Principio y construcción

Un secador rotatorio al vacío (RVD) es un secador de calentamiento indirecto por lotes que se utiliza para secar materiales sensibles al calor, higroscópicos o tóxicos que requieren un secado a baja temperatura al vacío. Funciona según el principio de transferencia de calor por conducción, donde el calor se suministra a la carcasa cilíndrica encamisada y se transfiere al material húmedo por contacto, mientras que la humedad se elimina al vacío en forma de vapor. Posteriormente, el vapor se condensa y se recoge por separado, lo que garantiza un proceso de secado limpio y eficiente.

La combinación de rotación, vacío y agitación suave garantiza un secado uniforme, reduce el tiempo de secado y preserva la calidad del producto. Los secadores rotativos al vacío se utilizan ampliamente en las industrias farmacéutica, química, alimentaria y de colorantes para secar materiales como polvos, gránulos, pastas y lodos.

Principio de funcionamiento

El principio del secador rotatorio al vacío se basa en el calentamiento indirecto y el secado al vacío.

• El calor se suministra al material a través de una camisa o carcasa giratoria hueca utilizando vapor, agua caliente o aceite térmico.
• El tambor gira continuamente, lo que garantiza una agitación constante y una transferencia de calor uniforme a todas las partículas.
• Se aplica vacío dentro del secador, lo que reduce el punto de ebullición del agua o los disolventes presentes en el material. Como resultado, la humedad se evapora a temperaturas más bajas, evitando la degradación térmica de las sustancias sensibles al calor.
• Los vapores evaporados son extraídos por la bomba de vacío, pasan a través de un condensador donde se condensan y se recogen en un receptor, dejando atrás el sólido seco.
• Este proceso continúa hasta alcanzar el nivel de humedad deseado.

De esta forma, el secado en un RVD se produce por conducción de calor a través de la pared metálica y evaporación a presión reducida, haciéndolo eficiente y suave.

Detalles Constructivos

Un secador de vacío rotatorio consta principalmente de los siguientes componentes:

1. Cámara de secado (tambor giratorio):

El cuerpo principal del RVD es una carcasa cilíndrica horizontal fabricada en acero inoxidable (SS 304 o SS 316) o acero al carbono, según el producto. La carcasa está revestida para circular el medio calefactor (normalmente vapor, agua caliente o aceite térmico), que transfiere el calor por conducción al material húmedo del interior.

El secador está montado sobre muñones o cojinetes y gira lentamente (5–20 rpm) mediante un motor y una caja de engranajes. Esta rotación lenta garantiza un volteo y mezclado continuos, así como un secado uniforme del material.

2. Chaqueta y sistema de calefacción:

La carcasa exterior del tambor está rodeada por una camisa a través de la cual circula el medio calefactor. La entrada de vapor y la salida de condensado cuentan con juntas rotativas para un flujo continuo durante la rotación. El calor conducido a través de la pared del tambor eleva la temperatura del material húmedo, provocando la evaporación de la humedad.

En algunos diseños avanzados, la superficie interna del tambor también puede contener paletas agitadoras huecas a través de las cuales pasa el vapor, lo que aumenta el área de transferencia de calor y la velocidad de secado.

3. Sistema de vacío:

Se conecta una bomba de vacío a la cámara de secado para mantener el nivel de vacío deseado (normalmente de 50 a 100 mmHg absolutos). El vacío reduce el punto de ebullición de la humedad o el disolvente, lo que permite la evaporación a temperaturas mucho más bajas, normalmente de 40 °C a 80 °C, según el producto y el tipo de disolvente.

Una línea de vacío se conecta a un condensador de vapor, donde los vapores se condensan y se recogen en un tanque receptor. Los gases no condensables se expulsan a través de una trampa o línea de ventilación.

4. Sistema de condensación:

Los vapores generados durante el secado se extraen a través de una salida de vapor y se condensan en un condensador tubular o de serpentín con agua fría. El condensado (agua o disolvente) se recoge en un recipiente receptor para su recuperación o eliminación. Esto garantiza un sistema de secado cerrado, limpio y con capacidad de recuperación de disolventes.

5. Mecanismo de accionamiento:

El secador gira mediante un motor eléctrico y una caja reductora de velocidad conectados mediante cadena, correa o acoplamiento directo. La velocidad se puede ajustar con un variador de frecuencia (VFD) para optimizar el tiempo de secado y la eficiencia de la mezcla.

6. Sistema de alimentación y descarga:

El material húmedo a secar se carga a través de una boca de acceso o puerto de alimentación ubicado en la parte superior de la carcasa. Tras el secado, el producto se descarga por una salida en la parte inferior, que puede contar con una válvula de mariposa o un transportador de tornillo sin fin para facilitar la descarga.

La carga suele ser del 25 al 50% del volumen de la secadora, lo que garantiza suficiente espacio para el secado y la eliminación del vapor.

7. Agitadora (opcional):

Algunos RVD están equipados con un agitador hueco que gira con la carcasa o de forma independiente. El agitador mueve el material continuamente, lo que mejora la transferencia de calor, evita la adherencia y garantiza un secado uniforme.

8. Sistema de sellado:

Dado que el funcionamiento se realiza al vacío, todas las juntas están selladas al vacío mediante sellos mecánicos o de aceite. La entrada de vapor, la salida de condensado y las conexiones de vacío están diseñadas con juntas rotativas para mantener la hermeticidad durante la rotación.

9. Instrumentación y controles:

Un RVD moderno incluye indicadores de temperatura, manómetros, vacuómetros, caudalímetros de condensado y válvulas de control para regular el nivel de vacío, la presión del medio de calentamiento y la temperatura del producto.
Los sistemas avanzados están controlados por PLC para su funcionamiento automático, enclavamientos de seguridad y registro de datos de lotes.