Um secador horizontal de discos a vácuo é um vaso vedado, aquecido por camisa, com um eixo de discos ocos que conduzem o meio de aquecimento. Os discos acrescentam superfície de aquecimento muito além da camisa isolada, de modo que líquidos, lamas, pastas e massas secam até virar pó mais rápido e a temperatura menor do que em muitos secadores de rastelo ou de pás. A série ZYG da SINOTHERMO vai de 500 a 7.000 L de volume total, com fonte de calor entre 50 e 200 °C e umidade final de 3 a 10 por cento.
Contexto rápido: onde o secador de discos se encaixa
Os secadores de condução a vácuo são os cavalos de batalha da secagem de químicos finos, intermediários farmacêuticos, pigmentos e materiais especiais. Dentro da família, a escolha costuma depender de quanta superfície de aquecimento o agitador acrescenta e de quão bem ele evita que o produto grude. O secador de rastelo tem o agitador mais simples e a menor superfície adicional. O secador de pás acrescenta pás ocas em cunha. O secador de discos acrescenta uma pilha de discos ocos em um eixo rotativo, o que dá, para muitos materiais, a maior superfície de aquecimento por litro de vaso.
Se você ainda está comparando as nove máquinas a vácuo e de condução, leia primeiro equipamentos de secagem a vácuo: como escolher pelo material. Este artigo aprofunda uma delas.
Como funciona um secador horizontal de discos a vácuo
- 1.Carga. O material úmido é bombeado ou carregado em um vaso cilíndrico horizontal, que em seguida é vedado.
- 2.Evacuação. Uma bomba de vácuo (com um condensador à frente) reduz a pressão no vaso. Pressão menor reduz o ponto de ebulição do líquido no produto, de modo que a água ou o solvente pode evaporar a uma temperatura bem mais baixa.
- 3.Aquecimento. Vapor, água quente ou óleo térmico circula pela camisa, pelos discos ocos e pelo eixo oco. O calor é conduzido diretamente ao produto a partir de todas essas superfícies.
- 4.Agitação. O eixo gira devagar, entre 6 e 30 rpm na faixa ZYG padrão. Os discos levantam e viram a carga, renovam a superfície de contato e aplicam uma trituração leve para que os grumos não endureçam.
- 5.Condensação. O vapor deixa o vaso, passa pelo condensador e é coletado como líquido. Se o líquido for um solvente, ele pode ser recuperado.
- 6.Descarga. Quando o produto atinge a umidade-alvo, ele é descarregado como pó de bom escoamento com 3 a 10 por cento de umidade.
Como não há corrente de ar quente, as perdas de produto pelo exaustor são muito baixas, e o ambiente vedado e com baixo teor de oxigênio torna a máquina adequada para materiais inflamáveis, explosivos, úmidos de solventes orgânicos e facilmente oxidáveis.
Por que os discos importam
Em um vaso encamisado, o calor entra apenas pela parede. Quanto maior o vaso, mais rápido o volume cresce em relação à área de parede, e por isso cargas grandes secam mais devagar. Os discos ocos resolvem isso ao colocar superfície aquecida dentro da carga. O ZYG-7.0 da SINOTHERMO oferece 19,2 m² de área principal de transferência de calor, mais 5,77 m² no eixo aquecido. O ZYG-0.5 oferece 3,2 m² e 0,9 m².
Mais área de aquecimento significa maior taxa de evaporação para a mesma carga. A página do produto indica uma intensidade de secagem típica de 15 a 20 kg de água por metro quadrado por hora. Encare isso como uma faixa para materiais adequados, não como garantia. As taxas reais dependem do produto, de sua viscosidade durante a secagem e do vácuo que a bomba consegue manter.
Secador de discos versus rastelo versus pás
| Característica | Rastelo a vácuo | Pás a vácuo | Discos horizontal a vácuo |
|---|---|---|---|
| Superfície de aquecimento além da camisa | Limitada | Pás ocas em cunha | Discos ocos em eixo aquecido |
| Fonte de calor típica | 50–200 °C | 50–200 °C | 50–200 °C |
| Umidade final típica | 3–10% | 3–10% | 3–10% |
| Melhor para | Produtos não pegajosos, serviço mais simples | Produtos pegajosos que formam crosta e exigem autolimpeza | Pastas e massas em que a área de aquecimento por litro importa |
| Série | ZPG, 300–6.000 L úteis | KJG, 3–110 m² | ZYG, 300–4.200 L úteis |
Para a comparação detalhada entre rastelo e pás, leia secador a vácuo de rastelo versus pás e seleção de secadores de pás. Em resumo, vale testar o secador de discos quando o seu produto seca devagar em uma máquina de rastelo ou quando você precisa de um vaso compacto para uma grande carga de evaporação.
Dimensionamento da série ZYG
| Modelo | Volume total (L) | Volume útil (L) | Área principal de transferência 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 |
Outros tamanhos da série são ZYG-0.75, 1.5, 4.0 e 6.0. Os valores de projeto padrão são pressão de camisa de 0,8 MPa, faixa de pressão do vaso de -0,1 a 0,15 MPa e nível de ruído de 65 dB(A) ou menos. Qualquer valor fora desses é especificado no pedido.
Veja a tabela completa na página do produto do secador horizontal de discos a vácuo.
Como dimensionar: calcule a água a evaporar por carga (umidade inicial menos final, multiplicada pela massa seca), escolha um volume útil que comporte a carga e verifique então se a área de aquecimento consegue realizar a evaporação em tempo aceitável. Um teste piloto fornece a taxa de secagem real.
Aplicações típicas
O secador de discos é usado sempre que um produto úmido, termossensível ou contendo solvente precisa virar pó:
- Químicos finos e intermediários: tortas de filtro e pastas de síntese.
- Pigmentos e corantes: pastas em que o tom e a qualidade das partículas devem ser preservados.
- Intermediários farmacêuticos: secagem vedada a baixa temperatura com recuperação de solvente.
- Resinas e pós poliméricos: materiais termossensíveis que não podem curar nem degradar.
- Aditivos alimentares, aromas e extratos: materiais sensíveis ao aroma que precisam de baixa temperatura.
O que pode dar errado e como evitar
Crostas nas paredes. Algumas pastas formam uma camada dura antes de secar por completo. Mantenha a velocidade do agitador na faixa que mantém o produto em movimento e considere uma corrida piloto para encontrar a etapa crítica.
Aglomeração. O material úmido pode formar bolas que secam por fora, mas não por dentro. A ação de trituração leve dos discos ajuda, mas produtos muito pegajosos podem exigir outra máquina, como um secador de pás a vácuo.
Vácuo limitado pela bomba. O secador não seca abaixo do ponto de ebulição que o sistema de vácuo consegue sustentar. Dimensione a bomba e o condensador pela carga de evaporação, não pelo vaso.
Limpeza entre produtos. Os discos acrescentam superfície, o que é ótimo para secar, mas mais difícil de limpar. Se você processa muitos produtos, converse com o fornecedor sobre o acesso para limpeza logo no início.
Erros comuns a evitar
- 1.Escolher pelo volume total. O volume útil é cerca de 60 por cento do volume total na faixa ZYG.
- 2.Escolher o secador de discos para um pó de bom escoamento. Se a alimentação já é um pó solto, um secador rotativo a vácuo de duplo cone ou um secador cônico de fita costuma ser o mais indicado.
- 3.Usar a intensidade de secagem de outra máquina. A faixa de 15 a 20 kg/(m²·h) pertence apenas a esta máquina e a esta classe de materiais.
- 4.Deixar o condensador e a bomba fora da cotação.
- 5.Pular o teste piloto para um produto pegajoso ou que faz espuma.
Um ciclo de carga na prática
Uma carga típica em um secador de discos a vácuo passa por quatro fases, e conhecê-las ajuda a ler os dados de teste.
- 1.Aquecimento. A camisa, os discos e o eixo levam o produto à temperatura de evaporação. O vácuo é feito ao mesmo tempo. Essa fase consome energia, mas remove pouca água.
- 2.Secagem a taxa constante. A água livre evapora rápido enquanto o produto ainda está úmido e a transferência de calor está no melhor ponto. A maior parte da água sai nessa fase. O agitador mantém o produto em movimento, de modo que nenhuma parte da carga fique na parede e queime.
- 3.Secagem a taxa decrescente. Quando a umidade superficial se esgota, a taxa cai porque a umidade precisa difundir de dentro das partículas. É aqui que os últimos pontos de umidade tomam uma parcela desproporcional do tempo da carga.
- 4.Acabamento e descarga. O produto é levado à umidade-alvo, o vácuo é quebrado com ar ou nitrogênio e o pó é descarregado.
Como a fase de taxa decrescente costuma decidir o tempo de ciclo, a meta de umidade final importa. Especificar 3 por cento em vez de 8 por cento pode alongar a carga de forma notável; defina a meta pelo que o processo seguinte precisa, não por hábito.
Um exemplo de dimensionamento com números
Os números abaixo são ilustrativos, não dados de clientes.
Um produtor tem 600 kg de pasta úmida por carga com 55 por cento de umidade e quer um pó com 5 por cento de umidade.
- Sólidos secos: 600 x 0,45 = 270 kg
- Massa final com 5 por cento de umidade: 270 / 0,95 = cerca de 284 kg
- Água a evaporar: 600 - 284 = cerca de 316 kg
Se a taxa de secagem média fosse 15 kg de água por metro quadrado por hora (o extremo inferior da faixa da página do produto), uma máquina com 8,7 m² de área principal de aquecimento precisaria de cerca de 316 / (15 x 8,7) = 2,4 horas de evaporação, mais aquecimento e descarga. Neste exemplo, um ZYG-2.0 (1.200 L úteis, 8,7 m²) comportaria a carga com folga. Um projeto real deve confirmar a taxa de secagem por teste, porque o comportamento da pasta, a formação de espuma e de crosta podem levar a taxa bem acima ou abaixo desse valor.
Materiais de construção e opções a discutir
As partes em contato com o produto normalmente são de aço inoxidável, e a escolha da liga, do acabamento superficial e das vedações depende do produto. Ao discutir uma cotação, levante cedo estes pontos:
- Material em contato com o produto: resistência à corrosão se a alimentação contiver ácidos, cloretos ou solventes.
- Tipo de vedação do eixo: uma vedação a vácuo confiável é crítica, principalmente com solventes.
- Meio de aquecimento: vapor, água quente ou óleo térmico, e sua temperatura e pressão na sua planta.
- Condensador e bomba de vácuo: dimensionados para a carga de evaporação e o solvente.
- Proteção contra explosão: se houver solventes inflamáveis, especifique a zona e o método de inertização.
- Acesso para limpeza: bocas de visita, esferas de aspersão ou outras provisões para a troca de produto.
Teste antes de comprar
A SINOTHERMO opera um laboratório de testes piloto pago, onde secadores de condução a vácuo podem ser testados com o seu material. Você pode solicitar um teste piloto para obter tempo de secagem, umidade final, qualidade do pó e observações sobre aderência ou espuma. Os dados do teste são seus, qualquer que seja o fornecedor escolhido.
Leituras relacionadas
- Guia do secador industrial a vácuo
- Tecnologia de secagem por condução
- Secador a vácuo de rastelo versus pás
- Guia de secadores de pás e discos
Perguntas frequentes
Para que serve um secador horizontal de discos a vácuo?
Ele seca líquidos, lamas, pastas e massas até virar pó sob vácuo. É usado para intermediários químicos, pigmentos, resinas e produtos termossensíveis em que importam a baixa temperatura e um vaso vedado.
Como um secador de discos a vácuo difere de um secador de pás a vácuo?
Ambos acrescentam superfície de aquecimento por meio de agitadores ocos. O secador de pás usa pás ocas em cunha com ação autolimpante, o que ajuda produtos pegajosos. O secador de discos usa discos ocos em um eixo aquecido, o que dá uma grande área de aquecimento em um vaso compacto.
Que umidade final um secador de discos a vácuo pode atingir?
A faixa padrão é de 3 a 10 por cento de umidade. Valores menores dependem do produto, do tempo de secagem e do nível de vácuo.
Que fonte de calor um secador de discos usa?
Vapor, água quente ou óleo térmico, com temperatura da fonte de calor de 50 a 200 °C.
Um secador de discos a vácuo pode recuperar solvente?
Sim. O vapor passa por um condensador, de modo que o solvente pode ser coletado em vez de liberado.
Como escolho o tamanho ZYG certo?
Parta do volume útil da carga e da água a remover e confirme então que a área de aquecimento é suficiente. Um teste piloto fornece a taxa de secagem real.
A SINOTHERMO oferece um teste antes da compra?
Sim. O teste piloto é um serviço pago. Você pode solicitá-lo pela página de contato.
Mark Gu
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