Principio y construcción

Un secador de bandejas es uno de los equipos de secado más sencillos y utilizados en laboratorios e industrias para secar materiales sólidos, gránulos, polvos y productos húmedos. Funciona según el principio de transferencia de calor por convección, donde el aire caliente circula sobre el material colocado en bandejas y la humedad se evapora mediante la transferencia de calor del aire al material. El aire húmedo se extrae continuamente del secador y se reemplaza con aire fresco y seco para mantener la velocidad de secado.

Los secadores de bandejas se utilizan ampliamente en las industrias farmacéutica, química, alimentaria y textil gracias a su simplicidad, secado uniforme y funcionamiento por lotes. Son ideales para secar materiales que no se pueden fluidizar o que requieren un secado a temperatura controlada.

Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento de un secador de bandejas se basa en la circulación uniforme de aire caliente para eliminar la humedad por evaporación. El calor se transfiere al material húmedo por conducción y convección a partir del aire caliente que circula sobre él y a su alrededor. El aire de secado recoge la humedad evaporada y la evacua a través de un sistema de extracción.

La velocidad de secado depende de la temperatura, la velocidad del aire, la humedad y la superficie del material. El aire se calienta mediante calentadores eléctricos o serpentines de vapor y luego circula a través de ventiladores. El patrón de circulación del aire (flujo cruzado o vertical) garantiza un secado uniforme en todas las bandejas. El aire dentro de la cámara se renueva continuamente para mantener una humedad relativa baja, lo que promueve un secado eficiente.

Construcción de un secador de bandejas

Un secador de bandejas es una cámara de secado rectangular con forma de caja, fabricada en acero inoxidable o acero dulce, diseñada para albergar múltiples bandejas dispuestas en niveles. Consta de los siguientes componentes principales:

• Cámara de secado (gabinete):
  El cuerpo principal del secador de bandejas es una cámara con aislamiento térmico de doble pared. La pared interior es de acero inoxidable (SS 304 o SS 316) para mayor resistencia a la corrosión, mientras que la exterior es de acero dulce. La cavidad entre ambas paredes está revestida con material aislante (como lana de vidrio o lana mineral) para evitar la pérdida de calor. La cámara cuenta con puertas herméticas con juntas para minimizar las fugas de aire.
• Bandejas:
  La cámara de secado contiene varias bandejas rectangulares, generalmente de acero inoxidable, que contienen el material a secar. Las bandejas son perforadas o sólidas, según el tipo de producto. Cada bandeja reposa sobre soportes o carros que se deslizan dentro del secador. El número de bandejas puede variar de 6 a 96 o más, según el tamaño y la capacidad del secador.
• Sistema de calefacción:
  El calor se suministra al secador mediante serpentines de vapor, calentadores eléctricos o serpentines de agua caliente ubicados dentro de la cámara o en los conductos de aire. El medio calefactor calienta el aire que pasa sobre él, elevando la temperatura del aire de secado al nivel deseado (normalmente de 40 °C a 100 °C, según el material).
• Sistema de circulación de aire:
  El secador de bandejas está equipado con ventiladores o sopladores de flujo axial, montados en la parte superior o trasera de la cámara, para distribuir el aire caliente uniformemente por las bandejas. Los ventiladores garantizan la convección forzada, mejorando la transferencia de calor y la velocidad de secado. La velocidad del aire se mantiene típicamente entre 2 y 5 m/s. El flujo de aire puede ser horizontal, vertical o una combinación de ambos, según el diseño.
• Sistema de manejo de aire y escape:
  El aire fresco entra por las entradas y el aire húmedo se expulsa mediante compuertas o conductos de extracción equipados con filtros. Los flujos de aire de entrada y de extracción se equilibran cuidadosamente para mantener un entorno de secado estable. Algunos secadores de bandejas también incluyen conductos de recirculación para reutilizar parte del aire caliente, mejorando así la eficiencia térmica.
• Sistema de control de temperatura:
  El secador incluye termostatos o controladores automáticos de temperatura para mantener una temperatura uniforme en toda la cámara de secado. Los termopares controlan la temperatura en varios puntos para garantizar la seguridad del producto y un secado uniforme.
• Sistema de carros (en secadoras grandes):
  En los secadores industriales de bandejas de gran tamaño, las bandejas se colocan en carros móviles que pueden introducirse y extraerse con ruedas de la cámara de secado. Este diseño facilita la carga y descarga, reduciendo el tiempo de manipulación.
• Panel de control:
  El secador de bandejas se opera mediante un panel de control equipado con interruptores, indicadores de temperatura, temporizadores y dispositivos de seguridad. En sistemas avanzados, los controles PLC-HMI permiten un ajuste preciso de la temperatura, la velocidad del aire y el tiempo de secado.