Lecho fluidizado

SECADO EN LECHOS FLUIDIZADOS — FUNDAMENTOS (1)

El procesamiento en lechos fluidizados implica el secado, enfriamiento, aglomeración, granulación y revestimiento de los materiales en gránulos. Es ideal para una amplia gama de productos sensibles y no sensibles al calor. El procesamiento uniforme se logra haciendo pasar un gas (por lo general aire) a una velocidad controlada a través de una capadel producto para crear un estado fluidizado. El gas de fluidización aporta el calor para el secado en lechos fluidizados, pero el flujo del gas no tiene que provenir de una sola fuente. El calor se puede introducir de manera eficaz calentando las superficies (paneles o tubos) inmersas en la capa fluidizada.
En el enfriamiento en lechos fluidizados se usa gas frío (por lo general aireacondicionado o ambiental). En las plantas de tamaño más económico en ocasiones será necesario acondicionar el gas para lograr que el producto se enfríe adecuadamente y para evitar que capte partículas volátiles (por lo general humedad). El calor también se puede eliminar enfriando las superficies inmersas en la capa fluidizada. La aglomeración y la granulación se pueden realizar de varias formas,dependiendo del producto que se vaya a alimentar y las propiedades que deba tener el producto final. El revestimiento en lechos fluidizados de polvos, gránulos o tabletas requiere de la aspersión de un líquido en condiciones estrictamente controladas sobre el polvo fluidizado.

Los secadores continuos y por lotes, los enfriadores y los sistemas de aglomeración, revestimiento, aglomeración en bolas ygranulación están diseñados para operar en ciclos abiertos (que implican la evaporación de agua), o en ciclos cerrados (que implican la evaporación de solventes, en su mayor parte orgánicos). Para los productos que presentan riesgo de explosión de polvo durante el procesamiento, existen disponibles diseños a prueba de choques de explosión y sistemas auto-inertizados y de ciclo cerrado.

Ventajas
Elsecado en lechos fluidizados ofrece ventajas importantes sobre los demás métodos de secado de los materiales en gránulos. La fluidización de los materiales en gránulos permite una mayor facilidad en el transporte de los materiales, altas velocidades de intercambio de calor con una gran eficiencia térmica, a la vez que evita el sobrecalentamiento de las partículas. Las propiedades de los productosse determinan basándose en la información derivada de su velocidad de secado, por ejemplo, la forma en que el contenido de partículas volátiles cambia con el tiempo en un lote en lecho fluidizado que opera en condiciones controladas. Otras propiedades importantes son la velocidad del gas de fluidización, el punto de fluidización (es decir, el contenido de partículas volátiles bajo el cual selogra la fluidización sin agitación mecánica o vibración), el contenido de partículas volátiles en equilibrio y el coeficiente de transferencia de calor para las superficies de calentamiento inmersas.
Estos y otros datos se alimentan a un modelo por computadora del procesamiento en lechos fluidizados permitiendo así dimensionar los sistemas de secado industriales.

El secado en lechos fluidizadosresulta adecuado para polvos, gránulos aglomerados y pastillas con un tamaño de partícula promedio entre 50 y 500 micras. Es muy probable que los polvos muy finos y ligeros o las partículas altamente elongadas requieran vibración para lograr con éxito el secado en lechos fluidizados. Además, no todos los materiales húmedos son fáciles de fluidizar. Debido al alto contenido de agua, unos tienden aaglomerarse y/o pegarse a superficies metálicas, por lo cual se requieren hacer modificaciones al secador para lograr el propósito.

El lecho fluidizado se usa en una amplia gama de industrias debido a su posible gran capacidad, su costo bajo de construcción, fácil operación y alta eficacia térmica. La única limitación es que el sólido pueda ser fluidizado por un gas. La siguiente figura...