Secador de lamas (slurry): como escolher o secador certo para lamas químicas, de pigmentos e de extratos

Não existe um único secador de lamas. A máquina certa depende da espessura da lama, de ela colar ou não durante a secagem, da sensibilidade ao calor e da presença de solvente. Lamas fluidas combinam com um secador CD ou com um secador de tambor raspador a vácuo. Lamas espessas, pegajosas ou húmidas de solvente combinam com secadores a vácuo de pás, de rastelo ou de discos horizontais. Lamas que podem ser atomizadas em gotículas finas costumam ser mais bem tratadas num secador por atomização. Um ensaio com o seu próprio material confirma a escolha.

Contexto rápido: o que «slurry» significa em secagem

Em secagem, uma lama (slurry) é uma mistura bombeável de partículas sólidas num líquido. A gama é ampla: uma lama química fina que escorre como leite, uma pasta de pigmento espessa que mal se bombeia, um bolo de filtração ressuspenso e tudo o que fica entre os dois. Cada uma comporta-se de forma diferente quando a água sai, e o mesmo secador não serve para todas.

Este artigo trata de lamas de processo: intermediários químicos, pigmentos, resinas, argilas, extratos e outros produtos que quer recuperar como sólido seco. Se se trata de lamas de ETAR ou águas residuais, em que o objetivo é reduzir volume e eliminar, consulte o nosso artigo sobre a escolha da tecnologia de secagem de lamas para a gestão de resíduos e a página de aplicação de secagem de lamas. As máquinas sobrepõem-se, a lógica de seleção é diferente.

Quatro perguntas que decidem o secador

1. 1.Como escoa? Pode ser bombeada e espalhada em película, ou é uma pasta rígida?
2. 2.Como se comporta ao secar? Passa por uma fase pegajosa, forma crosta ou espuma?
3. 3.Qual a sensibilidade ao calor? Qual é a temperatura máxima admissível do produto?
4. 4.Há solvente? Solventes inflamáveis ou tóxicos exigem um sistema de vácuo fechado com condensador.

Responda a estas perguntas e a lista de candidatas fica geralmente em duas ou três máquinas.

As principais opções de secador de lamas

Secador CD: secagem contínua de líquidos e pastas fluidas

O secador CD usa discos ocos aquecidos indiretamente que rodam dentro da lama. Forma-se uma camada fina nas duas faces de cada disco, que evapora depressa. A página do produto indica um coeficiente de transferência de calor de 2 300 W/m²K e uma eficiência térmica de 80 a 85 %. A área de transferência vai de 1 a 12 m² nos modelos de discos de 900 mm e de 12 a 32 m² nos de 1 300 mm. O produto sai em flocos ou em pó conforme a aplicação.

Combina com operação contínua com líquidos e pastas fluidas, incluindo caulino, resinas e lamas químicas, e ocupa muito menos espaço do que um secador de tambor para a mesma superfície de aquecimento. Não é adequado para pastas muito pegajosas que não formam película fina.

Secador de tambor raspador a vácuo: pastas espessas e tenazes em flocos

O secador de tambor raspador a vácuo reveste um tambor aquecido com uma película fina e raspa a película seca em flocos. Funciona em contínuo e trata materiais pastosos, tenazes e espessos, difíceis em secadores de tabuleiros, de leito fluidizado ou de atomização, com 5 a 8 % de humidade nos flocos. Combina com pastas espessas em que flocos são uma forma de produto aceitável. O princípio é explicado no nosso artigo sobre o secador de tambor raspador a vácuo.

Secador de pás a vácuo: lamas pegajosas e pastas que devem acabar em pó

O secador de pás a vácuo usa pás ocas em cunha que agitam e aquecem o lote sob vácuo. As pás autolimpam-se, o que limita incrustações. A temperatura do meio de aquecimento é de 50 a 200 °C e a humidade final de 3 a 10 %. Combina com lamas pegajosas, que formam crosta ou húmidas de solvente, produzidas por lotes e destinadas a acabar em pó.

Secador de rastelo a vácuo: secagem agitada simples por lotes

O secador de rastelo a vácuo revolve o material com um rastelo lento contra uma camisa aquecida. É o desenho mais simples e combina com lamas que não são demasiado pegajosas. O volume útil vai de 300 a 6 000 L.

Secador de discos horizontais a vácuo: grande área de aquecimento num recipiente compacto

O secador de discos horizontais a vácuo acrescenta discos ocos num veio aquecido para obter grande área de aquecimento por litro de recipiente. Combina com lamas de grande carga de evaporação. Mais detalhes no nosso artigo sobre o secador de discos horizontais.

Secador por atomização: lamas que podem ser pulverizadas

Se a lama é bombeável e o produto deve ser um pó fino e fluido, um secador por atomização pode ser o melhor caminho. A lama é pulverizada em gotículas e seca em segundos. Precisa de alimentação bombeável e de um valor de produto que justifique o caudal de ar. Para pastas demasiado espessas para pulverizar, escolha um dos secadores de contacto acima.

Matriz de seleção do secador de lamas

Use a tabela como primeira lista de candidatas. O comportamento real de um material, em especial a fase pegajosa, só se vê num ensaio.

Como se comporta uma lama ao secar

Perceber as fases da secagem explica por que a escolha da máquina importa tanto.

1. 1.Fase fluida. Com humidade alta a lama escoa e molha bem as superfícies quentes. A transferência de calor é excelente e a evaporação rápida. Quase qualquer secador de lamas serve aqui.
2. 2.Fase pegajosa ou plástica. À medida que a humidade desce, muitas lamas ficam espessas, pegajosas e coesas. Aderem às paredes, aos veios e umas às outras. É aqui que as más escolhas de máquina falham, porque o material acumula-se e a transferência de calor colapsa.
3. 3.Fase friável. Mais secagem parte a massa em grumos e depois em pó. O agitador tem agora de partir aglomerados em vez de os espalhar.
4. 4.Fase seca. A última humidade sai lentamente do produto. O produto escoa livremente e a transferência de calor é pior, pelo que o último por cento ocupa uma parte desproporcionada do ciclo.

Os secadores de película, como o secador CD e o de tambor raspador, evitam a fase pegajosa secando uma camada muito fina numa só passagem. Os secadores agitados a vácuo superam-na limpando as superfícies e misturando o lote ao longo dela. Os secadores por atomização contornam-na secando as gotículas tão depressa que a partícula nunca assenta numa superfície. Cada abordagem combina com uma lama diferente, por isso a fase pegajosa é a primeira coisa a estudar num ensaio.

Energia e custo de operação dos secadores de lamas: o que realmente o determina

Os compradores perguntam muitas vezes qual o secador de lamas mais barato de operar. A resposta honesta é que depende de quatro coisas.

• Água a evaporar. Cada quilograma de água precisa de aproximadamente o mesmo calor latente, pelo que uma alimentação mais seca poupa energia em qualquer máquina. A desidratação mecânica a montante, com filtro-prensa ou centrífuga, costuma ser a poupança de energia mais barata disponível.
• Modo de transferência de calor. Os secadores de contacto passam o calor diretamente ao produto com poucas perdas no escape. A página do produto do secador CD indica uma eficiência térmica de 80 a 85 %. Os secadores de ar quente perdem calor na corrente de escape.
• Sistema de vácuo. Os secadores a vácuo acrescentam consumo de bomba, mas permitem secar a menor temperatura e recuperar solvente.
• Mão de obra e limpeza. As máquinas por lotes exigem carga e limpeza entre lotes. As contínuas exigem alimentação estável e atenção.

Para uma comparação justa, peça a cada fornecedor que cote na mesma base: mesma alimentação, mesma carga de evaporação e mesma humidade final, com consumo de meio de aquecimento, potência elétrica e sistema de vácuo.

Um exemplo resolvido

Os números são ilustrativos, não dados de clientes.

Um fabricante químico tem 1 000 kg por lote de lama de pigmento com 65 % de humidade. O produto escurece acima de cerca de 90 °C e tem de sair em pó.

• Matéria seca: 1 000 x 0,35 = 350 kg
• Água a evaporar até 3 % de humidade: 1 000 - (350 / 0,97) = cerca de 639 kg por lote

Como o produto é sensível ao calor e tem de sair em pó, a lista de candidatas inclui secadores a vácuo de pás, de rastelo ou de discos. O vácuo baixa o suficiente o ponto de ebulição da água para secar abaixo de 90 °C de temperatura do produto, e a carga de evaporação de cerca de 640 kg por lote favorece uma máquina com grande área de aquecimento. O passo seguinte é um ensaio num secador de pás e num de discos para comparar tempo de secagem, incrustações e qualidade do pó.

Erros comuns a evitar

1. 1.Comprar pelo preço sem conhecer a fase pegajosa. Muitas lamas passam por uma fase em que aderem a todas as superfícies. Uma máquina que não a trate pára a produção.
2. 2.Tratar a lama residual e a lama de processo como o mesmo problema. A primeira é sobre custo de eliminação, a segunda sobre qualidade do produto.
3. 3.Ignorar o solvente. Um solvente inflamável muda a bomba, o condensador e o projeto elétrico.
4. 4.Escolher um secador que dá a forma de produto errada. Um tambor raspador dá flocos, não pó.
5. 5.Saltar o ensaio. Duas lamas com o mesmo teor de sólidos podem comportar-se de forma muito diferente.
6. 6.Subestimar a carga de evaporação. A água a remover é o que mais condiciona o tamanho do secador.

O que anexar a um pedido de cotação

• Composição da lama e teor de sólidos
• Viscosidade ou descrição de como escoa
• Humidade alvo e forma do produto (pó, flocos, grânulos)
• Temperatura máxima admissível do produto
• Tipo de solvente, se houver
• Tamanho de lote ou caudal horário
• Meio de aquecimento disponível

Ensaie antes de comprar

A SINOTHERMO realiza ensaios-piloto pagos para que veja como a sua lama se comporta em diferentes secadores antes de decidir. Peça um ensaio-piloto. Os dados são seus e podem ser usados com qualquer fornecedor. A SINOTHERMO fabrica e vende equipamentos e não oferece secagem por encomenda. Para uma escolha mais ampla entre todas as máquinas a vácuo e de contacto, consulte equipamentos de secagem a vácuo: como escolher conforme o material.

Perguntas frequentes

Qual é o melhor secador de lamas?

Depende da lama. Lamas fluidas combinam com um secador CD. Lamas espessas, pegajosas ou húmidas de solvente combinam com secadores a vácuo de pás, de rastelo ou de discos. Lamas que podem ser pulverizadas combinam com um secador por atomização.

É possível secar uma lama por atomização?

Sim, se for bombeável e puder ser pulverizada. Um secador por atomização dá um pó fino e fluido. Pastas muito espessas não podem ser pulverizadas e precisam de um secador de contacto.

Qual a diferença entre secagem de lamas de processo e de lamas de ETAR?

A secagem de lamas de processo visa obter um produto seco. A secagem de lamas de ETAR visa geralmente reduzir o volume antes da eliminação. As máquinas sobrepõem-se, os critérios de seleção diferem.

Posso secar uma lama com solvente inflamável?

Sim, num secador a vácuo fechado com condensador, que também permite recuperar o solvente.

Um secador de tambor serve para lamas?

Sim, para lamas pastosas e tenazes. O secador de tambor raspador a vácuo da SINOTHERMO dá flocos com 5 a 8 % de humidade.

Como sei que secador não vai incrustar?

Descobre-se no ensaio. A fase pegajosa é uma propriedade do material, não do catálogo do fornecedor.

A SINOTHERMO seca lamas como serviço?

Não. A SINOTHERMO fabrica e vende equipamentos de secagem e oferece ensaios-piloto pagos.