Princípio e Construção

Um secador de bandejas é um dos equipamentos de secagem mais simples e amplamente utilizados em laboratórios e indústrias para secagem de materiais sólidos, grânulos, pós e produtos úmidos. Ele opera com base no princípio da transferência convectiva de calor, onde o ar quente circula sobre o material colocado nas bandejas, e a umidade é evaporada pela transferência de calor do ar para o material. O ar úmido é então continuamente removido do secador e substituído por ar fresco e seco para manter a taxa de secagem.

Os secadores de bandejas são amplamente utilizados nas indústrias farmacêutica, química, alimentícia e têxtil devido à sua simplicidade, secagem uniforme e operação em batelada. São ideais para secar materiais que não podem ser fluidizados ou que necessitam de secagem com temperatura controlada.

Princípio de Operação

O princípio de funcionamento de um secador de bandejas baseia-se na circulação uniforme de ar quente para remover a umidade por evaporação. O calor é transferido para o material úmido por condução e convecção a partir do ar quente que flui sobre e ao redor dele. O ar de secagem absorve a umidade evaporada e a remove através de um sistema de exaustão.

A taxa de secagem depende da temperatura, velocidade do ar, umidade e área superficial do material. O ar é aquecido por aquecedores elétricos ou serpentinas de vapor e depois circulado por ventiladores. O padrão de circulação do ar (fluxo cruzado ou fluxo vertical) garante secagem uniforme em todas as bandejas. O ar dentro da câmara é continuamente renovado para manter baixa umidade relativa, promovendo assim uma secagem eficiente.

Construção de um Secador de Bandejas

Um secador de bandejas é uma câmara de secagem retangular em formato de caixa, fabricada em aço inoxidável ou aço carbono e projetada para acomodar múltiplas bandejas organizadas em níveis. Ele consiste nos seguintes componentes principais:

• Câmara de Secagem (Gabinete):
  O corpo principal do secador de bandejas é uma câmara termicamente isolada com construção de parede dupla. A parede interna é feita de aço inoxidável (SS 304 ou SS 316) para resistência à corrosão, enquanto a parede externa é feita de aço carbono. O espaço entre as duas paredes é preenchido com material isolante (como lã de vidro ou lã mineral) para evitar perda de calor. A câmara possui portas herméticas com vedações para minimizar vazamentos de ar.
• Bandejas:
  A câmara de secagem contém várias bandejas retangulares, geralmente feitas de aço inoxidável, que acomodam o material a ser seco. As bandejas podem ser perfuradas ou lisas, dependendo do tipo de produto. Cada bandeja repousa sobre suportes ou carrinhos que deslizam para dentro do secador. O número de bandejas pode variar de 6 a 96 ou mais, dependendo do tamanho e capacidade do secador.
• Sistema de Aquecimento:
  O calor é fornecido ao secador por meio de serpentinas de vapor, aquecedores elétricos ou serpentinas de água quente localizadas dentro da câmara ou nos dutos de ar. O meio de aquecimento aquece o ar que passa sobre ele, elevando a temperatura do ar de secagem ao nível desejado (tipicamente entre 40°C e 100°C, dependendo do material).
• Sistema de Circulação de Ar:
  O secador de bandejas é equipado com ventiladores axiais ou sopradores montados na parte superior ou traseira da câmara para circular o ar quente uniformemente entre as bandejas. Os ventiladores garantem convecção forçada, melhorando a transferência de calor e a taxa de secagem. A velocidade do ar é normalmente mantida entre 2–5 m/s. O fluxo de ar pode ser horizontal, vertical ou uma combinação de ambos, dependendo do projeto.
• Sistema de Tratamento e Exaustão de Ar:
  O ar fresco entra através das entradas, e o ar úmido é expelido por dampers ou dutos de exaustão equipados com filtros. Os fluxos de ar de entrada e saída são cuidadosamente balanceados para manter um ambiente de secagem em regime permanente. Alguns secadores de bandejas também incluem dutos de recirculação para reutilizar parte do ar quente, melhorando a eficiência térmica.
• Sistema de Controle de Temperatura:
  O secador inclui termostatos ou controladores automáticos de temperatura para manter temperatura uniforme em toda a câmara de secagem. Termopares monitoram a temperatura em vários pontos para garantir segurança do produto e secagem consistente.
• Sistema de Carrinhos (em secadores grandes):
  Em grandes secadores industriais de bandejas, as bandejas são colocadas em carrinhos móveis que podem ser deslocados para dentro e para fora da câmara de secagem. Esse projeto facilita o carregamento e descarregamento, reduzindo o tempo de manuseio.
• Painel de Controle:
  O secador de bandejas é operado através de um painel de controle equipado com interruptores, indicadores de temperatura, temporizadores e dispositivos de segurança. Em sistemas avançados, os controles PLC–IHM permitem ajuste preciso da temperatura, velocidade do ar e tempo de secagem.