Spray Drying 1 Spray Drying Essiccamento di liquidi

Spray Drying ? ? ? 1

Spray Drying ? ? ? Essiccamento di liquidi contenenti in sospensione, emulsione dei solidi Principio di funzionamento Evaporazione di un liquido atomizzato in presenza di aria calda Dispersione in gocce? Mediante atomizzatori cinetici o a pressione. Gocce misurate in micron: Dp Vpar Spar Vol Npar Surf 2. E-05 4. E-15 1. E-09 1. E-04 2. E+10 31 2

Spray Drying ? ? ? Controllo del diametro delle particelle 20 - 500 Controllo della forma delle particelle (sferica) Controllo della temperatura delle particelle (TB) Prodotti solidi omogenei Bassi tempi di contatto (3 -40 s) Impianto non soggetto a corrosioni 3

(amido) (siero di latte) 4

Applicazioni: Spray dryer Una soluzione liquida di A è dispersa in gocce B che vengono essiccate a produrre C, solido amorfo o cristallino. 5

Applicazioni: Micronization Si desidera una polvere ottenuta da A cristallino. A è sciolto in B a formare la soluzione C che produrrà il solido E 6

Applicazioni: micro Encapsulation Si desidera disperdere piccole dosi di B in una matrice solida, es gomma arabica (C, in fase liquida ). Si usa un liquido si supporto (carrier) A per formare una soluzione D. 7

Applicazioni: Englobing Simile all’ encapsulation: si desidera disperdere piccole dosi di B in una matrice solida A. Si usa un liquido si supporto (carrier) C per formare una soluzione D. 8

Spray Dryers 9

Equicorrente Feed inserito nella parte più calda Esce alla T più bassa. Può utilizzare tutti gli atomizzatori Controcorrente Maggiore efficienza negli scambi Feed inserito nella parte più fredda Esce alla T più alta Può utilizzare atomizzatori a pressione Alcune volte usato per grandi particelle avendo maggiore tempo di residenza 10

Combinato o a Fontana Inizialmente in controcorrente quindi per gravità in equicorrente. Alcune volte usato per grandi particelle avendo maggiore tempo di residenza Può utilizzare atomizzatori a pressione 11

Ciclo dell’aria aperto/chiuso Ciclo chiuso utilizzato quando si tratta di solventi tossici o infiammabili che vanno ricuperati Separazione del prodotto dall’aria Separazione primaria alla base dell’apparecchio Separazione secondaria con cicloni, ovvero filtri a manica, elettrostatici etc. . 12

Atomizzatore Centrtifugo Spray creato dal moto centrifugo di un disco mosso da un motore Dispersione dei diametri delle particelle < 100 Dimensione delle particelle dipendente da rpm e dal diametro del disco Limitate sostituzioni periodiche dei componenti Gli effetti “della parete” si controllano poco 13

Atomizzatore a pressione Lance Adaptor Retainer Key Screw Retainer Swirl Chamber Orifice Insert Assembled Nozzle Chamber Housing 14

Atomizzatore a pressione Spray creato dal passaggio del fluido attraverso un orificio Riduce la produzione di fini Dimensione delle particelle dipendente dalla portata e dalla perdita di carico Sostituzione periodica dei suoi componenti Richiede spesso una pompa volumetrica Gli effetti “della parete” si controllano variando l’angolo del cono di swirl 15

Atomizzatore a due fluidi Spray creato dal passaggio di 2 fluidi: il liquido + aria compressa Dispersione dei diametri delle particelle Dimensione delle particelle dipendente dalle portate e dalla perdita di carico Produce particelle molto piccole (10 -20 ) Sostituzione periodica dei suoi componenti Gli effetti “della parete” si controllano poco Può usare qualsiasi pompa 16

Tipica distribuzione dei diametri per due Atomizzatori Atomizzatore a pressione Atomizzatore a due fluidi 17

Variazione di Tout a vari Tin con G costante Tout Portata di Liquido 18

Modello Plug_Flow m W T LN U Tg G U = Umidità aria kg/kg G = Portata aria secca kg/tempo mw = massa di liquido in una singola goccia N = # gocce/tempo v = m/tempo= velocità della goccia N/v = #gocce per unità di lunghezza= Nm N dt = #gocce che fluiscono nel tempo dt 19

Bilancio sulla Goccia 20

Bilancio sul Gas 21

Bilancio Goccia 22

Bilancio gas 23