Un secador horizontal de discos al vacío es un recipiente cerrado, calentado por camisa, con un eje de discos huecos que transportan el medio calefactor. Los discos añaden una superficie de calefacción muy superior a la de la camisa sola, por lo que líquidos, lodos, pastas y masas se secan hasta polvo más rápido y a menor temperatura que en muchos secadores de rastrillo o de paletas. La serie ZYG de SINOTHERMO va de 500 a 7.000 L de volumen total, con una fuente de calor entre 50 y 200 °C y una humedad final del 3 al 10 por ciento.
Contexto rápido: dónde encaja el secador de discos
Los secadores de conducción al vacío son los caballos de batalla del secado de químicos finos, intermedios farmacéuticos, pigmentos y materiales especiales. Dentro de la familia, la elección suele depender de cuánta superficie de calefacción añade el agitador y de lo bien que evita que el producto se pegue. El secador de rastrillo tiene el agitador más simple y la menor superficie añadida. El secador de paletas añade paletas huecas en cuña. El secador de discos añade una pila de discos huecos en un eje giratorio, lo que da, para muchos materiales, la mayor superficie de calefacción por litro de recipiente.
Si aún está comparando las nueve máquinas de vacío y conducción, lea primero equipos de secado al vacío: cómo elegir según el material. Este artículo profundiza en una de ellas.
Cómo funciona un secador horizontal de discos al vacío
- 1.Carga. El material húmedo se bombea o se carga en un recipiente cilíndrico horizontal, que después se cierra herméticamente.
- 2.Evacuación. Una bomba de vacío (con un condensador delante) reduce la presión en el recipiente. Una presión menor reduce el punto de ebullición del líquido del producto, de modo que el agua o el disolvente pueden evaporarse a una temperatura mucho más baja.
- 3.Calentamiento. Vapor, agua caliente o aceite térmico circula por la camisa, por los discos huecos y por el eje hueco. El calor se conduce directamente al producto desde todas esas superficies.
- 4.Agitación. El eje gira despacio, entre 6 y 30 rpm en la gama ZYG estándar. Los discos levantan y voltean la carga, renuevan la superficie de contacto y aplican una trituración suave para que los grumos no se endurezcan.
- 5.Condensación. El vapor sale del recipiente, pasa por el condensador y se recoge como líquido. Si el líquido es un disolvente, puede recuperarse.
- 6.Descarga. Cuando el producto alcanza la humedad objetivo, se descarga como polvo fluido con un 3 a 10 por ciento de humedad.
Como no hay corriente de aire caliente, las pérdidas de producto por el escape son muy bajas, y el entorno cerrado y pobre en oxígeno hace que la máquina sea adecuada para materiales inflamables, explosivos, húmedos de disolventes orgánicos y fácilmente oxidables.
Por qué importan los discos
En un recipiente con camisa, el calor solo entra por la pared. Cuanto mayor es el recipiente, más rápido crece el volumen frente a la superficie de pared, por lo que las cargas grandes se secan más despacio. Los discos huecos lo resuelven al poner superficie calefactada dentro de la carga. El ZYG-7.0 de SINOTHERMO ofrece 19,2 m² de superficie principal de transferencia de calor, más otros 5,77 m² en el eje calefactado. El ZYG-0.5 ofrece 3,2 m² y 0,9 m².
Más superficie de calefacción significa mayor velocidad de evaporación para la misma carga. La página del producto indica una intensidad de secado típica de 15 a 20 kg de agua por metro cuadrado y hora. Considérela un rango para materiales adecuados, no una garantía. Las velocidades reales dependen del producto, de su viscosidad al secarse y del vacío que la bomba pueda mantener.
Secador de discos frente a rastrillo y paletas
| Característica | Rastrillo al vacío | Paletas al vacío | Discos horizontal al vacío |
|---|---|---|---|
| Superficie de calefacción más allá de la camisa | Limitada | Paletas huecas en cuña | Discos huecos en eje calefactado |
| Fuente de calor típica | 50–200 °C | 50–200 °C | 50–200 °C |
| Humedad final típica | 3–10% | 3–10% | 3–10% |
| Ideal para | Productos no pegajosos, trabajo más sencillo | Productos pegajosos y que forman costra y requieren autolimpieza | Pastas y masas donde importa la superficie de calefacción por litro |
| Serie | ZPG, 300–6.000 L de trabajo | KJG, 3–110 m² | ZYG, 300–4.200 L de trabajo |
Para la comparación detallada entre rastrillo y paletas, lea secador de rastrillo al vacío frente a paletas y selección de secadores de paletas. En resumen, el secador de discos merece una prueba cuando su producto se seca despacio en una máquina de rastrillo o cuando necesita un recipiente compacto para una gran carga de evaporación.
Dimensionamiento de la serie ZYG
| Modelo | Volumen total (L) | Volumen de trabajo (L) | Superficie principal de transferencia de calor (m²) | Motor (kW) |
|---|---|---|---|---|
| ZYG-0.5 | 500 | 300 | 3.2 | 3–5.5 |
| ZYG-1.0 | 1,000 | 600 | 5.1 | 5.5–7.5 |
| ZYG-2.0 | 2,000 | 1,200 | 8.7 | 7.5–15 |
| ZYG-3.0 | 3,000 | 1,800 | 10.6 | 11–18.5 |
| ZYG-5.0 | 5,000 | 3,000 | 14.3 | 22–37 |
| ZYG-7.0 | 7,000 | 4,200 | 19.2 | 37–55 |
Otros tamaños de la serie son ZYG-0.75, 1.5, 4.0 y 6.0. Los valores de diseño estándar son una presión de camisa de 0,8 MPa, un rango de presión del recipiente de -0,1 a 0,15 MPa y un nivel de ruido de 65 dB(A) o menos. Cualquier valor fuera de estos se especifica en el pedido.
Consulte la tabla completa en la página del producto del secador horizontal de discos al vacío.
Cómo dimensionar: calcule el agua que evaporar por carga (humedad inicial menos final, multiplicada por la masa seca), elija un volumen de trabajo adecuado a la carga y compruebe después que la superficie de calefacción pueda lograr la evaporación en un tiempo aceptable. Una prueba piloto da la velocidad de secado real.
Aplicaciones típicas
El secador de discos se usa siempre que un producto húmedo, termosensible o con disolventes deba convertirse en polvo:
- Químicos finos e intermedios: tortas de filtro y pastas de síntesis.
- Pigmentos y colorantes: pastas en las que deben conservarse el tono y la calidad de partícula.
- Intermedios farmacéuticos: secado sellado a baja temperatura con recuperación de disolvente.
- Resinas y polvos poliméricos: materiales termosensibles que no deben curar ni degradarse.
- Aditivos alimentarios, aromas y extractos: materiales sensibles al aroma que necesitan baja temperatura.
Qué puede salir mal y cómo evitarlo
Costra en las paredes. Algunas pastas forman una capa dura antes de secarse por completo. Mantenga la velocidad del agitador en el rango que mantiene el producto en movimiento y considere una prueba piloto para encontrar la etapa crítica.
Aglomeración. El material húmedo puede formar bolas que se secan por fuera pero no por dentro. La trituración suave de los discos ayuda, pero los productos muy pegajosos pueden necesitar otra máquina, como un secador de paletas al vacío.
Vacío limitado por la bomba. El secador no secará por debajo del punto de ebullición que el sistema de vacío pueda sostener. Dimensione la bomba y el condensador según la carga de evaporación, no según el recipiente.
Limpieza entre productos. Los discos añaden superficie, lo cual es excelente para secar pero más difícil de limpiar. Si procesa muchos productos, hable del acceso de limpieza con el proveedor desde el principio.
Errores comunes que conviene evitar
- 1.Elegir por el volumen total. El volumen de trabajo es aproximadamente el 60 por ciento del volumen total en la gama ZYG.
- 2.Elegir el secador de discos para un polvo fluido. Si la alimentación ya es un polvo suelto, un secador rotativo de doble cono al vacío o un secador cónico de cinta suele ser la mejor opción.
- 3.Usar la intensidad de secado de otra máquina. El rango de 15 a 20 kg/(m²·h) pertenece solo a esta máquina y a esta clase de materiales.
- 4.Omitir el condensador y la bomba en la cotización.
- 5.Saltarse la prueba piloto con un producto pegajoso o que forma espuma.
Un ciclo de carga en la práctica
Una carga típica en un secador de discos al vacío pasa por cuatro fases, y conocerlas ayuda a interpretar los datos de las pruebas.
- 1.Calentamiento. La camisa, los discos y el eje llevan el producto a su temperatura de evaporación. El vacío se hace al mismo tiempo. Esta fase consume energía pero elimina poca agua.
- 2.Secado a velocidad constante. El agua libre se evapora rápido mientras el producto aún está húmedo y la transferencia de calor es óptima. La mayor parte del agua sale en esta fase. El agitador mantiene el producto en movimiento, de modo que ninguna parte de la carga queda en la pared y se quema.
- 3.Secado a velocidad decreciente. Al agotarse la humedad superficial, la velocidad baja porque la humedad debe difundirse desde el interior de las partículas. Aquí los últimos puntos de humedad se llevan una parte desproporcionada del tiempo de la carga.
- 4.Acabado y descarga. El producto se lleva a la humedad objetivo, se rompe el vacío con aire o nitrógeno y se descarga el polvo.
Como la fase de velocidad decreciente suele decidir el tiempo de ciclo, el objetivo de humedad final importa. Especificar un 3 por ciento en lugar de un 8 por ciento puede alargar la carga de forma notable; fije el objetivo según lo que necesite el proceso posterior, no por costumbre.
Un ejemplo de dimensionamiento con números
Las cifras siguientes son ilustrativas, no datos de clientes.
Un productor tiene 600 kg de pasta húmeda por carga con un 55 por ciento de humedad y quiere un polvo con un 5 por ciento de humedad.
- Sólidos secos: 600 x 0,45 = 270 kg
- Masa final con un 5 por ciento de humedad: 270 / 0,95 = unos 284 kg
- Agua que evaporar: 600 - 284 = unos 316 kg
Si la velocidad de secado promediara 15 kg de agua por metro cuadrado y hora (el extremo inferior del rango de la página del producto), una máquina con 8,7 m² de superficie principal de calefacción necesitaría unas 316 / (15 x 8,7) = 2,4 horas de evaporación, más calentamiento y descarga. En este ejemplo, un ZYG-2.0 (1.200 L de trabajo, 8,7 m²) alojaría la carga con holgura. Un proyecto real debe confirmar la velocidad de secado mediante una prueba, porque el comportamiento de la pasta, la formación de espuma y de costra pueden mover la velocidad muy por encima o por debajo de esta cifra.
Materiales de construcción y opciones que conviene tratar
Las partes en contacto con el producto suelen ser de acero inoxidable, y la elección del grado, el acabado superficial y los sellos depende del producto. Al pedir una cotización, plantee pronto estos puntos:
- Material en contacto con el producto: resistencia a la corrosión si la alimentación contiene ácidos, cloruros o disolventes.
- Tipo de sello del eje: un sello de vacío fiable es crítico, especialmente con disolventes.
- Medio calefactor: vapor, agua caliente o aceite térmico, y su temperatura y presión en su planta.
- Condensador y bomba de vacío: dimensionados para la carga de evaporación y el disolvente.
- Protección contra explosiones: si hay disolventes inflamables, especifique la zona y el método de inertización.
- Acceso de limpieza: bocas de hombre, bolas de rociado u otras previsiones para el cambio de producto.
Pruebe antes de comprar
SINOTHERMO opera un laboratorio de pruebas piloto de pago donde pueden ensayarse secadores de conducción al vacío con su material. Puede solicitar una prueba piloto para obtener tiempo de secado, humedad final, calidad del polvo y observaciones sobre pegado o formación de espuma. Los datos de la prueba son suyos, elija el proveedor que elija.
Lecturas relacionadas
- Guía del secador industrial al vacío
- Tecnología de secado por conducción
- Secador de rastrillo al vacío frente a paletas
- Guía de secadores de paletas y discos
Preguntas frecuentes
¿Para qué se usa un secador horizontal de discos al vacío?
Seca al vacío líquidos, lodos, pastas y masas hasta convertirlos en polvo. Se usa para intermedios químicos, pigmentos, resinas y productos termosensibles donde importan la baja temperatura y un recipiente cerrado.
¿En qué se diferencia un secador de discos al vacío de uno de paletas al vacío?
Ambos añaden superficie de calefacción mediante agitadores huecos. El secador de paletas usa paletas huecas en cuña con acción autolimpiante, útil para productos pegajosos. El secador de discos usa discos huecos en un eje calefactado, lo que da una gran superficie de calefacción en un recipiente compacto.
¿Qué humedad final puede alcanzar un secador de discos al vacío?
El rango estándar es del 3 al 10 por ciento de humedad. Los valores más bajos dependen del producto, del tiempo de secado y del nivel de vacío.
¿Qué fuente de calor usa un secador de discos?
Vapor, agua caliente o aceite térmico, con una temperatura de fuente de calor de 50 a 200 °C.
¿Puede un secador de discos al vacío recuperar disolvente?
Sí. El vapor pasa por un condensador, de modo que el disolvente puede recogerse en lugar de liberarse.
¿Cómo elijo el tamaño ZYG adecuado?
Parta del volumen de trabajo de la carga y del agua que hay que eliminar, y compruebe después que la superficie de calefacción es suficiente. Una prueba piloto da la velocidad de secado real.
¿Ofrece SINOTHERMO una prueba antes de la compra?
Sí. La prueba piloto es un servicio de pago. Puede solicitarla a través de la página de contacto.
Mark Gu
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