Secador por atomización de laboratorio para sales metálicas en polvo

Secar por atomización es secar una niebla. La alimentación se rompe en gotas de unas decenas de micrómetros, cada gota entra en contacto con aire caliente y el agua se evapora en un segundo o dos, antes de que la gota pueda llegar a la pared. El producto es una partícula esférica de sal metálica que fluye, se pesa y se envasa sin molienda posterior. Es la forma más rápida de convertir un licor en una muestra sólida que un cliente pueda analizar, y también la más honesta: lo que sale es lo que había en el licor, sin lavados ni cristalizaciones que cambien la composición.

Qué hace la máquina, en términos de balance térmico

El secador no «seca» en el sentido de un horno: aporta el calor latente de evaporación y suficiente calor sensible para llevar el sólido a la temperatura de salida. Con 130–300 °C de entrada y 70–90 °C de salida, el aire entrega el calor y sale saturado, y el consumo específico ronda 1,2–1,5 kg de vapor de agua por kg de aire seco en función de esas dos temperaturas. Lo práctico es que el caudal de evaporación —1 a 3 kg/h de agua— fija el caudal de alimentación para una concentración dada.

La temperatura de salida es la variable de control real, no la de entrada. Si la salida baja demasiado, el polvo sale húmedo y se apelmaza en el frasco; si sube demasiado, se degradan los hidratos y se pierde el agua de cristalización que quizá se quería conservar. Por eso los controladores buenos mantienen ± 1 °C en la salida y la entrada se ajusta sola.

La atomización fija el polvo

Dos palancas: la energía de atomización y la concentración de la alimentación. Con una boquilla de dos fluidos de 0,7 a 2,0 mm, el tamaño de gota cae al subir la presión de aire; con un disco rotativo de 10.000 a 36.000 rpm, cae al subir la velocidad. El tamaño típico resultante está entre 5 y 50 µm, y la relación es monótona, así que se puede apuntar a un rango, no a un corte estrecho.

La concentración también manda: una alimentación más concentrada da partículas mayores con la misma atomización, y reduce el agua a evaporar por kilogramo de producto. El límite práctico es la viscosidad: por encima de cierto valor la boquilla se obstruye o el chorro se vuelve irregular, y entonces hay que diluir, no forzar.

Por qué la cámara es de vidrio

Porque en un laboratorio se trabaja con licores que no se conocen del todo. La cámara de vidrio borosilicato deja ver la trayectoria del chorro, el punto donde las partículas tocan la pared y la formación de anillos de depósito, que es información de diagnóstico que una cámara de acero esconde. También tolera cloruros y ácidos que atacarían el acero inoxidable estándar, y se limpia sin residuos entre campañas.

La contrapartida es la fragilidad y el tamaño: no es una cámara para producción ni para presiones altas. Para un piloto que cambia de licor cada semana, el vidrio es la elección correcta; para un régimen continuo con un solo producto, el acero inoxidable con revestimiento es más duradero.

Qué registrar en cada corrida

• Temperaturas de entrada y salida cada 10 minutos, no solo al principio y al final.
• Caudal de alimentación y concentración de sólidos, para calcular la evaporación real y compararla con la nominal.
• Presión o velocidad de atomización, que es la variable que se repetirá o se cambiará en la siguiente corrida.
• Rendimiento en peso: polvo recogido dividido por sólidos alimentados. Un 70 % casi siempre significa depósito en pared, no pérdida por el ciclón.
• Observación de la cámara al terminar: un anillo en el cono es un problema de ángulo de aspersión; un recubrimiento uniforme es un problema de temperatura.
• Granulometría y densidad aparente del polvo, si hay que comparar con un producto de cristalizador.