Química

Secador rotatorio: funcionamiento, para qué sirve, partes, aplicaciones


El secador rotatorio es un tipo de secador usado en la industria para reducir el contenido de agua en los materiales. La rotación facilita la exposición del material a fuentes de calor que aumentan su temperatura, lo cual ayuda a eliminar o reducir su contenido de agua.

Los secadores giratorios están formados por un cilindro o tambor metálico que gira y que tiene una ligera inclinación para facilitar la descarga del secador del material. El secador está montado sobre una base de concreto o vigas de acero que le dan soporte.

El material se seca gracias a una corriente de aire caliente, producido por un horno de combustión. La corriente de aire caliente atraviesa el material húmedo, fluyendo a lo largo del secador rotatorio, y aumentando así la temperatura del material y la pérdida de su humedad.

El secador rotatorio se utiliza para desecar minerales metálicos y no metálicos, como la arcilla y el carbón proveniente de las minas de carbón. También es utilizado para el secado de arroz, de las cáscaras de cítricos, de la pulpa de naranja, de los recortes de verduras y piensos de alfalfa.

Índice del artículo

Funcionamiento del secador rotatorio

Proceso general

El material a tratar ingresa al secador rotario por su parte superior y sale, una vez tratado para disminuir su humedad, por su parte inferior. Este proceso se ve favorecido a causa de la inclinación leve de su soporte. La pared está dotada de una especie de aletas que forman un ángulo con ella.

El material que ingresa por la parte superior del secador tiende a caer hacia la parte inferior del mismo. Sin embargo, la rotación en combinación con las aletas que posee en su pared, produce la elevación del material a ser secado hasta alcanzar una cierta altura en la pared interna.

Allí las aletas no son capaces de sostener el material que ellas portan y este cae hacia la parte inferior del secador, atravesando una corriente de aire caliente que produce la pérdida de humedad del material. Este proceso se repite varias veces hasta alcanzarse el secado deseado del material húmedo.

Secado del material húmedo

Calentamiento directo

El aire caliente se produce por la mezcla de una corriente de aire y los gases producidos en un horno de combustión. Cuando el calentamiento del material húmedo es consecuencia de la acción directa sobre él de los gases de combustión, se habla entonces de calentamiento directo.

La corriente de aire caliente puede ser orientada desde el sitio de descarga hacia el sitio de carga del secador giratorio; es decir, el aire caliente se mueve en sentido contrario al que sigue el material que cae. En este caso se habla de un flujo en contracorriente del aire caliente.

También la corriente de aire caliente puede estar orientada desde el sitio de carga del secador rotatorio hacia el sitio de descarga. Es  decir, el aire caliente y el material que cae a lo largo del secador, tienen la misma orientación, hablándose en este caso de un flujo en paralelo del aire caliente.

Calentamiento indirecto

En algunos calentadores giratorios la corriente de aire es precalentada, realizándose el calentamiento del material húmedo sin la intervención de los gases de combustión. En este caso, se habla de calentamiento indirecto.

Evaporación y rotación

Existen secadores de tambor, o secadores rotatorios, en los cuales se produce la evaporación del agua en la pared interna debido a su calentamiento. Mientras, una cuchilla metálica raspa el material sólido que se encuentra adherido a la pared.

El material seco desciende entonces por gravedad hacia la salida del tambor rotatorio, funcionando como un híbrido de un secador y un evaporador.

¿Para qué sirve un secador rotatorio?

La utilidad de los secadores rotatorios es muy amplia, aunque su uso más generalizado es el secado de diversos materiales que incluyen lodos de diferentes orígenes, granos de cereales, alimentos para el ganado de leche, cerdos y aves de corral, etc.

También se utilizan secadores rotatorios en algunas reacciones químicas, en el mezclado de materiales, en la recuperación de solventes, aglomeración de sólidos. Además pueden usarse en el tostado de nueces, semillas de sésamo y los granos de cacao.

Partes

Tambor

El tambor, cilindro o carcasa del secador rotatorio es metálico y suele presentar una especie de aletas que intervienen en la movilización del material presente en su interior. Es el sitio de secado del material húmedo.

Sitio de carga

Encontrado en la parte superior del secador rotatorio, ya que este presenta una leve inclinación.

Sitio de descarga

Encontrado en la parte inferior del secador rotatorio, lo cual favorece la salida del material procesado.

Soporte

Un soporte de hormigón o de vigas de acero que le da la inclinación al secador rotatorio. Hay algunos secadores en los que se puede regular su grado de inclinación en función de favorecer la salida del material tratado.

Motor eléctrico

Un motor eléctrico con un sistema de transmisión que actúa produciendo el giro del tambor del secador rotatorio.

Horno de combustión

Un horno o un quemador de combustión que produce los gases, que al mezclarse con una corriente de aire, originan un flujo de aire caliente. Este constituye la fuente principal del calentamiento del material húmedo, para producir así la evaporación del contenido de agua.

Eliminador de gases

Una parte que interviene en la eliminación de los gases que se producen en el secador rotario.

Aplicaciones

Procesamiento de materia prima

Se emplea el secador rotatorio para el secado de la arcilla en el cemento industrial, así como para el lodo de carbón proveniente de las minas. También se emplea en el secado de la arenisca, de los minerales en polvo, de la escoria mineral y del tratamiento de lodo de diferentes orígenes y características.

Por ejemplo, se usan los secadores rotatorios para deshidratar los lodos textiles, los lodos de fabricación del papel, los lodos de galvanoplastia, los de aceites, los de agua residuales, etc. Asimismo se emplean en la eliminación de la humedad de la tierra de diatomea, caolín, cloruro y sulfato de potasio.

Además, se utilizan los secadores rotatorios en el secamiento de la lechada de cal, de la escoria de roca fosfatada y del lodo rojo de las plantas de aluminio.

Tratamiento de material biológico y orgánico

Se emplean los secadores rotatorios en el tratamiento del estiércol animal, de la escoria de madera, de las cáscaras de cítricos, de los recortes de verduras, del pienso de alfalfa, del arroz con un alto contenido de humedad, de la pulpa de naranja utilizada para completar la alimentación con cereales de animales de cría.

Algunos secadores pueden usar aire muy caliente que puede ser empleado para tostar semillas.

Referencias

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). CENGAGE Learning.
  2. Wikipedia. (2020). Rotary dryer. Recuperado de: en.wikipedia.org
  3. Lisboa, M. H., Vitorino, D. S., Delaiba, W. B., Finzer, J. R. D., & Barrozo, M. A. S.. (2007). A study of particle motion in rotary dryer.Brazilian Journal of Chemical Engineering24(3), 365-374. doi.org/10.1590/S0104-66322007000300006
  4. Elsevier B.V. (2020). Rotary dryer. ScienceDirect. Recuperado de: sciencedirect.com
  5. Zonelion Taeda. (s.f.). Rotary Drum Drying Machine. Recuperado de: hntaida.com