Engenharia: Leito fluidizado com ar pulsante seca melhor
Atualidades
A secagem com emprego de leitos fluidizados é uma operação unitária comum na indústria.
Os equipamentos possuem construção simples, são compactos, e a eficiência energética do processo é boa.
Apesar da adequação, o consumo de energia para circular e aquecer o ar, em geral o fluido usado para a retirada da água, é considerável.
No entanto, uma alternativa mais econômica está aparecendo: a secagem em leitos pulso-fluidizados.
O processo promissor já foi estudado por pesquisadores da Polônia, que alegam sucesso na secagem industrial de açúcar, e também há relatos de estudos sendo conduzidos no Canadá, no Chile, e no Brasil.
Marcello Nitz, pesquisador da Escola de Engenharia Mauá, após conhecer um equipamento de pulso-fluidização no Canadá, montou um projeto sob orientação de Osvaldir Pereira Taranto, professor associado e pesquisador da Faculdade de Engenharia Química da Unicamp, de Campinas-SP, para a construção de um secador no Brasil, como parte de uma a Leito fluidizado com ar pulsante seca melhor ENGENHARIA tese de doutorado.
O projeto foi levado a cabo, e o pulso-fluidizador ainda é estudado no campus da Mauáem São Caetanodo Sul-SP.
Em leitos fluidizados convencionais, uma tela perfurada distribui um fluxo de ar ascendente que mantém suspenso material particulado – o leito.
O mesmo ar que eleva as partículas reduz sua umidade superficial, realizando o processo de secagem.
A pulso-fluidização é uma variante na qual uma válvula contendo um disco com uma abertura é instalada na alimentação do ar.
O movimento de giro do disco direciona sua abertura e o ar a uma fração da área total da tela, movimentando as partículas nessa área, enquanto em outras seções o material permanece estático.
A introdução dessa característica oscilatória (pulsação) confere uma espécie de movimento vibratório ao leito, que aumenta a eficiência da secagem, permitindo a redução do consumo de energia.
O comportamento cíclico também reduz a formação de canais preferenciais de passagem do ar, que aparecem quando materiais coesivos que tendem a formar grumos (aglomerações), como alguns sais higroscópicos, são secados.
Essa parece ser, até o momento, a grande vantagem do novo método.
Os canais preferenciais geram um grave problema, por que reduzem o contato do fluido com as partículas, prejudicando a eficiência e a homogeneidade de sua secagem.
Em suas pesquisa, Nitz também investigou a viabilidade da pulso-fluidização em processos de recobrimento, como os utilizados na indústria farmacêutica.
Nesse caso, grânulos de sacarose ou amido, inertes, são recobertos com medicamentos.
O meio tradicional é o uso de leitos de jorro, conhecidos como leitos Wurster, mas o processo é lento e tem consumo de energia alto.
Os primeiros estudos de Nitz, no entanto, revelaram grande dificuldade para realizar o recobrimento a contento.
Mas o pesquisador acredita no potencial da pulso-fluidização para aplicações em secagem de materiais.
Testes efetuados em parceria com um fornecedor de produtos químicos mostraram que um processo de secagem de acetato de sódio por leito fluidizado convencional, com duração de doze horas, se completou em apenas duas, em um pulso-fluidizador.
Na indústria alimentícia, uma possibilidade cogitada pelo pesquisador é substituir a esteira vibratória usada no trabalho (redução da umidade da massa de macarrão após sua extrusão) por um leito pulso-fluidizado.
Partículas com distribuição de tamanho muito ampla, um difícil desafio para leitos comuns, também são mais facilmente processados nos pulsáteis.
O processo, porém, não é adequado para materiais com alta umidade superficial, muito úmidos em seu seio, demasiadamente densos, ou com partículas de grandes dimensões.
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