en lugar de en afirmaciones genéricas sobre velocidad, eficiencia o capacidad.