ES2205881T3 - Procedimiento e instalacion de secado por atomizacion. - Google Patents

Procedimiento e instalacion de secado por atomizacion.

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ES2205881T3
ES2205881T3 ES99945957T ES99945957T ES2205881T3 ES 2205881 T3 ES2205881 T3 ES 2205881T3 ES 99945957 T ES99945957 T ES 99945957T ES 99945957 T ES99945957 T ES 99945957T ES 2205881 T3 ES2205881 T3 ES 2205881T3
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Ove Emil Hansen
Jens Mourits Sorensen
Martin Andreas Gronlund Scholten
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Abstract

Procedimiento para secado por atomización de un líquido para producir un producto aglomerado atomizando el líquido dentro de una cámara de secado para formar gotitas, introduciendo una primera corriente de gas de secado hacia abajo dentro de la porción superior de dicha cámara para secar parcialmente las gotitas, introduciendo una segunda corriente de gas fluidizante y de secado hacia arriba en la parte del fondo de la cámara a través de una placa perforada para mantener una capa fluidizada de partículas sobre dicha placa, retirando una corriente de gas de secado usado que comprende gas a partir de dicha primera y dicha segunda corriente de gas a partir de la cámara a través de los medios de filtro colectores de partículas, reteniendo de ese modo las partículas sobre la superficie de dichos medios de filtro, liberando dichas partículas retenidas a partir de los medios de filtro, para permitir que entren en contacto otras partículas en la cámara para aglomeración y transferencia dentro de lacapa fluidizada, recuperando las partículas a partir de dicha capa fluidizada y por un medio de tubería externo que transfiere éstas a una unidad de tratamiento posterior separada, externa y sometiendo dichas partículas a al menos un tratamiento posterior seleccionado de entre secado posterior, refrigeración, clasificación incluyendo retirada de polvo, aglomeración, revestimiento y separación, implicando el contacto con el gas en dicha unidad, y retirando una corriente de gas cargada de polvo a partir de dicha unidad a través del segundo medio de tubería externo, caracterizado porque dicha corriente de gas cargada de polvo es guiada a través de dicho segundo medio de tubería externo dentro de la cámara de secado, con lo cual el gas en esta corriente pasa a través del filtro colector de partículas dentro de la cámara antes de salir de la cámara junto con dicho gas de secado usado.

Description

Procedimiento e instalación de secado por atomización.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a la tecnología de secado por atomización aplicable dentro de una amplia gama de industrias, por ejemplo las industrias farmacéutica, química y de alimentación.
Se usa aquí el término secado por atomización en un sentido amplio significando no sólo procedimientos para transformar un sólido disuelto o suspendido en un líquido dentro de un material en polvo, posiblemente aglomerado, aunque también procedimientos en los cuales un propósito esencial es aglomerar un material en partículas atomizando y secando un líquido en él.
Antecedentes de la invención
Dentro de la zona de secado por atomización se han desarrollado mejoras substanciales e instrumentadas mejoras substanciales dentro de las últimas décadas. Un libro de texto estándar sobre tecnología de secado por atomización es Masters, Keath: Spray Drying Handbook, 5ª edición, (Longman Scientific & Technical 1991), incorporado aquí como referencia.
Las modificaciones del procedimiento de secado por atomización básico que son de especial relevancia en relación con las realizaciones preferidas de la presente invención, incluyen la aplicación de un lecho fluidizado estacionario interno en la parte del fondo de la cámara de secado por atomización como también la disposición de un filtro en la misma cámara de secado por atomización para retener partículas en la cámara de otro modo eliminadas de allí arrastradas en la corriente de gas de secado expulsado de la cámara.
Un procedimiento y un aparato que utilizan un lecho fluidizado en el fondo de la cámara de secado por atomización se describe, entre otros, en la patente US nº 5.632.100 (Hansen). En las realizaciones descritas en dicha patente US, se usan diversos tipos de equipos colectores de partículas para tratar no sólo los gases de secado usados retirados de la cámara de secado sino también para tratar corrientes de gas cargadas de partículas que resultan del tratamiento posterior de partículas de producto recuperadas a partir de la cámara de secado en aparatos de lecho fluidizado o clasificadores gravitacionales.
El documento WO 97/14288 sugiere la incorporación de filtros de gas rígidos especiales dentro de la misma cámara de atomización con lo cual se pueden obtener ventajas substanciales, a saber, condiciones mejoradas para la aglomeración de partículas en la cámara de secado y una reducción del requisito para el equipo colector de partículas tal como clasificadores de aire seco y filtros, que incluyen filtros electrostáticos y filtros de tejido para tratar los gases de secado usados a partir de la cámara de secado.
Dicho documento 97/14288 describe una realización en la cual un producto recuperado a partir de un primer lecho fluidizado estacionario en el fondo de una cámara de secado por atomización que tiene filtros de gas rígidos, internos está sujeto a un tratamiento posterior en un lecho fluidizado anular que circunda dicho primer lecho fluidizado, estacionario y que tiene una pared de separación en forma de anillo común con el mismo. El gas con las partículas finas arrastradas a partir de dicho lecho fluidizado anular es introducido dentro de la cámara de secado a través de una hendidura horizontal a corta distancia por encima de dicha primera capa fluidizada, y con posterioridad pasa a los filtros de gas cuando salen de la cámara conjuntamente con los gases de secado usados, con lo cual se recogen dichas partículas sobre las superficies del filtro.
Sin embargo, esta realización adolece de algunas desventajas debido a que la presencia de dicha hendidura anular, que está colocada en o justo debajo de las paredes de la parte del fondo cónico de la cámara de secado, interfiere con el primer lecho fluidizado evitando la función de chorro deseada del mismo. Un chorro de material del primer lecho fluidizado a nivel de las paredes cónicas es esencial para mantener éstas libres de material adhesivo depositado. La hendidura con el flujo de gas hacia arriba a su través evita el retorno apropiado del material proyectado en chorro dentro del primer lecho fluidizado, e implica un riesgo para el material relativamente húmedo que cae dentro del lecho fluidizado anular.
Además, el uso de un lecho fluidizado anular que circunda dicho primer lecho fluidizado para el tratamiento posterior implica algunas limitaciones como la del tipo de tratamiento posterior y los parámetros operacionales y las posibilidades de controlar y regular los mismos. Por lo tanto se pudiera preferir realizar el tratamiento posterior en una unidad separada óptima para el tratamiento pertinente, en la cual se pueden aplicar los parámetros operacionales regulables independientemente.
Por lo tanto, es convencional usar uno o más aparatos separados, independientes para el tratamiento posterior.
Si el tratamiento posterior es un secado suplementario, una refrigeración, una clasificación, una aglomeración o una separación, se forma una corriente de gas cargada de partículas, a partir de la cual las partículas deben ser separadas para recuperar valores en eso o para evitar la contaminación medioambiental. Por lo tanto, la corriente de gas cargada de partículas retiradas a partir del aparato de tratamiento posterior separado está en los procedimientos de la técnica anterior pasada a través de los medios de recogida que sirven solamente con el fin de separar las partículas de dicha corriente de gas. También se han tenido que tomar medidas especiales para incorporar las partículas separadas dentro de la corriente de producto principal o para utilizarlas en otras aplicaciones.
Estos medios para recoger las partículas a partir de la corriente de gas del aparato de tratamiento posterior separado y los medios para la manipulación de partículas recogidas aumentan los costes totales de la instalación y también aumentan los requisitos de espacio.
Sumario de la invención
De este modo, es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento y una instalación, que en comparación con la técnica anterior exactamente relacionada son simplificados omitiendo los medios colectores externos para recoger las partículas de gas a partir del aparato de tratamiento posterior separado.
Se ha comprobado ahora que es posible introducir partículas finas que arrastran las corrientes de gas a partir de los procedimientos del tratamiento posterior, por ejemplo en lechos fluidizados, clasificadores, etc., dentro de la cámara de secado por atomización y utilizan de ese modo el filtro integrado en dicha cámara para limpiar dichas corrientes de gas y hacer de ese modo que sean redundantes los medios de recogida de partículas auxiliares fuera de la cámara de secado. Esto se puede hacer sin alterar el flujo de gas de secado principal y los procedimientos de aglomeración y secado en la cámara de secado, y también sin disminuir la calidad del producto resultante.
De este modo, la invención se refiere a un procedimiento para secado por atomización de un líquido para producir un producto aglomerado atomizando el líquido dentro de una cámara de secado para formar gotitas, introduciendo una primera corriente de gas de secado hacia abajo dentro de la porción superior de dicha cámara para parcialmente secar las gotitas, introduciendo una segunda corriente de secado y gas fluidizante hacia arriba en la parte del fondo de la cámara a través de una placa perforada para mantener una capa fluidizada de partículas sobre dicha placa, extrayendo una corriente de gas de secado usado que comprende gas a partir de dicha primera y dicha segunda corrientes de gas de la cámara a través de los medios de filtro colectores de partículas reteniendo de ese modo las partículas sobre la superficie de dichos medios de filtro, liberando dichas partículas retenidas a partir de los medios de filtro, para permitir que otras partículas entren en contacto en la cámara para aglomeración y transferencia dentro de la capa fluidizada, recuperando partículas a partir de dicha capa fluidizada y por un medio de tubería externo transfiriendo éstas a una unidad de tratamiento posterior separada, externa y sometiendo dichas partículas a al menos un tratamiento posterior elegido a partir del secado posterior, refrigeración, clasificación incluyendo eliminación del polvo, aglomeración, revestimiento y separación, implicando contacto del gas en dicha unidad, y retirando una corriente de gas cargada de polvo a partir de dicha unidad a través del segundo medio de tubería externo. Según la invención este procedimiento está caracterizado porque dicha corriente de gas cargada de polvo es guiada por dicho segundo medio de tubería externa dentro de la cámara de secado, con lo cual el gas en esta corriente pasa a través del filtro colector de partícula dentro de la cámara antes de salir de la cámara conjuntamente con dicho gas de secado usado.
El procedimiento de secado por atomización puede ser del tipo en el cual el líquido que está siendo atomizado contiene un sólido dispersado o de otro modo disuelto, el cual después del secado constituye el producto final.
Alternativamente, el procedimiento se puede caracterizar porque se inyecta un sólido en partículas dentro de la cámara para aglomeración promocionando el contacto con las gotitas del líquido atomizado o partículas húmedas formadas por el secado parcial del mismo, y porque los sólidos contenidos en el líquido muestran propiedades adhesivas cuando se secan y/o el líquido comprende un disolvente que facilita la adhesividad de uno o más componentes del sólido en partículas.
Para realizar el procedimiento de la invención, el equipo debe cumplir ciertos requisitos.
En consecuencia, la invención también se refiere a una instalación para realizar el procedimiento especificado anteriormente, presentando dicha instalación una cámara de secado, un dispositivo de atomización en dicha cámara conectado a una fuente para líquido que va a ser secada por atomización, un dispensador de gas de secado en la parte superior de la cámara, una placa perforada en la parte del fondo de dicha cámara, una cámara de sobrepresión por debajo de dicha placa para proporcionar un flujo hacia arriba de gas de secado y fluidizado a través de las perforaciones en dicha placa, suficiente para mantener una capa de partículas fluidizadas sobre dicha placa, un filtro colector de partículas dentro de dicha cámara, medios para retirar una corriente de gas a partir de dicha cámara a través de dicho filtro, medios de salida para recuperar las partículas a partir de una capa fluidizada que existe sobre dicha placa durante la operación de la instalación, y, conectados a dichos medios de salida, un primer medio de tubería externo que conduce las partículas recuperadas a al menos una unidad de tratamiento posterior separada, externa seleccionada a partir de un secador posterior, un refrigerador, un clasificador, un dispositivo de aglomeración, un equipo para aplicar revestimiento y un separador, cuya unidad durante la operación del mismo emite una corriente de gas que atrapa pequeñas partículas.
Según la invención en su aspecto más amplio, dicha instalación se caracteriza porque presenta un segundo medio de tubería externo para introducir dicha corriente de gas con partículas finas arrastradas emitidas a partir de la unidad dentro de dicha cámara de secado en una ubicación aguas arriba de dicho filtro.
Típicamente, al menos dicha unidad de tratamiento posterior separada, externa es un aparato de lecho fluidizado para secar y/o refrigerar las partículas proporcionadas a partir de la cámara a través de dicho primer medio de tubería externa. Sin embargo, puede sólo también ser un clasificador de gravedad/contracorriente.
En las versiones preferidas de la instalación, se ubica un filtro integrado en una parte superior de la cámara de secado por atomización.
Se han obtenido la mayor porción de las experiencias con cámaras de secado que tienen una parte inferior de zona de sección transversal horizontal decreciendo hacia abajo, la porción del fondo de cuya parte aloja la placa perforada y la capa fluidizada y el filtro que está ubicado por encima de la pared inclinada de dicha parte inferior.
Puede ser grande la cantidad de gas cargado con partículas finas producida en el tratamiento posterior, por ejemplo correspondiendo hasta 50% de la cantidad de gas introducido dentro de la cámara de secado como gas fluidizante y de secado. Para evitar que tal cantidad grande de gas altere la configuración de flujo que existe en la cámara, cuya configuración de flujo es esencial para obtener la operación deseada y cualidades del producto, se prefiere que el segundo medio de tubería externo que se conecta a la unidad de tratamiento posterior y a la cámara de secado desemboque en una parte superior de la última a nivel con el filtro.
En tal realización el filtro puede comprender al menos un elemento esencialmente vertical del cual al menos una porción está entre el atomizador y la ubicación en la parte superior de la cámara para que desemboque dicho medio de tubería para que introduzca la corriente de gas con partículas finas arrastradas.
En una realización específica de esta última versión mencionada de la instalación, el filtro comprende una diversidad de cilindros verticales que circundan el dispositivo atomizador, el segundo medio de tubería para introducir la corriente de gas con partículas finas arrastradas que desemboca el menos en una ubicación fuera del circundado por los cilindros y a la distancia más próxima de dichos cilindros no menor que 1,5 veces el diámetro de este cilindro.
Por medio de dicha disposición, se evita que las partículas finas a partir de la unidad de tratamiento posterior externo entren en contacto con las zonas calientes en la cámara de secado. Esto es esencial puesto que dichas partículas finas se deben a su inferior contenido de humedad más a riesgo de ser dañadas por calor que el promedio de partículas presentes en la cámara de secado.
Esta última realización mencionada adicionalmente tiene la ventaja de que el riesgo se reduce al mínimo por daño de los filtros debido a que la abrasión es reducida al mínimo, evitando la incidencia de partículas muy rápidas sobre la superficie del filtro. Adicionalmente, se obtiene una acumulación uniforme de partículas sobre la superficie del filtro.
Las versiones de la instalación descritas más arriba tienen una capa fluidizada estacionaria en el fondo de la cámara de secado. Sin embargo, pudiera ser posible lograr algunas de las ventajas inherentes en la invención usando una cámara de secado por atomización convencional sin capa fluidizada en el fondo, especialmente si se asegura una aglomeración suficiente de las partículas finas introducidas a partir de la unidad de tratamiento posterior externa.
La invención y contenido de las reivindicaciones no abordadas anteriormente se explicarán más adelante con referencia a los dibujos.
Breve descripción de los dibujos
La fig. 1 muestra una disposición esquemático para un procedimiento y equipo típicos que representan la técnica anterior más cercana.
La fig. 2 muestra esquemáticamente una disposición para una realización de la instalación según la invención.
La fig. 3 es una sección horizontal esquemática de una cámara de secado por atomización que forma porción de la instalación mostrada en la fig. 2.
La fig. 4 es una sección horizontal esquemática a través de otra realización de la cámara de atomización de la instalación según la invención.
La fig. 5 es una sección transversal esquemática a través de una realización adicional de una cámara de secado por atomización que forma porción de la instalación según la invención.
La fig. 6 es una vista en sección parcial vertical de una realización adicional de una cámara de secado por atomización que forma porción de la instalación según la invención.
La fig. 7 es una vista en sección parcial, vertical de incluso una realización adicional de una cámara de secado por atomización según la invención.
Descripción detallada de la invención y realizaciones preferidas
La fig. 1 representa un secador por atomización que tiene un filtro 2 interno, que consiste posiblemente en diversos elementos, y una capa 3 de polvo fluidizada en la parte del fondo.
Los aparatos de secado por atomización de este tipo se describen, entre otros, en el documento WO 97/14288 anterior. Los filtros integrados en este tipo de secadores sirven al fin principal de separar las partículas a partir del gas de secado usado, aunque al mismo tiempo ocurre la aglomeración sobre los filtros en la superficie del filtro y ocurre la aglomeración adicional en otras zonas de la cámara de secado según se describe en dicho documento WO 97/14288. Esta referencia describe substancialmente filtros rígidos. Sin embargo, los filtros integrados pueden ser fabricados de un material de pared de filtro que puede ser un material más bien suave, tal como polímeros de fibras tejidas o no tejidas, soportado por un cesto en el interior de la bolsa, o pueden ser fabricados a partir de material poroso substancialmente rígido autoportante, tal como metal sinterizado o fibras metálicas tejidas o cerámica sinterizada.
El funcionamiento del secador por atomización de la técnica anterior mostrado en la fig. 1 será evidente después de la lectura de la explicación siguiente de un aparato relacionado en conexión con la fig. 2. En la realización de la técnica anterior representada en la fig. 1, se colocan los elementos que forman el filtro 2 bastante cerca de las paredes del secador por atomización, debido a que se consideraba como esencial conservar la distancia tan grande como fuera posible de los elementos del filtro al atomizador central.
A partir de la capa 3 fluidizada se recupera una corriente del producto en partículas y se conduce a un aparato 4 de lecho fluidizado externo. En la realización mostrada este aparato tiene dos zonas de tratamiento.
Las partículas fluidizadas en este aparato pasan primero a una zona de secado que recibe el gas de secado relativamente caliente a través de un conducto 5, y después pasan a través de una segunda zona que recibe el gas de refrigeración y fluidizado a través del conducto 6.
Sin embargo, el aparato 4 de lecho fluidizado es sólo ilustrado como un ejemplo de aparatos convencionales para el tratamiento posterior de los polvos de secado por atomización. Según se menciona más arriba, diversos otros aparatos y procedimientos de tratamiento posterior se han considerado en conexión con la presente invención mientras que dichos tratamientos posteriores producen una corriente de gas que arrastra las partículas finas sopladas a partir del producto que se está tratando.
En la fig. 1 el gas introducido a través de los conductos 5 y 6 sale del aparato 4 a través de un conducto 7 de arrastre de partículas sopladas a partir de la capa fluidizada en el aparato 4.
A través de los conductos 7 este gas alcanza un dispositivo 8 colector de partículas mostrado como un filtro de bolsa. Sin embargo, este dispositivo puede ser sólo también un filtro electrostático o un clasificador, o una combinación de los tipos de dispositivos colectores mencionados.
El gas a partir del cual se han eliminado las partículas en 8 se retira conjuntamente con el gas de secado usado habiendo pasado el filtro 2 interno. Las partículas recogidas en el dispositivo 8 colector pueden ser mezcladas con el producto extraído a partir del aparato 4 de lecho fluidizado si es aceptable la presencia de partículas finas, de otro modo se pueden eliminar, añadidas al líquido que va a ser secado por atomización o usado para otros fines.
Por el presente procedimiento es posible omitir completamente el dispositivo 8 colector y al mismo tiempo obtener el producto en partículas hasta ahora recuperado a partir de 8 incorporado como porción de aglomerados del producto. Por lo tanto, dichas partículas pueden ser utilizadas como porción del producto final sin deterioro de la calidad del mismo. Eso significa, por ejemplo sin incremento del
contenido de polvo del mismo.
La mejora de la técnica anterior impartida por la invención puede ser ilustrada como ejemplo por la realización representada en la fig. 2.
En la fig. 2, el 9 representa una cámara de secado que tiene una parte 10 superior y una parte 11 de fondo. Centralmente en dicha parte superior hay un dispositivo 12 de atomización el cual puede comprender una o más boquillas de presión o 2 boquillas de fluido o un atomizador giratorio.
El atomizador está conectado a través de un conducto 13 a una fuente para el líquido que va a ser secado por atomización.
La 13a es una tubería o medio similar para introducir un material en partículas alrededor del dispositivo 12 de atomización. La 13a está conectada a través de un conducto 13b a una fuente para este material en partículas.
Un conducto 14 proporciona gas de secado a un dispensador 15 de gas de secado en la parte superior de la cámara.
En la parte del fondo de la cámara hay una placa 16 perforada y debajo de esta placa hay una cámara de sobrepresión 17 alimentada con una corriente de gas fluidizante y de secado a través del conducto 18.
En la parte superior de la cámara 9 de secado hay un filtro 19 colector de partículas, el cual puede comprender diversos elementos, y por encima de los elementos del filtro hay un medio 20 a través del cual se retira una corriente de gas de la cámara 9 a través del filtro 19.
Cuando la instalación está en funcionamiento, el líquido que va a ser secado por atomización es conducido vía el conducto 13 al atomizador 12 y, si se desea, se introduce el material en partículas a través de 13b y 13a.
Se proporciona una corriente hacia abajo de gas de secado a través de 14 y 15 para entrar en contacto con las gotitas de líquido atomizadas por 12.
A través del conducto 18, se introduce un gas fluidizante y de secado dentro de la cámara de sobrepresión 17 para crear un flujo de gas hacia arriba a través de las perforaciones de la placa 16.
El gas fluye desde el dispensador 15 y a partir de la placa 16 perforada interactúa para formar una configuración de flujo en la cámara de secado que se describe en detalle en el documento antes mencionado WO 97/14288 y el documento de US 5.632.100. En estas referencias se describe también la importancia de dicha configuración de flujo para obtener una aglomeración deseada de las partículas formadas por el secado de las gotitas atomizadas por el dispositivo 12.
Sobre la placa 16, se acumula una capa 21 fluidizada constituida de partículas húmedas aglomeradas formadas por el secado de las gotitas atomizadas con posible interacción de las partículas introducidas a través de 13a.
Se introduce una corriente de gas que consiste en gas de secado a través de 14 y 15 y gas de secado introducido a través de 18 y 17, así como también cualquiera de las corrientes de gas auxiliares introducidas dentro de la cámara de secado se retira a través del filtro 19 y el medio 20 de retirada que conecta el mismo.
Cuando el flujo de gas cargado de partículas alcanza el filtro 19, las partículas se asientan sobre la superficie del mismo. De este modo la capa de partículas formadas se desprende espontáneamente o de forma preferible por vibración o soplado en sentido contrario y cae hacia abajo en la cámara de secado para alcanzar las zonas que promocionan la aglomeración, en la versión representada cerca de las paredes de la sección 11 de fondo de la cámara, antes de alcanzar la capa 21 fluidizada.
A partir de la capa 21 fluidizada, se recupera una corriente de partículas y por el primer medio 22 de tubería externa se conduce a una unidad 23 de tratamiento posterior separada, externa, la cual puede ser del mismo tipo que el descrito para el aparato 4 en la fig. 1.
Una corriente cargada de partículas de gas de tratamiento usado sale de 23 a través de un segundo medio 24 de tubería externo. Es una característica esencial de la invención que esta corriente de gas cargada de partículas por el medios de tubería se conduce al medio 25 de introducción para introducir dicha corriente de gas dentro de la cámara 9 de secado en una ubicación aguas arriba del filtro 19. Esto significa que el gas introducido a través de 24 y 25 debe pasar el filtro 19 para salir de la cámara 9 de secado.
El medio 25 para introducir la corriente de gas dentro de la cámara de secado tiene una o más aberturas, preferiblemente hendiduras en las paredes de la cámara.
En la realización específica mostrada en la fig. 2, en la que la cámara 9 tiene una parte 11 inferior que tiene una zona de sección transversal horizontal que decrece hacia abajo, el fondo de cuya parte aloja la placa 16 perforada y la capa 21 fluidizada, y el filtro 19 está localizado en la parte superior de la cámara encima de la pared inclinada de la parte inferior. El medio 25 para introducir la corriente de gas con partículas finas arrastradas en la realización representada desemboca en la parte superior de la cámara a nivel con dicho filtro 19 colector.
La fig. 2 también ilustra una característica la cual es importante en ciertas realizaciones de la invención, a saber, que el filtro 19 comprende al menos un elemento esencialmente vertical del cual al menos una porción se dispone entre el atomizador y la ubicación en la parte 10 superior de la cámara para que desemboque dicho medio 25 para introducir la corriente de gas con partículas finas arrastradas a partir de la unidad 23 de tratamiento posterior. De este modo, el filtro tiene un efecto protector que protege el flujo en la zona central de la cámara de secado contra la influencia de la corriente de gas introducida a través de 25. Como se explicó anteriormente, esta realización es especialmente ventajosa cuando es grande la corriente de gas cargada de partículas a partir de la unidad de tratamiento posterior.
La fig. 3 es una vista en sección horizontal esquemática a través de la porción superior de una cámara de secado similar a la representada en la fig. 2. La sección está a nivel con el medio 25 y fabricada a una escala algo mayor que en la fig. 2.
En la realización de las figuras 2 y 3, el filtro 19 comprende una diversidad de cilindros verticales que circundan el dispositivo 12 atomizador. El medio 25 para introducir la corriente de gas con partículas finas arrastradas desemboca en una ubicación fuera del circundado por los cilindros y a una distancia más próxima de los cilindros preferiblemente no menor que 1,5 veces el diámetro de este cilindro. Para satisfacer este requisito el filtro 19 en la fig. 2 está ubicado más distante de las paredes de la cámara, y de este mucho más cerca del atomizador que del filtro 2 de la fig. 1. Se pudiera esperar que ocurrieran problemas debido al contacto entre el filtro y las partículas húmedas o gotitas. Sin embargo, ha resultado que tal modificación se puede hacer sin efecto perjudicial. No obstante, está dentro del alcance de la invención disponer el uso de una placa de protección entre el atomizador y el filtro en caso de que cause problemas la distancia reducida entre ellos.
En la fig. 3 se muestran cuatro medios 25 de introducción.
Por medio de tal disposición se evita que el gas introducido altere el flujo de gas deseado en la porción central de la cámara de secado y al mismo tiempo se eviten la abrasión excesiva y otras alteraciones de los filtros por las partículas arrastradas en el gas.
Según se observa en la fig. 3, es en una realización de la invención preferida que la parte superior de la cámara de secado comprende una pared giratoriamente simétrica con relación a un eje vertical, y que el medio 25 para introducir la corriente de gas con partículas arrastradas se dirija para inyectar dicha corriente dentro de la cámara en una dirección esencialmente tangencial a dicha pared. Dicha dirección puede ser horizontal o inclinada hacia arriba o hacia abajo.
Tal realización permite la introducción de la corriente de gas a partir de la unidad 23 de tratamiento posterior de tal manera que un mínimo de mezclado tiene lugar con los gases por lo general más calientes en la cámara de secado antes de que los gases sean retirados a través de los filtros. Se evita de este modo una disminución substancial de la temperatura de los gases de secado en las porciones centrales de la cámara de secado.
La introducción tangencial también permite una distribución más uniforme del aire introducido con las partículas arrastradas sobre la superficie total del
\hbox{filtro.}
Para evitar la abrasión de los filtros, es posible adicionalmente insertar una placa de protección que protege las superficies del filtro contra la incidencia directa de las partículas arrastradas introducidas por la corriente de gas (esta característica no se muestra en el dibujo).
La fig. 4 muestra una realización en la cual el dispositivo atomizador y los cilindros 19 del filtro vertical que coaxialmente circundan dicho dispositivo están desplazado con relación al eje vertical imaginario del giro de la pared simétrica de la parte 10 de la cámara superior, y el medio 25 para introducir la corriente de gas con partículas arrastradas desemboca en un lugar y en una dirección para inyectar dicha corriente de gas hacia una zona en la que la distancia es máxima entre dicha pared y los cilindros del filtro.
Incluso en una realización adicional la forma de la parte superior de la cámara de secado es tal que una sección horizontal de la misma forma un polígono, según se muestra en la fig. 5, cuyas esquinas 26 están más distante de los cilindros 19 del filtro de lo que se encuentran las porciones restantes de la sección. En esta realización el medio 25 para introducir la corriente de gas con partículas arrastradas desemboca cerca de dichas esquinas 26. Esta realización asegura una introducción uniforme del gas cargado de partículas distante del filtro para obtener la alteración mínima de la operación de secado y la economía y mínimo daño del filtro.
Las figuras 6 y 7 ilustran otras modificaciones del diseño de la cámara de secado para obtener un aumento de la distancia a partir del medio 25 de introducción de gas y los filtros. La parte superior de la cámara de secado tiene una forma frustocónica de inclinación hacia abajo o hacia arriba mientras que los cilindros del filtro son verticales, y el medio 25 para introducir la corriente de gas con partículas arrastradas desemboca cerca de una ubicación en la que la distancia es máxima entre la pared de la parte superior de la cámara de secado y los cilindros del filtro.
En unas realizaciones preferidas de la invención, el medio 25 para introducir la corriente de gas con partículas arrastradas dentro de la cámara de secado es una hendidura.
En unas realizaciones de la cámara de secado en las que el filtro comprende cilindros verticales como los representados en las figuras 2 a 7 la hendidura o hendiduras que forman el medio 25 es preferiblemente vertical, y la distancia a partir de la hendidura al cilindro de filtro más cercano no es menor que el ancho de la hendidura.
Se debería observar que aunque todas las figuras muestran un filtro que consiste en diversos cilindros verticales está dentro del alcance de la invención utilizar cualquier estructura de filtro, por ejemplo según se describe en el documento WO 97/14288 previamente citado.
Las diversas realizaciones representadas en los dibujos se deberían sólo considerar como ejemplos no limitativos de diseños adecuados para realizar la presente invención. Para la persona experta en la técnica es obvio que son posibles diversas modificaciones dentro del alcance de la invención.

Claims (19)

1. Procedimiento para secado por atomización de un líquido para producir un producto aglomerado atomizando el líquido dentro de una cámara de secado para formar gotitas, introduciendo una primera corriente de gas de secado hacia abajo dentro de la porción superior de dicha cámara para secar parcialmente las gotitas, introduciendo una segunda corriente de gas fluidizante y de secado hacia arriba en la parte del fondo de la cámara a través de una placa perforada para mantener una capa fluidizada de partículas sobre dicha placa, retirando una corriente de gas de secado usado que comprende gas a partir de dicha primera y dicha segunda corriente de gas a partir de la cámara a través de los medios de filtro colectores de partículas, reteniendo de ese modo las partículas sobre la superficie de dichos medios de filtro, liberando dichas partículas retenidas a partir de los medios de filtro, para permitir que entren en contacto otras partículas en la cámara para aglomeración y transferencia dentro de la capa fluidizada, recuperando las partículas a partir de dicha capa fluidizada y por un medio de tubería externo que transfiere éstas a una unidad de tratamiento posterior separada, externa y sometiendo dichas partículas a al menos un tratamiento posterior seleccionado de entre secado posterior, refrigeración, clasificación incluyendo retirada de polvo, aglomeración, revestimiento y separación, implicando el contacto con el gas en dicha unidad, y retirando una corriente de gas cargada de polvo a partir de dicha unidad a través del segundo medio de tubería externo, caracterizado porque dicha corriente de gas cargada de polvo es guiada a través de dicho segundo medio de tubería externo dentro de la cámara de secado, con lo cual el gas en esta corriente pasa a través del filtro colector de partículas dentro de la cámara antes de salir de la cámara junto con dicho gas de secado usado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el líquido que se está atomizando contiene un sólido dispersado o de otro modo disuelto.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se inyecta un sólido en partículas dentro de la cámara para aglomeración promocionando el contacto con las gotitas de líquido atomizadas o partículas húmedas formadas por el secado parcial de las mismas, y porque los sólidos contenidos en el líquido muestran propiedades adhesivas cuando se secan y/o el líquido comprende un disolvente que provoca la adhesividad de uno o más componentes del sólido en partículas.
4. Instalación para realizar el procedimiento según la reivindicación 1, 2 ó 3, que está provista de una cámara (9) de secado, un dispositivo (12) de atomización en dicha cámara conectado a una fuente de líquido que va a ser secada por atomización, un dispensador (15) de gas de secado en la parte superior de la cámara, una placa (16) perforada en la parte de fondo de dicha cámara, una cámara de sobrepresión (17) por debajo de dicha placa para proporcionar un flujo hacia arriba de gas de secado y fluidizado a través de las perforaciones en dicha placa, suficiente para mantener una capa de partículas fluidizadas sobre dicha placa, un filtro (19) colector de partículas dentro de dicha cámara, un medio (20) para retirar una corriente de gas a partir de dicha cámara a través de dicho filtro, un medio (22) de salida para recuperar partículas a partir de una capa (21) fluidizada que existe sobre dicha placa durante la operación de la instalación, y, conectado a dicho medio de salida un primer medio de tubería externo que conduce las partículas recuperadas a al menos una unidad (23) de tratamiento posterior separada, externa seleccionada de entre un secador posterior, un refrigerador, un clasificador, un dispositivo de aglomeración, un equipo para aplicar revestimiento y un separador, cuya unidad durante la operación de la misma emite una corriente de gas que arrastra pequeñas partículas, caracterizada porque presenta un segundo medio (24) de tubería externa y un medio (25) de introducción para introducir dicha corriente de gas con partículas finas arrastradas emitidas a partir de la unidad (23) dentro de dicha cámara (9) de secado en una ubicación aguas arriba de dicho filtro (19).
5. Instalación según la reivindicación 4, caracterizada porque presenta un medio (13a) para inyectar un sólido en partículas dentro de la cámara de secado contigua al dispositivo (12) atomizador.
6. Instalación según la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque dicha al menos una unidad (23) separada externa es un aparato de lecho fluidizado para secado y/o refrigeración de las partículas proporcionadas a través de dicho primer medio (22) de tubería externa.
7. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 4, 5 y 6, caracterizada porque dicho filtro (19) está ubicado en una parte superior de la cámara (9).
8. Instalación según la reivindicación 7, caracterizada porque la cámara (9) presenta una parte inferior (11) que tiene una zona de sección transversal horizontal que disminuye hacia abajo, cuya porción del fondo aloja la placa (16) perforada y la capa (21) fluidizada, estando el filtro (19) localizado por encima de la pared inclinada de dicha parte inferior.
9. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, caracterizada porque el segundo medio (24) de tubería externo que conecta dicha unidad (23) y la cámara (9) de secado desemboca en una parte superior de la última a nivel con dicho filtro (19).
10. Instalación según la reivindicación 9, caracterizada porque el filtro (19) comprende al menos un elemento esencialmente vertical del cual al menos una porción está entre el atomizador (12) y la ubicación en la parte (10) superior de la cámara para desembocar dicho medio (25) de introducción y el segundo medio de tubería.
11. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizada porque el filtro (19) comprende una diversidad de cilindros verticales que circundan el dispositivo (12) atomizador, el segundo medio (24) de tubería y el medio (25) de introducción para introducir la corriente de gas con partículas finas arrastradas que desembocan al menos en una ubicación fuera de la circundada por los cilindros.
12. Instalación según la reivindicación 11, caracterizada porque la distancia desde la ubicación para desembocar el medio (25) de introducción al más cercano de dichos cilindros no es menor que 1,5 veces el diámetro de dicho cilindro.
13. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizada porque dicha parte superior (10) de la cámara de secado comprende una pared giratoriamente simétrica con relación a un eje vertical, y el medio (25) para introducir la corriente de gas con partículas arrastradas se dirige para inyectar dicha corriente dentro de la cámara en una dirección tangencial a la pared.
14. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 13, caracterizada porque tiene al menos una placa de protección, que protege el filtro contra la incidencia directa de las partículas arrastradas introducidas por la corriente de gas a partir del segundo medio (24) de tubería externo a través del medio (25).
15. Instalación según la reivindicación 13, caracterizada porque el dispositivo (12) atomizador y los cilindros (19) de filtro vertical que circundan coaxialmente dicho dispositivo están desplazados con relación a un eje vertical imaginario de la pared giratoriamente simétrica de la parte (10) de cámara superior, desembocando el medio (25) para introducir la corriente de gas con partículas arrastradas en un lugar y en una dirección para inyectar el gas hacia una zona en la que es máxima la distancia entre dicha pared y los cilindros de filtro.
16. Instalación según la reivindicación 13, caracterizada porque la parte superior de la cámara de secado presenta una forma frustocónica que disminuye hacia abajo o hacia arriba mientras que los cilindros (19) de filtro son verticales y el medio (25) para introducir la corriente de gas con partículas arrastradas desemboca cerca de una ubicación en la que la distancia es máxima entre dicha pared de la parte superior de la cámara y los cilindros de filtro.
17. Instalación según la reivindicación 11 ó 12, caracterizada porque la forma de la parte superior de la cámara de secado es tal que una sección horizontal de la misma forma un polígono, cuyas esquinas (26) están más distantes de los cilindros (19) de filtro que la porción restante de la sección, desembocando el medio (25) para introducir la corriente de gas con partículas arrastradas cerca de dichas esquinas (26).
18. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizada porque el medio (25) para introducir la corriente de gas con partículas finas arrastradas a partir del segundo medio (24) de tubería dentro de la cámara de secado es una hendidura.
19. Instalación según la reivindicación 18, en la que el filtro comprende cilindros verticales, caracterizada porque dicha hendidura es vertical y la distancia de la misma respecto al cilindro de filtro más cercano no es menor que el ancho de la hendidura.
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