¿Por qué utilizar un secador por pulverización de laboratorio para secar muestras?

Un secador por atomización a escala de laboratorio resulta especialmente útil cuando un equipo necesita datos sobre el proceso antes de destinar más material, tiempo o presupuesto. Puede convertir una materia prima líquida preparada en una muestra en polvo, pero su mayor valor es de carácter diagnóstico: la prueba muestra cómo se atomiza la materia prima, cuánto material se deposita en el interior del sistema, cómo se acumula el polvo y si el resultado es adecuado para la siguiente fase de desarrollo.

Lo que puede revelarte un ensayo de secado por pulverización en el laboratorio

La primera pregunta no es simplemente si el líquido se puede secar. Una prueba útil debería responder a si la alimentación se puede suministrar y atomizar de forma constante, si se pueden mantener unas condiciones viables de entrada y salida, dónde se producen las pérdidas de producto y cómo es el polvo recogido.

Para un equipo de I+D, estas observaciones ayudan a diferenciar los problemas de formulación de los relacionados con los equipos. Una deposición excesiva en las paredes puede deberse a la composición de la materia prima, al contenido en sólidos, a las condiciones de temperatura o a la formación de gotas. Una recogida deficiente puede estar relacionada con el tamaño de las partículas, la configuración del sistema de recuperación o la estabilidad operativa. Un bajo rendimiento en polvo no debe considerarse únicamente un problema de capacidad de la máquina hasta que se comprenda el balance de materiales.

Cuándo es recomendable el secado por pulverización a escala de laboratorio

Este enfoque resulta adecuado cuando el producto previsto es un polvo de flujo libre o dispersable y el material de alimentación puede bombearse y atomizarse de forma segura. Los trabajos de desarrollo habituales incluyen ingredientes alimentarios, extractos vegetales, productos químicos de laboratorio y otras soluciones, suspensiones o emulsiones que requieren un análisis de viabilidad.

No es necesariamente el método adecuado para todos los materiales sensibles al calor o pegajosos. Una materia prima puede requerir cambios en la formulación, un vehículo, un método de atomización diferente u otro método de secado. Las materias primas que contienen disolventes también requieren una evaluación de seguridad y equipos diseñados para el disolvente y el entorno operativo. No introduzca un disolvente inflamable o peligroso de cualquier otro modo en una unidad de laboratorio estándar basada en aire sin una confirmación por escrito de que el sistema completo es adecuado.

Define el objetivo de la prueba antes de elegir una máquina

El comprador debe poder indicar qué se espera demostrar con la muestra. El objetivo puede ser producir suficiente polvo para su análisis, comparar dos formulaciones, examinar la deposición en las paredes, evaluar las condiciones de funcionamiento o preparar datos para una prueba piloto. Estos objetivos no requieren la misma configuración.

Prepara la siguiente información antes de solicitar una recomendación:

• Nombre del material y aplicación prevista.
• Composición líquida, incluido el sistema disolvente y cualquier vehículo.
• Contenido en sólidos y cómo se midió.
• Viscosidad a la temperatura de alimentación prevista, si se conoce.
• Presencia y tamaño aproximado de las partículas en suspensión.
• Se conocen problemas relacionados con la sensibilidad al calor, la pegajosidad, la formación de espuma o la corrosión.
• Cantidad de muestra disponible y cantidad de polvo necesaria.
• Parámetros relacionados con los polvos, como la humedad, la solubilidad, la densidad aparente o el rango de tamaño de las partículas.
• Requisitos de limpieza, contención y contacto con los materiales.

Si se desconocen varios de estos aspectos, lo más adecuado podría ser realizar un pequeño ensayo de viabilidad, en lugar de hacer una promesa firme sobre la capacidad.

Realiza un ensayo controlado, no una demostración puntual

Empieza con un punto de referencia documentado. Anota la preparación del pienso, el contenido en sólidos, la temperatura del pienso, el ajuste de atomización, las condiciones de entrada y salida, las indicaciones de caudal de aire o presión, el tiempo de funcionamiento, el polvo recogido y los depósitos visibles. Cambia una variable principal cada vez, siempre que sea posible. De lo contrario, no se podrá atribuir un mejor resultado a un ajuste concreto.

Deja que el secador alcance un estado estable antes de comparar los resultados. Un breve periodo de inestabilidad puede generar polvo, pero es posible que no refleje un funcionamiento repetible. Detén la prueba si la presión, la temperatura, el suministro de materia prima o el comportamiento del equipo se salen de los límites de funcionamiento aprobados.

No te limites a evaluar el aspecto del polvo

Un polvo puede parecer adecuado y, sin embargo, no ser apto para el proyecto. Comprueba el resultado en función del uso previsto. Dependiendo del material, la evaluación puede incluir la humedad residual, la reconstitución, la fluidez, la densidad aparente, la distribución granulométrica, la actividad retenida u otros ensayos específicos de la aplicación.

Ten en cuenta también el material que no ha llegado al recipiente colector. El producto que se encuentra en las paredes de la cámara, en los conductos o en el ciclón forma parte del resultado. Si solo se tiene en cuenta el polvo que hay en el frasco colector, se puede pasar por alto un problema relacionado con la formulación o la recuperación.

Lo que demuestran —y lo que no demuestran— los resultados de laboratorio sobre la ampliación de la escala

Una prueba de laboratorio puede determinar la viabilidad y señalar una línea de actuación viable. Sin embargo, por sí sola, no garantiza el rendimiento de producción, la recuperación, el consumo energético ni que las propiedades del polvo sean idénticas en un secador de mayor tamaño. Los patrones de flujo de aire, el tiempo de residencia, la geometría de la cámara, el tipo de atomizador y el equipo de recogida varían en función de la escala.

Antes de continuar, hay que determinar qué variables deben seguir siendo comparables y cuáles requieren nuevos ensayos piloto. Siempre que sea posible, se debe utilizar pienso representativo. Un ensayo basado en una muestra diluida, filtrada o simplificada de cualquier otra forma podría no reflejar con precisión el pienso de producción.

Preguntas que conviene plantearse antes de comprar un equipo

• ¿Qué método de atomización se propone y por qué es adecuado para este pienso?
• ¿Cuáles son los límites en cuanto a viscosidad, partículas en suspensión y caudal de alimentación?
• ¿Qué piezas entran en contacto con el producto y cómo se limpian y se inspeccionan?
• ¿Cómo se miden y registran las condiciones de entrada, salida y presión?
• ¿Qué sistema de recogida de polvo se incluye?
• ¿Qué servicios públicos, medidas de ventilación y condiciones de instalación son necesarios?
• ¿Qué datos operativos y documentos de mantenimiento se facilitan?
• ¿Puede la configuración propuesta cumplir los requisitos indicados en materia de disolventes y seguridad?

Estas preguntas facilitan la comparación de presupuestos, ya que se centran en la adecuación del proceso y no únicamente en la cifra de capacidad.

Preguntas frecuentes

¿Un secador por pulverización de laboratorio es solo para universidades?

No. Puede utilizarse para la investigación universitaria, el desarrollo de fórmulas, el control de calidad y la producción de pequeñas muestras. Su uso adecuado depende del objetivo de la prueba, las propiedades del pienso y la evaluación que se desee realizar del polvo.

¿Garantiza un ensayo de laboratorio satisfactorio el rendimiento a escala industrial?

No. Aporta pruebas sobre la viabilidad y la orientación del proceso. Es posible que aún sea necesario realizar trabajos piloto o de ampliación antes de poder confirmar los objetivos de producción.

¿Se puede secar por pulverización cualquier líquido?

No. La bombeabilidad, la atomización, el contenido en sólidos, el comportamiento térmico, la viscosidad y la compatibilidad con los disolventes son factores que influyen en la idoneidad del producto. Algunas materias primas requieren una reformulación o un método de secado diferente.

¿Qué debo enviar junto con una solicitud de presupuesto?

Indique la composición de la materia prima, el contenido en sólidos, el disolvente, la viscosidad o la información sobre las partículas en suspensión, la cantidad de muestra, los objetivos en cuanto al polvo, los requisitos de limpieza y la escala prevista. Marque claramente los valores desconocidos en lugar de hacer estimaciones.

Planifica el siguiente paso basándote en el ejemplo

Consulta el Gama de secadores por pulverización Lanphan cuando estés listo para hablar sobre el equipamiento. Para conocer los fundamentos del proceso, consulta Para qué sirve un secador por pulverización. Si el método de atomización influye en la decisión, compara secado por pulverización centrífuga y de dos fluidos.

Para realizar una primera evaluación útil, facilite la información real sobre la materia prima y la decisión que debe respaldar el ensayo. De este modo, Lanphan podrá analizar si un secador por pulverización de laboratorio es una opción adecuada y qué información adicional se necesita antes de seleccionar una configuración.