Secadores A vácuo

SECADORES A VÁCUO

Adotar o vácuo em secadores de ar quente reduz a capacidade de absorção de umidade do material. Porém, para acelerar a secagem sem aumentar exageradamente a temperatura do ar, o que pode prejudicar o processo e o produto, o material úmido passa a ter aquecimento lento e diretamente com redução de pressão do ar ao mesmo tempo. Assim, é possível aumentar a pressão de saturação da umidade do material(pst) e, ao mesmo tempo, reduzir a pressão parcial de vapor d’agua no ar (pv).

Os equipamentos mais usados são secadores de tambor rotativo de eixo horizontal, onde o material úmido é aquecido diretamente, enquanto o ar entra controlado numa das extremidades e é aspirado juntamente com o vapor retirado permanentemente na outra, mantendo o conjunto e pressão inferior à atmosférica. A secagem por pulverização aquece o ar e o material previamente a temperatura amenas e o sistema é colocado em depressão, como no caso anterior. A redução da temperatura serve para processar produtos delicados como leite, sucos de frutas, etc.

Secadores tipo Tubo e carcaça vertical, se da na retirada da umidade por ebulição (vaporização). Usado para concentração de soluções que circulam pelo interior dos tubos e a fonte de calor (geralmente vapor de água) condensa no envoltório. A umidade retirada pode ser descarregada diretamente na atmosfera ou, caso houver interesse na redução da temperatura da solução para preservar suas equalidades, pode ser criada depressão apreciável, por meio de condensador externo adequado.

Nas instalações de ebulição de múltiplo efeito, o vapor vivo condensado no primeiro estágio é purgado para o ambiente, mas a umidade retirada na forma de vapor é aproveitada como fonte de calor de um segundo intercambiador (2ºestágio) e assim sucessivamente. A umidade retirada do ultimo estágio pode ser descarregada no ambiente quando a temperatura do vapor é maior que 100ºC, ou se for menor, é criada pressão inferior à atmosférica condensando-o num condensador externo. Em virtude das quebras de pressão entre os diversos estágios, a passagem da solução de um para o outro no sentido das pressões crescentes exige um elemento mecânico (bomba). Teoricamente os estágio são limitados pelos gradientes térmicos necessários para troca de calor nos intercambiadores, na pratica em virtude da complexidade, se limita a seis estágios. Quando esses sistemas trabalham sob vácuo, as temperatura de ebulição são reduzidas, favorecendo a secagem de produtos sensíveis.

SECAGEM POR REFRIGERAÇÃO

Permite que a secagem seja efetuada em temperaturas baixas, favorecendo a proteção de propriedades mais sensíveis dos materiais destinados à alimentação humana. As principais técnicas de secagem são:

• Reduzindo o conteúdo de umidade do ar ambiente, o que aumenta a capacidade de arraste de umidade e intensifica a difusão do vapor de água no mesmo. Tal proceder é usado em várias técnicas de secagem, entre as quais a mais significativa é a estabilização da umidade das madeiras. Esta consiste em intensificar a secagem de peças delicadas de madeiras (molduras) mantendo-as praticamente à temperatura ambiente, de tal forma que no final do processo sua atividade de água W seja igual a umidade relativa do ambiente.

• Sistema frigorífico funcionando como bomba de calor, na qual o fluido frigorígeno é a própria umidade a ser retirada. Este processo é particularmente importante, na concentração de soluções ou suspensões por ebulição, a qual neste caso pode ser efetuada economicamente a temperaturas baixas, por meio de instalações bastante simples.

• Criando superfícies de baixa temperatura, para as quais o vapor d’água contido no ar ambiente sofre intensa migração. Trata-se da chamada purga frigorífica, que nas câmaras frigoríficas representa problema a ser contornado, mas que na técnica da secagem pode ser vantajosamente aproveitado. É o caso do processo excepcionalmente valioso da secagem por LIOFILIZAÇÃO, onde o material a secar congelado é aquecido em câmara de baixa temperatura, perdendo a sua umidade por sublimação, sem dano nenhum a sua estrutura e as suas propriedades bromatológicas.

Secagem por absorção

A absorção é um fenômeno pelo qual um vapor é assimilado a frio, em grandes quantidades, por certos líquidos ou soluções salinas. Se esta solução binária assim concentrada é aquecida, isto é, recebe de volta calor que produziu durante a fase de absorção, verifica-se a destilação fracionada, no qual o calor formado será o do fluido mais volátil (absorvido), podendo ser novamente separado do elemento absorvente. A absorção tem pouco interesse para a secagem, sendo seu uso mais relacionado com a técnica da refrigeração.

Secagem por adsorção

A adsorção é um fenômeno exotérmico pelo qual uma mistura de fluido, em contato com um sólido, tem de seus componentes retido. Ela se deve ao fato de que a superfície de qualquer sólido se encontra em estado de tensão, ou de não saturação, que forma um verdadeiro campo residual de forças de coesão superficial. A adsorção se refere restritamente à existência de uma concentração mais alta de um determinado componente, na superfície de uma fase sólida do que no seu interior, o que caracteriza este fenômeno como essencialmente de superfície.

As adsorções podem ser física, que se relacionam com as forças de coesão molecular (forças de Van Der Waals), caracterizando-se a mesma por ter baixos calores de adsorção e um estado de equilíbrio entre sólido e fluido que depende da temperatura do adsorvente e da pressão parcial do fluido adsorvido. Na adsorção química, intervêm forças de atração semelhantes às de valência, que estabelecem ligações químicas com teores de altos de calores de adsorção. Esta técnica é usada para a desumidificação do ar atmosférico, onde os adsorventes mais usados são a SÍLICA GEL e a ALUMINA ATIVADA.

Capacidade de adsorção(Xs)

É a relação entre o peso de fluido adsorvido e o peso do adsorvente. A capacidade de um sólido adsorver um fluido depende das características do fluido e da temperatura e pressão do processo. A velocidade de adsorção diminui rapidamente ao longo do processo até um limite de saturação. O tempo (ts) de se atingir a saturação do adsorvente varia com o fator de contado do fluido a ser adsorvido.

Influência da temperatura e da pressão sobre a adsorção

A capacidade de adsorção aumenta com a pressão e diminui com a temperatura. A relação entre a pressão parcial de vapor (pv) e a capacidade