Essiccatore per fanghi (slurry): come scegliere quello giusto per fanghi chimici, di pigmenti e di estratti

Non esiste un unico essiccatore per fanghi. La macchina giusta dipende da quanto è denso il fango, se si appiccica durante l'essiccazione, da quanto è sensibile al calore e dalla presenza di solvente. I fanghi fluidi si adattano a un essiccatore CD o a un essiccatore a tamburo con raschiatore sottovuoto. I fanghi densi, appiccicosi o umidi di solvente si adattano a essiccatori sottovuoto a pale, a rastrello o a dischi orizzontali. I fanghi che si possono nebulizzare in goccioline fini sono spesso trattati meglio in un essiccatore a spruzzo. Una prova con il vostro materiale conferma la scelta.

Contesto rapido: cosa significa «slurry» nell'essiccazione

Nell'essiccazione, un fango (slurry) è una miscela pompabile di particelle solide in un liquido. La gamma è ampia: un fango chimico fluido come il latte, una pasta di pigmento densa a malapena pompabile, un panello di filtrazione risospeso e tutto ciò che sta in mezzo. Ognuno si comporta in modo diverso quando si toglie l'acqua, e lo stesso essiccatore non li gestisce tutti.

Questo articolo riguarda i fanghi di processo: intermedi chimici, pigmenti, resine, argille, estratti e altri prodotti che si vogliono recuperare come solido secco. Se si tratta di fanghi di depurazione o acque reflue, dove l'obiettivo è ridurre il volume e smaltire, leggete il nostro articolo sulla scelta della tecnologia di essiccazione dei fanghi per la gestione dei rifiuti e la pagina applicativa sull'essiccazione dei fanghi. Le macchine si sovrappongono, la logica di selezione è diversa.

Quattro domande che decidono l'essiccatore

1. 1.Come scorre? Si può pompare e stendere in film, oppure è una pasta rigida?
2. 2.Come si comporta durante l'essiccazione? Passa per una fase appiccicosa, forma una crosta o fa schiuma?
3. 3.Quanto è sensibile al calore? Qual è la temperatura massima ammissibile del prodotto?
4. 4.C'è un solvente? I solventi infiammabili o tossici richiedono un sistema sottovuoto chiuso con condensatore.

Rispondete a queste domande e l'elenco delle candidate di solito si riduce a due o tre macchine.

Le principali opzioni di essiccatore per fanghi

Essiccatore CD: essiccazione continua di liquidi e paste fluide

L'essiccatore CD usa dischi cavi riscaldati indirettamente che ruotano nel fango. Su entrambe le facce di ogni disco si forma uno strato sottile che evapora rapidamente. La pagina del prodotto indica un coefficiente di scambio termico di 2.300 W/m²K e un'efficienza termica dall'80 all'85 %. La superficie di scambio va da 1 a 12 m² nei modelli con dischi da 900 mm e da 12 a 32 m² in quelli da 1.300 mm. Il prodotto esce in scaglie o in polvere a seconda dell'applicazione.

Si adatta al funzionamento continuo con liquidi e paste fluide, compresi caolino, resine e fanghi chimici, e occupa molto meno spazio di un essiccatore a tamburo a parità di superficie riscaldante. Non è adatto a paste molto appiccicose che non formano un film sottile.

Essiccatore a tamburo con raschiatore sottovuoto: paste dense e tenaci in scaglie

L'essiccatore a tamburo con raschiatore sottovuoto riveste un tamburo riscaldato con un film sottile e raschia via il film secco sotto forma di scaglie. Funziona in continuo e tratta materiali pastosi, tenaci e densi, difficili da gestire in essiccatori a vassoi, a letto fluido o a spruzzo, con il 5-8 % di umidità nelle scaglie. Si adatta a paste dense per cui le scaglie sono una forma di prodotto accettabile. Il principio è spiegato nel nostro articolo sull'essiccatore a tamburo con raschiatore sottovuoto.

Essiccatore sottovuoto a pale: fanghi appiccicosi e paste da ridurre in polvere

L'essiccatore sottovuoto a pale usa pale cave a cuneo che agitano e riscaldano la carica sotto vuoto. Le pale si autopuliscono, limitando le incrostazioni. La temperatura del fluido riscaldante è di 50-200 °C e l'umidità finale del 3-10 %. Si adatta a fanghi appiccicosi, che formano crosta o umidi di solvente, prodotti a lotti e destinati a diventare polvere.

Essiccatore sottovuoto a rastrello: essiccazione agitata semplice a lotti

L'essiccatore sottovuoto a rastrello rivolta il materiale con un rastrello lento contro un mantello riscaldato. È il progetto più semplice e si adatta a fanghi non troppo appiccicosi. Il volume utile va da 300 a 6.000 L.

Essiccatore sottovuoto a dischi orizzontali: grande superficie riscaldante in un recipiente compatto

L'essiccatore sottovuoto a dischi orizzontali aggiunge dischi cavi su un albero riscaldato per ottenere una grande superficie riscaldante per litro di recipiente. Si adatta a fanghi con grande carico di evaporazione. Maggiori dettagli nel nostro articolo sull'essiccatore a dischi orizzontali.

Essiccatore a spruzzo: fanghi che si possono nebulizzare

Se il fango è pompabile e il prodotto deve essere una polvere fine e scorrevole, un essiccatore a spruzzo può essere la via migliore. Il fango viene nebulizzato in goccioline ed essiccato in pochi secondi. Servono un'alimentazione pompabile e un valore del prodotto che giustifichi la portata d'aria. Per le paste troppo dense da nebulizzare, scegliete uno degli essiccatori a contatto sopra elencati.

Matrice di selezione dell'essiccatore per fanghi

Usate la tabella come primo elenco di candidate. Il comportamento reale di un materiale, in particolare la sua fase appiccicosa, emerge solo in prova.

Come si comporta un fango durante l'essiccazione

Capire le fasi dell'essiccazione spiega perché la scelta della macchina conta tanto.

1. 1.Fase fluida. Con umidità elevata il fango scorre e bagna bene le superfici calde. Lo scambio termico è eccellente e l'evaporazione rapida. Quasi ogni essiccatore per fanghi funziona qui.
2. 2.Fase appiccicosa o plastica. Al calare dell'umidità molti fanghi diventano densi, appiccicosi e coesivi. Aderiscono a pareti, alberi e tra loro. È qui che falliscono le scelte sbagliate di macchina, perché il materiale si accumula e lo scambio termico crolla.
3. 3.Fase friabile. Con ulteriore essiccazione la massa si spezza in grumi e poi in polvere. L'agitatore deve ora rompere gli agglomerati invece di spalmarli.
4. 4.Fase secca. L'ultima umidità lascia lentamente il prodotto. Il prodotto scorre liberamente e lo scambio termico è peggiore, quindi l'ultimo punto percentuale occupa una parte sproporzionata del ciclo.

Gli essiccatori a film, come l'essiccatore CD e quello a tamburo con raschiatore, evitano la fase appiccicosa essiccando uno strato molto sottile in un solo passaggio. Gli essiccatori sottovuoto agitati la superano pulendo le superfici e mescolando la carica attraverso di essa. Gli essiccatori a spruzzo la aggirano essiccando le goccioline così in fretta che la particella non si posa mai su una superficie. Ogni approccio si adatta a un fango diverso, per questo la fase appiccicosa è la prima cosa da studiare in prova.

Energia e costi di esercizio degli essiccatori per fanghi: cosa li determina davvero

Gli acquirenti chiedono spesso quale essiccatore per fanghi costi meno da gestire. La risposta onesta è che dipende da quattro cose.

• Acqua da evaporare. Ogni chilogrammo d'acqua richiede più o meno lo stesso calore latente, quindi un'alimentazione più secca fa risparmiare energia in qualsiasi macchina. La disidratazione meccanica a monte, con filtropressa o centrifuga, è di solito il risparmio energetico più economico disponibile.
• Modalità di scambio termico. Gli essiccatori a contatto trasferiscono il calore direttamente al prodotto con poche perdite allo scarico. La pagina del prodotto dell'essiccatore CD indica un'efficienza termica dell'80-85 %. Gli essiccatori ad aria calda perdono calore nel flusso di scarico.
• Sistema del vuoto. Gli essiccatori sottovuoto aggiungono il consumo della pompa, ma consentono di essiccare a temperatura più bassa e di recuperare il solvente.
• Manodopera e pulizia. Le macchine a lotti richiedono carico e pulizia tra un lotto e l'altro. Le macchine continue richiedono alimentazione costante e attenzione.

Per un confronto equo, chiedete a ogni fornitore di quotare sulla stessa base: stessa alimentazione, stesso carico di evaporazione e stessa umidità finale, con consumo di fluido riscaldante, potenza elettrica e sistema del vuoto.

Un esempio svolto

I numeri sono illustrativi, non dati di clienti.

Un produttore chimico ha 1.000 kg per lotto di fango di pigmento con il 65 % di umidità. Il prodotto scurisce sopra i 90 °C circa e deve uscire in polvere.

• Sostanza secca: 1.000 x 0,35 = 350 kg
• Acqua da evaporare fino al 3 % di umidità: 1.000 - (350 / 0,97) = circa 639 kg per lotto

Poiché il prodotto è sensibile al calore e deve uscire in polvere, l'elenco delle candidate comprende essiccatori sottovuoto a pale, a rastrello o a dischi. Il vuoto abbassa abbastanza il punto di ebollizione dell'acqua da essiccare sotto i 90 °C di temperatura del prodotto, e il carico di evaporazione di circa 640 kg per lotto favorisce una macchina con grande superficie riscaldante. Il passo successivo è una prova su un essiccatore a pale e uno a dischi per confrontare tempo di essiccazione, incrostazioni e qualità della polvere.

Errori comuni da evitare

1. 1.Comprare in base al prezzo senza conoscere la fase appiccicosa. Molti fanghi attraversano una fase in cui aderiscono a ogni superficie. Una macchina che non la gestisce blocca la produzione.
2. 2.Trattare fango di scarto e fango di processo come lo stesso problema. Il primo riguarda il costo di smaltimento, il secondo la qualità del prodotto.
3. 3.Ignorare il solvente. Un solvente infiammabile cambia pompa, condensatore e progetto elettrico.
4. 4.Scegliere un essiccatore che dà la forma di prodotto sbagliata. Un tamburo con raschiatore dà scaglie, non polvere.
5. 5.Saltare la prova. Due fanghi con lo stesso contenuto di solidi possono comportarsi in modo molto diverso.
6. 6.Sottovalutare il carico di evaporazione. L'acqua da rimuovere è ciò che più determina la dimensione dell'essiccatore.

Cosa allegare a una richiesta di offerta

• Composizione del fango e contenuto di solidi
• Viscosità o descrizione di come scorre
• Umidità obiettivo e forma del prodotto (polvere, scaglie, granuli)
• Temperatura massima ammissibile del prodotto
• Tipo di solvente, se presente
• Dimensione del lotto o portata oraria
• Fluido riscaldante disponibile

Provare prima di acquistare

SINOTHERMO esegue prove pilota a pagamento, così potete vedere come si comporta il vostro fango su essiccatori diversi prima di impegnarvi. Richiedete una prova pilota. I dati sono vostri e utilizzabili con qualsiasi fornitore. SINOTHERMO costruisce e vende apparecchiature e non offre essiccazione per conto terzi. Per una scelta più ampia tra tutte le macchine sottovuoto e a contatto, consultate apparecchiature di essiccazione sottovuoto: come scegliere in base al materiale.

Domande frequenti

Qual è il miglior essiccatore per fanghi?

Dipende dal fango. I fanghi fluidi si adattano a un essiccatore CD. I fanghi densi, appiccicosi o umidi di solvente si adattano a essiccatori sottovuoto a pale, a rastrello o a dischi. I fanghi che si possono nebulizzare si adattano a un essiccatore a spruzzo.

Un fango si può essiccare a spruzzo?

Sì, se è pompabile e può essere nebulizzato. Un essiccatore a spruzzo dà una polvere fine e scorrevole. Le paste molto dense non si possono nebulizzare e richiedono un essiccatore a contatto.

Qual è la differenza tra essiccazione di fanghi di processo e di fanghi di depurazione?

L'essiccazione dei fanghi di processo mira a ottenere un prodotto secco. L'essiccazione dei fanghi di depurazione mira di solito a ridurre il volume prima dello smaltimento. Le macchine si sovrappongono, i criteri di selezione sono diversi.

Posso essiccare un fango con solvente infiammabile?

Sì, in un essiccatore sottovuoto chiuso con condensatore, che consente anche di recuperare il solvente.

Un essiccatore a tamburo funziona per i fanghi?

Sì, per fanghi pastosi e tenaci. L'essiccatore a tamburo con raschiatore sottovuoto di SINOTHERMO dà scaglie con il 5-8 % di umidità.

Come faccio a sapere quale essiccatore non si incrosta?

Lo si scopre in prova. La fase appiccicosa è una proprietà del materiale, non del catalogo del fornitore.

SINOTHERMO essicca fanghi come servizio conto terzi?

No. SINOTHERMO costruisce e vende apparecchiature di essiccazione e offre prove pilota a pagamento.