Sécheur rotatif sous vide

Rotary Vacum Paddle Dryer

Rotative Sécheur sous vide

Le séchoir rotatif sous vide est constitué d’une cuve cylindrique à double enveloppe munie d’un agitateur central doté de pales spécialement conçues. Dans ce type de séchoir, le chauffage indirect est obtenu par circulation d’eau chaude, d’huile thermique ou de vapeur dans l’enveloppe. La conception de l’agitateur est optimisée pour que chaque particule soit en contact avec la surface chauffée lors de sa rotation. Ceci permet d’obtenir une température uniforme dans tout le lot, évitant ainsi la recondensation à l’intérieur de la chambre de séchage grâce à l’absence de zones froides. Il en résulte une vitesse de séchage rapide et l’élimination de l’agglomération. Un vide poussé est maintenu pendant le mouvement du matériau, permettant l’élimination de l’humidité ou de la vapeur dans les conditions souhaitées.

Principe et construction

Un séchoir rotatif sous vide (SRV) est un séchoir à chauffage indirect de type discontinu utilisé pour le séchage de matériaux thermosensibles, hygroscopiques ou toxiques nécessitant un séchage à basse température sous vide. Son fonctionnement repose sur le principe du transfert de chaleur par conduction : la chaleur est fournie à l’enveloppe cylindrique à double paroi et transférée au matériau humide par contact, tandis que l’humidité est éliminée sous vide sous forme de vapeur. Cette vapeur est ensuite condensée et collectée séparément, garantissant ainsi un processus de séchage propre et efficace.

La combinaison de la rotation, du vide et d’une agitation douce assure un séchage uniforme, un temps de séchage réduit et la préservation de la qualité du produit. Les séchoirs rotatifs sous vide sont largement utilisés dans les industries pharmaceutique, chimique, alimentaire et des colorants pour le séchage de matériaux tels que les poudres, les granulés, les pâtes et les suspensions.

Principe de fonctionnement

Le principe du séchoir rotatif sous vide est basé sur le chauffage indirect et le séchage sous vide.

  • La chaleur est fournie au matériau à travers une enveloppe ou une coque rotative creuse en utilisant de la vapeur, de l’eau chaude ou de l’huile thermique.
  • Le tambour est tourné en continu, assurant une agitation constante et un transfert de chaleur uniforme à toutes les particules.
  • Un vide est créé à l’intérieur du séchoir, ce qui abaisse le point d’ébullition de l’eau ou des solvants présents dans le matériau. De ce fait, l’humidité s’évapore à des températures plus basses, empêchant ainsi la dégradation thermique des substances thermosensibles.
  • Les vapeurs évaporées sont extraites par la pompe à vide, passent dans un condenseur où elles sont condensées et recueillies dans un récepteur, laissant derrière elles le solide séché.
  • Ce processus se poursuit jusqu’à ce que le niveau d’humidité souhaité soit atteint.

Ainsi, le séchage dans un RVD se produit grâce à la conduction de chaleur à travers la paroi métallique et à l’évaporation sous pression réduite, ce qui le rend à la fois efficace et doux.

Détails de construction

Un séchoir à vide rotatif se compose principalement des éléments suivants :

1. Chambre de séchage (tambour rotatif) :

Le corps principal du RVD est une enveloppe cylindrique horizontale en acier inoxydable (SS 304 ou SS 316) ou en acier au carbone, selon le produit. Cette enveloppe est doublée pour permettre la circulation du fluide caloporteur — généralement de la vapeur, de l’eau chaude ou de l’huile thermique — qui transmet la chaleur par conduction au matériau humide contenu à l’intérieur.

Le séchoir est monté sur des tourillons ou des paliers et est mis en rotation lente (5 à 20 tr/min) par un moteur et un réducteur. Cette rotation lente assure un brassage continu, un mélange homogène et un séchage uniforme du matériau.

2. Veste et système de chauffage :

L’enveloppe extérieure du tambour est entourée d’une double enveloppe dans laquelle circule le fluide caloporteur. Les orifices d’entrée de vapeur et de sortie de condensat sont munis de joints rotatifs assurant un débit continu pendant la rotation. La chaleur transmise par la paroi du tambour augmente la température du matériau humide, provoquant ainsi son évaporation.

Dans certaines conceptions avancées, la surface interne du tambour peut également contenir des pales d’agitateur creuses à travers lesquelles passe la vapeur, augmentant ainsi la surface de transfert de chaleur et le taux de séchage.

3. Système de vide :

Une pompe à vide est reliée à la chambre de séchage pour maintenir le niveau de vide souhaité (généralement de 50 à 100 mm Hg absolus). Le vide abaisse le point d’ébullition de l’humidité ou du solvant, permettant ainsi l’évaporation à des températures beaucoup plus basses — généralement de 40 °C à 80 °C, selon le type de produit et de solvant.

Une conduite de vide est reliée à un condenseur de vapeur, où les vapeurs sont condensées et recueillies dans un réservoir récepteur. Les gaz non condensables sont évacués par un piège ou une conduite d’évacuation.

4. Système de condensation :

Les vapeurs générées pendant le séchage sont extraites par une sortie de vapeur et condensées dans un condenseur à faisceau tubulaire ou à serpentin à l’aide d’eau glacée. Le condensat (eau ou solvant) est recueilli dans un réservoir pour être récupéré ou éliminé. Ceci garantit un système de séchage fermé, propre et permettant la récupération du solvant.

5. Mécanisme d’entraînement :

Le séchoir est mis en rotation par un moteur électrique et un réducteur reliés par une chaîne, une courroie ou un accouplement direct. La vitesse peut être ajustée grâce à un variateur de fréquence (VFD) afin d’optimiser le temps de séchage et l’efficacité du mélange.

6. Système d’alimentation et d’évacuation :

La matière humide à sécher est chargée par un trou d’homme ou un orifice d’alimentation situé sur le dessus de la cuve. Après séchage, le produit est évacué par une sortie située au fond, qui peut être équipée d’une vanne papillon ou d’une vis sans fin pour faciliter le déchargement.

La charge représente généralement 25 à 50 % du volume du séchoir, assurant un espace suffisant pour le brassage et l’élimination de la vapeur.

7. Agitateur (facultatif) :

Certains séchoirs à cuve tournante sont équipés d’un agitateur creux qui tourne avec la cuve ou indépendamment. Cet agitateur brasse continuellement le matériau, améliorant ainsi le transfert de chaleur, empêchant l’adhérence et assurant un séchage uniforme.

8. Système d’étanchéité :

Le fonctionnement se faisant sous vide, tous les joints sont étanches sous vide grâce à des joints mécaniques ou à huile. Les raccords d’entrée de vapeur, de sortie de condensat et de vide sont conçus avec des joints rotatifs afin de garantir une étanchéité parfaite pendant la rotation.

9. Instrumentation et contrôles :

Un système RVD moderne comprend des indicateurs de température, des manomètres, des vacuomètres, des débitmètres de condensats et des vannes de régulation pour contrôler le niveau de vide, la pression du fluide caloporteur et la température du produit.

Les systèmes avancés sont pilotés par automate programmable (PLC) pour un fonctionnement automatique, des dispositifs de sécurité et l’enregistrement des données par lot.

Avantages

idéal pour les matériaux sensibles à la chaleur.

grâce au vide, empêchant la dégradation du produit.

Le système fermé empêche tout contact avec l'air extérieur ou la poussière.

possible à partir de condensat.

en raison de la rotation et du mélange.

Convient aux opérations par lots polyvalentes.

car la récupération de chaleur latente par condensation est possible.

Caractéristiques

01

Granuleuse /

pâteux / hygroscopique / sensible à la chaleur

02

Matériels

peut être manipulé.

03

Opération

peut être réalisé à basse température.

04

Énergie

fonctionnement efficace.

05

Indirecte

mode de chauffage.

06

Fermée

opération.

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