Procesos de secados
Procesos
Procesos de secado
Si el ambiente seco consiste en un flujo de aire caliente, el proceso de secado lógicamente se acelera, pero las variables del proceso mantienen la misma tendencia. En un proceso de secado, el aire caliente golpea el gránulo de plástico que se coloca en una tolva. La humedad interna del gránulo, estresada por la temperatura, migra al exterior y es absorbida, junto con la humedad superficial, por el flujo de aire. Las variables del proceso de secado son:
- humedad inicial del gránulo
- humedad residual requerida
- punto de rocío del aire utilizado
- temperatura del aire
- caudal de aire
- tamaño del grano
- tiempo de secado
Humedad inicial
A medida que aumenta el valor de la humedad inicial del gránulo, lógicamente aumenta el tiempo necesario para el secado. La humedad inicial depende del tipo de gránulo, su proceso de producción y las condiciones de almacenamiento. Los productores de gránulos normalmente deberían garantizar no solo la humedad de "producción", sino también la humedad de "entrega". Sin embargo, es una buena idea realizar un control antes del procesamiento ya que, después de la producción y entrega, hasta el uso, intervienen factores que modifican el contenido de humedad.
Humedad residual
Todo el proceso de secado del gránulo está influenciado por la humedad residual que se requiere para una buena transformación. En función de este parámetro se elige el sistema de secado (con aire ambiente caliente normal o con aire previamente secado). El valor de la humedad residual se fija en función del tipo de material plástico y de las características deseadas para el producto acabado. Los fabricantes de resinas plásticas deberán indicar el valor de humedad residual (límite de uso) por encima del cual no se garantizan las características del tipo de material plástico utilizado para el producto.
Punto de rocío del aire de proceso
Ya hemos visto en el artículo anterior cómo se comporta un gránulo húmedo en un ambiente seco. Una vez establecido el valor de humedad residual que desea, deberá ver con qué punto de rocío del aire de proceso se puede alcanzar este valor. Entonces se decidirá si utilizar aparatos que utilicen aire ambiente normal (normalmente llamados “secadores”) o aparatos que utilicen aire previamente secado (llamados “deshumidificadores”). En el segundo caso, también se debe elegir el tipo de generador a utilizar, según el valor del punto de rocío, que garantice la deshumidificación necesaria. La humedad residual indicada por la línea sólida requiere un aire de proceso que tenga un punto de rocío de -40°C. Será necesario, por tanto, para alcanzar esa humedad residual, utilizar un aparato que utilice aire previamente secado (deshumidificador).
Temperatura del aire de proceso
Hemos visto cómo el valor de humedad residual que se puede alcanzar depende del punto de rocío del aire de proceso. Una vez que se ha establecido una curva de deshumidificación para un valor de punto de rocío determinado, esta curva se desplaza hacia la izquierda a medida que aumenta la temperatura del aire. Como resultado, el tiempo de deshumidificación disminuye. Por tanto, hay que intentar trabajar a la temperatura más alta posible, compatible con los límites que marca cada tipo de material plástico (ver temperatura de reblandecimiento, temperatura de liberación de contaminantes, etc.).
Flujo de aire de proceso
El valor de humedad residual alcanzable depende del valor del punto de rocío del aire utilizado. Con el mismo aire, en un punto de rocío dado, se puede alcanzar más rápidamente la misma humedad residual aumentando el caudal de aire. De hecho, a medida que aumenta el flujo de aire, la curva se desplaza hacia la izquierda. Para cada tipo de material se establece un valor óptimo de requerimiento de aire (K), por debajo del cual no se trabaja en condiciones ideales. El requerimiento se expresa en metros cúbicos de aire por cada kilogramo de gránulos a secar. El valor óptimo, según el tipo de gránulo, puede oscilar entre un mínimo de 0,5 m3/kg y un máximo de 3,5-4 m3/kg. Con el valor de K se puede obtener el caudal de aire que debe tener el generador de aire seco, para un caudal horario determinado en kg/h de material a secar. Por lo tanto, es recomendable que el caudal de aire sea lo más alto posible, compatible con los inconvenientes que puede traer un caudal demasiado alto. Los inconvenientes incluyen: manejo y transporte del granulado dentro de la tolva; la temperatura demasiado alta que puede asentarse en la parte superior de la tolva. Esto último implica la necesidad de un enfriamiento más intenso del aire, antes de volver al generador. En el cálculo global, lógicamente es necesario tener en cuenta el caudal “efectivo” del circuito en las condiciones de trabajo y no el caudal nominal del soplante o ventilador. Tamaño del gránulo Cuanto más grande es el gránulo, más tarda la humedad de una resina higroscópica en migrar desde el interior hacia el exterior. Fijado, como siempre, el valor de la humedad residual y consecuentemente el punto de rocío que debe tener el aire de proceso, la curva de deshumidificación se desplaza hacia la izquierda a medida que disminuye el tamaño del gránulo. En consecuencia, el tiempo de deshumidificación disminuye.