Les équipements de séchage sous vide sont applicables à de nombreuses applications dans la plupart des secteurs industriels tels que les produits chimiques, pharmaceutiques, alimentaires, les plastiques et les poudres métalliques.
Le séchage sous vide présente de nombreux avantages, mais comme pour la plupart des choses dans la vie, il est tout aussi important de comprendre les limites et la manière d'appliquer chaque conception pour une mise en œuvre réussie.
Pour la plupart des applications, il existe deux principaux types de sécheurs génériques à chaleur directe ;
S2 Engineering fabrique, fournit et installe les deux types génériques de sécheurs sous vide et cet article explique les différences.
L'équipement de séchage sous vide est généralement utilisé pour les opérations par lots, car il élimine l'eau ou élimine et récupère les solvants d'un matériau humide. L'équipement est aussi parfois utilisé pour modifier la chimie moléculaire et physique d'un matériau (appelé changement de phase) dans des opérations spécialisées telles que les réactions chimiques et la stabilisation des polymères solides.
Un sécheur sous vide est généralement utilisé pour séparer un liquide volatil par vaporisation d'une poudre, d'un gâteau, d'une boue ou d'une autre matière humide. Ce processus est fondamentalement thermique et n'implique pas la séparation mécanique du liquide de la matière, comme dans le cas de la filtration ou de la centrifugation.
Contrairement à un sécheur à chaleur directe, dans lequel le matériau est immergé directement dans le milieu chauffant (généralement un flux de gaz chaud) et est séché par convection, un sécheur sous vide est un sécheur à chaleur indirecte. En d'autres termes, la chaleur est transférée au matériau lorsqu'il entre en contact avec la surface chauffée du séchoir, séchant ainsi le matériau par conduction.
Il est essentiel de comprendre cette distinction pour saisir les avantages et les limites du séchage sous vide, ainsi que pour sélectionner un sécheur sous vide qui permette d'atteindre efficacement et économiquement les objectifs de votre procédé. Pour comprendre comment le fonctionnement sous vide facilite le séchage, nous devons commencer par une équation de séchage simplifiée :
Q = U A ΔT, ..... où
L'objectif de l'équipement de séchage est d'obtenir un transfert de chaleur efficace (Q) vers le matériau afin que son contenu liquide soit vaporisé. Le plus souvent, les propriétés du matériau et le type de sécheur déterminent effectivement les valeurs U et A du processus. 2 Lors de l'utilisation d'un séchoir, il s'agit donc de maximiser la valeur ΔT afin d'augmenter la valeur Q.
Le séchage sous vide présente ici un avantage unique. En contrôlant la pression atmosphérique, le sécheur sous vide augmente le ΔT effectif pour un processus donné. En d'autres termes, le séchage sous vide réduit simplement le point d'ébullition - ou la température de vaporisation - nécessaire à l'élimination du liquide.
En contrôlant la pression et la chaleur introduite dans le sécheur, il est possible d'augmenter considérablement le ΔT effectif et donc de sécher le matériau plus rapidement qu'à l'atmosphère normale. C'est pourquoi un sécheur sous vide est particulièrement adapté au séchage d'un matériau thermosensible qui se dégrade au-dessus d'une température donnée et qui nécessiterait autrement un long cycle de séchage. Les vitamines, les antibiotiques et de nombreux produits chimiques fins en sont des exemples.
La conception en système fermé nécessaire pour obtenir et maintenir l'atmosphère à basse pression à l'intérieur du sécheur présente également des avantages pour le traitement de matières dangereuses. Il s'agit par exemple de produits chimiques ou de solvants toxiques et de matières explosives. Le sécheur sous vide contient et condense en toute sécurité les vapeurs dangereuses de ces substances, sans aucune menace pour l'environnement de travail ou l'atmosphère extérieure. Pour certaines matières dangereuses, vous pouvez assurer une protection supplémentaire en utilisant un gaz inerte pour limiter le niveau d'oxygène dans le sécheur sous vide.
Lorsque l'on compare un sécheur sous vide à un sécheur à chaleur directe, tel qu'un sécheur rotatif à chaleur directe ou un sécheur à lit fluidisé, il faut garder à l'esprit certaines limitations. Le sécheur sous vide fonctionne presque intrinsèquement en mode discontinu en raison des exigences d'étanchéité du sécheur. Mais selon les pratiques de votre secteur, cela peut ne pas poser de problème. Par exemple, si vous avez besoin d'identifier et de tracer des lots individuels de vos produits, le fonctionnement par lots est probablement préférable. Le séchage par lots permet également une plus grande polyvalence des processus et peut être plus facilement adapté à l'évolution des pratiques de fabrication. Mais si votre sécheur sous vide fait partie d'un processus continu, vous devrez installer des trémies d'alimentation et d'autres équipements de manutention avant le sécheur pour créer un fonctionnement hybride discontinu-continu.
Une autre limitation des sécheurs sous vide est liée au mode de transfert de chaleur de l'équipement. La limite supérieure de température d'un sécheur sous vide, généralement d'environ 315 °C (600 °F), est inférieure à celle d'un sécheur à chaleur directe. La vitesse à laquelle la température du matériau peut être augmentée dans un sécheur sous vide est également limitée. En effet, le sécheur sous vide à chaleur directe est limité par la surface disponible pour le transfert de chaleur, contrairement au sécheur à chaleur directe, qui n'est limité que par le volume de gaz chaud dans la chambre de séchage.
S2 Engineering vous aidera à sélectionner le sécheur. Pour plus d'informations, veuillez contacter l'équipe technique de S2 Engineering.
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