Vantagens e desvantagens do leito fluidizado vibratório e medidas de economia de energia
O leito vibratório fluidizado é um equipamento convencional para secagem na indústria farmacêutica, que pertence ao tipo de secagem convectiva. O mecanismo de funcionamento do secador convectivo é que o calor é transferido diretamente para os materiais úmidos pelo ar quente na forma de convecção, e o vapor d'água é retirado ao mesmo tempo que a umidade se vaporiza. Além da própria secadora, o aparelho possui ainda ventilador, aquecedor, separador e outros equipamentos auxiliares. O leito fluidizado vibratório é adequado para partículas cristalizadas com tamanho de partícula superior a 100 mesh.
As vantagens do leito fluidizado vibratório são as seguintes:
(1) O coeficiente de transferência de calor e massa das duas fases é superior ao do leito fixo, o que pode encurtar o tempo e melhorar a capacidade de produção do equipamento;
(2) O equipamento possui alta intensidade de produção e pode ser operado de forma contínua ou intermitente;
(3) A fluidização de partículas sólidas tem características de fluido, por isso é fácil de operar e controlar, podendo reduzir certa intensidade de trabalho;
(4) O equipamento é simples e fácil de manter e fabricar;
(5) Boa segurança de operação.
Leito fluidizado vibratório também tem suas desvantagens:
(1) Geralmente, não é adequado para materiais fáceis de aderir à parede e aglomerar;
(2) O leito fluidizado não é adequado para a fluidização de vários materiais com densidades diferentes;
(3) Não é adequado para materiais com requisitos estritos na forma do produto;
(4) Existem certos requisitos para o tamanho da partícula do material durante a operação do leito fluidizado vibratório, e o diâmetro da partícula é geralmente 30 μ m ~ 6 mm. Se o tamanho da partícula for muito pequeno, é fácil ser transportado pelo fluxo de ar e muito grande não é fácil de fluidificar;
(5) Devido à necessidade de ventiladores, aquecedores, separadores ou coletores de pó e outros equipamentos auxiliares, o equipamento é volumoso e cobre uma grande área;
(6) Tem as vantagens de baixa perda de calor e alta eficiência térmica (geralmente até cerca de 80%). A eficiência térmica do leito fluidizado vibratório é geralmente de 40% - 60%. Do ponto de vista da economia de energia, é necessário melhorar a eficiência térmica.
O equipamento de leito fluidizado por vibração é amplamente utilizado nas indústrias farmacêutica, química, alimentícia e outras devido à sua estrutura simples, fácil manutenção e boa segurança. Atualmente, os tipos comuns de equipamento de secagem em leito fluidizado na indústria farmacêutica incluem principalmente secador por fervura, secador por fervura horizontal e secador por leito fluidizado vibratório.
No que diz respeito aos equipamentos de leito fluidizado, seu defeito é antes de tudo a baixa taxa de utilização de energia, pertencente a equipamentos de alto consumo de energia. O consumo de energia do leito vibratório fluidizado é principalmente a eletricidade consumida pelos ventiladores e o vapor consumido pela troca de calor do aquecedor. O consumo de vapor é responsável por uma grande proporção do consumo de energia. Para o projeto e fabricantes de leito vibratório fluidizado, é necessário melhorar a taxa de utilização de energia do leito vibratório fluidizado em termos de medidas técnicas.
Resumindo a prática de aplicação, acho que há três maneiras de melhorar o efeito de economia de energia:
(1) Reforçar o efeito de vedação do leito fluidizado vibratório. No passado, a panela de ebulição de alguns secadores de ebulição não era bem combinada com o corpo do equipamento, e havia um sério fenômeno de vazamento de ar. Desta forma, o ar frio externo entrava na panela, reduzindo bastante a temperatura do ar quente, afetando o efeito de secagem e reduzindo a eficiência térmica;
(2) Melhore o efeito de troca de calor do aquecedor. O aquecedor tem construção áspera e baixa eficiência de troca de calor, o que aumentará o consumo de vapor. Atualmente, muitos secadores equipados com equipamento de secagem em leito fluidizado usam aletas enroladas em tubo de aço para troca de calor. Embora o tubo de aço possa economizar no custo do material, não é tão bom quanto o tubo de cobre na transferência de calor;
(3) Reutilize o ar de exaustão. Quando a temperatura do ar residual extraído do leito fluidizado é mais alta que a do ar natural, uma parte do ar residual pode ser usada para entrar no aquecedor para reduzir a perda de vapor.
Além disso, cada tipo de equipamento de secagem tem suas próprias vantagens, e a combinação de vários tipos de equipamento de secagem também é uma das formas de economizar energia. Para economizar o consumo de energia, a secagem por fluidização é adotada na etapa inicial da secagem e a secagem por microondas é utilizada na etapa posterior da secagem, o que diminui o tempo de secagem e economiza o consumo de vapor.