INFLUÊNCIA DO TIP SPEED NO PROCESSO DE ATOMIZAÇÃO DE UM SPRAY DRYER DE DISCO ROTATIVO
Igor Paiva Sansão, Giuseppe Viccaro Silva, Kauana Martins Iglesias, Rodrigo de Abreu Costa, Ciro Henrique Teixeira, Deovaldo de Moraes Junior Universidade Santa Cecília
Resumo
A secagem é um processo que consiste na transferência de um líquido presente em um sólido úmido para uma fase gasosa não saturada. É uma operação unitária aplicada nas indústrias de alimentos, agrícolas, químicas, farmacêuticas entre outras. O spray dryer é um equipamento comumente utilizado neste processo devido sua versatilidade operacional. Seu principio consiste na maximização da área de troca de calor e massa, através da atomização. Visa obter produtos de baixa granulometria a partir do contato com uma corrente controlada de ar quente, promovendo a evaporação do solvente. A escassez de estudos técnicos do dimensionamento e distribuição da névoa no equipamento são alguns dos fatores que limitam o emprego otimizado desta técnica. Um dos problemas que acabam muitas vezes inviabilizando o uso do spray dryer é a tendência em produzir depósitos nas paredes da câmara, uma vez que os discos atomizadores rotativos tendem a direcionar a névoa em direção às paredes, além da má distribuição da névoa, contribuindo para uma secagem ineficiente. O presente trabalho teve por objetivo estudar a influência da velocidade do fluido a ser seco na saída do disco rotativo no alcance máximo da atomização em um spray dryer. O experimento foi realizado no Laboratório de Operações Unitárias da Universidade Santa Cecília, Santos, SP. A unidade foi composta de uma estrutura metálica equipada com um conjunto motor-atomizador e um suporte de madeira para 81 placas coletoras. Um sistema de bombeamento transportou o fluido do tanque de armazenamento ao disco atomizador. O fluido utilizado foi água, e os experimentos foram realizados com as vazões de 0,90 g/s e 0,98 g/s; discos atomizadores de diâmetro 30,10 mm e 40,25 mm e rotações de 17000 rpm, 24000 rpm e 31000 rpm. Após padronização com os supracitados ensaios, fixou-se com o disco menor o tip speed como sendo 26,84 m/s, 37,82 m/s e 48,85 m/s, resultando nas rotações de 12713 rpm, 17948 rpm e 23183 rpm para o disco de maior diâmetro. Observou-se que no ensaio de vazão 0,90 g/s, rotação 24000 rpm e disco de 40,25 mm houve uma distribuição mais uniforme do material atomizado. Em contra partida, para vazão 0,90 g/s, rotação 31000 e disco de 40,25 mm, a distribuição foi unidirecional e ainda assim insuficiente de ser medida no sistema construído. Fixando o tip speed, para ambas as vazões, disco de 40,25 mm e rotação de 12735 rpm, resultando em tip speed de 26,84 m/s, apresentou uma melhor distribuição do produto aspergido quando comparado com o disco de diâmetro 30,10 mm e rotação de 17000 rpm. O experimento permitiu concluir que, para o equipamento estudado, o diâmetro do disco apresenta maior influência na uniformidade da atomização do material. Sugere-se para continuidade dos estudos a utilização de discos de diferentes diâmetros, a instalação de um segundo ponto de alimentação e um maior número de coletores visando cobrir os espaços sem medição.
Palavras-chave
spray dryer, tip speed, alcance de atomização
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