El término fluidización se utiliza para designar una operación en la que partículas sólidas se suspenden en una corriente ascendente de aire u otro fluido. Cuando esto sucede, el lecho de partículas comienza a comportarse como un fluido, principalmente en lo que se refiere a sus propiedades de fluidez, adquiriendo un comportamiento reológico de líquido.
Labmaq do Brasil fabrica y suministra lechos fluidizados y en chorro (una variante del lecho fluidizado) de diferentes escalas según la demanda y las necesidades de sus clientes, con proyectos propios e innovadores. Son compactos, versátiles, robustos y ofrecen excelentes resultados y rendimiento. Los lechos de Labmaq son capaces de realizar operaciones de secado, recubrimiento, extracción, estudios de dinámica de fluidos, mezcla y granulación, cubriendo una amplia gama de aplicaciones en las industrias farmacéutica, de alimentos y bebidas, agricultura, química, polímeros, cerámica, cosmética y aromas, entre otros.
FBD 3.0
El lecho fluidizado/en chorro FBD 3.0 es un sistema modulado a escala piloto para el desarrollo de procesos de secado, mezcla, extracción, dinámica de fluidos, granulación y recubrimiento. Ideal para uso en industria farmacéutica, química, ingeniería química, ingeniería de alimentos, agronegocios, entre otros. Además de ser robusto, versátil y compacto, el FBD 3.0 es de fácil operación. Su cámara de vidrio facilita la visualización de todos los procesos realizados por el equipo. La cámara está reforzada con acero inoxidable, lo que facilita su manipulación y comprende además un filtro de mangas con limpieza automática a contracorriente de aire a presión y temporizador de apertura/cierre de purga. El equipo posee conexiones tipo niple TC, facilitando el montaje, sellado y asepsia de las partes.
El equipo tiene su estructura de mando construida en chapa de acero con tratamiento anticorrosión y pintura en polvo electrostática. Las partes que entran en contacto con los materiales que intervienen en el secado son todas de acero inoxidable o vidrio de borosilicato. Calentamiento eléctrico por resistencia, medidas y control de temperatura por entrada y salida e indicación de temperatura del producto por sensor tipo PT 100 con precisión ± 0,1°C. Control de flujo del material atomizado (para secado, recubrimiento o aglomeración) por bomba peristáltica digital, con indicación en mL/min. Soplador de tipo centrífugo con caudales y presiones medias para secado de aire. Sistema de control y variación del caudal de aire con sistema de medición en tiempo real por tubo de Pitot.
Con el FBD 3.0 se incluyen dos boquillas atomizadoras de doble fluido (neumáticas) tipo mezcla externa construidas en acero inoxidable. La atomización se puede utilizar de forma inferior (“bottom spray”) o superior (“top spray”); el equipo estándar ofrece ambas opciones. Posee válvula reguladora de presión y rotámetro para medir el flujo de aire comprimido a la boquilla del atomizador.
Posee panel dedicado para control y automatización con sistema PLC, pantalla táctil HMI y salida USB para captura de datos, comando, emisión de reporte de proceso en hoja de cálculo. Está equipado con un botón de emergencia para mayor seguridad y protección del sistema, además de alarmas y enclavamientos de seguridad en casos de alta temperatura o bajo flujo de aire (medido por el sistema de tubo de Pitot).
El equipo acompaña Manual de Operación completo y una sugerencia de POE (Procedimiento Operativo Estándar). También proveemos una lista de repuestos y acceso a un video tutorial con instrucciones paso a paso sobre cómo ensamblar y operar su equipo. Al convertirse en cliente de Labmaq, también tendrá acceso exclusivo a nuestra base de datos de artículos científicos que cuenta con cientos de artículos y literatura publicados con nuestros equipos.
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FBD 3.0 |
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Capacidad |
De 500 a 3000g por lote |
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Atomización |
Bottom y Top Spray |
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N° de boquillas que vienen con el equipo |
2 |
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Consumo máximo de energia |
10.000W |
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Voltaje |
220V |
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Consumo de aire comprimido |
Hasta 50L/min |
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Presión de aire comprimido recomendada |
6 a 8 bar |
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Temperatura maxima de funcionamiento |
150°C |
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Caudal máximo de alimentación |
20,0 mL/min |
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Dimensiones en mm (AxAxP) |
1.000 x 1.900 x 650 |
Sistemas de filtración externa personalizables
Los sistemas de filtración son sistemas de filtro de mangas para conexión a la salida del equipo. Están diseñados para diferentes flujos y materiales, con el objetivo de atender las más diversas aplicaciones. En el caso de los de lecho fluidizado, son más utilizados para procesos de secado/extracción, en los que quedan residuos en los gases de escape. Para granulación, recubrimiento y otros procesos que utilizan el filtro de bolsa interno al lecho, no es necesario utilizar el sistema de filtración externo.
Hot Melt
Fluidized Hot-melt granulation (FHMG) es una técnica que está recibiendo cada vez más atención debido a sus ventajas en comparación con otras técnicas de granulación y recubrimiento.
Cuando se recubre con material termofusible, el agente de recubrimiento se aplica en su estado fundido y se solidifica sobre la superficie de las partículas. Este tipo de proceso produce una cobertura deseable al eliminar el solvente. El mecanismo del proceso es similar al recubrimiento de película, excepto que la evaporación del solvente es reemplazada por la solidificación por enfriamiento del material de recubrimiento en la superficie de la partícula.
La técnica es simple y rápida, lo que permite la manipulación de la tasa de liberación activa en función de las propiedades y la concentración del agente fusible. Con la adecuada selección y mejora de la formulación, equipos y variables relacionadas al proceso de granulación y recubrimiento, es posible optimizar la tecnología de procesamiento en lecho fluidizado y obtener productos de alto desempeño.
Tabla de comparación de modelos
| MLF-100 | FBD 1.0 | FBD 3.0 | |
| Capacidad | 2 hasta 100g | 200 hasta 1.000g | 500 hasta 3.000g |
| Secado | ✓ | ✓ | ✓ |
| Revestimiento | ✓ | ✓ | ✓ |
| Mezcla | ✓ | ✓ | ✓ |
| Granulación y Aglomeración | X | ✓ | ✓ |
| Extracción | X | ✓ | ✓ |
| Estándar Farmacéutico | ✓ | ✓ | ✓ |
| Atomización | Bottom Spray | Bottom y Top Spray | Bottom y Top Spray |
| Consumo Máximo de Energía | 2200W | 6000W | 10000W |
| Dimensiones en mm (AxAxP) | 400 x 700 x 650 | 1000 x 1900 x 650 | 1000 x 1900 x 650 |
OPERACIÓN:
EL SECADO
En el secado de pastas y sólidos en general, basta con alimentar el lecho con el producto a deshidratar y controlar las variables del proceso como caudal de aire y temperatura. Las variables de diseño también son importantes para definir el mejor régimen de fluidización para secar su producto. En el secado de líquidos, el producto se atomiza dentro de la cámara, ya sea por aspersión superior o por aspersión inferior, en un lecho con materiales inertes. Con el flujo de aire que se alimenta al sistema, el material se transforma en polvo y se recoge en el ciclón separador de polvo. Las variables controladas en este proceso son la temperatura de entrada o salida, el caudal de aire de secado, el caudal de alimentación de líquido y el caudal de aire comprimido de atomización.
GRANULACIÓN Y AGLOMERACIÓN
En la granulación, las partículas quedan suspendidas por una corriente de aire que se inyecta mientras el líquido aglutinante, o aglomerador, se rocía a través del sistema de atomización. De esta manera, las partículas más finas se aglomeran en gránulos más grandes y el flujo de aire permite el secado durante todo el proceso. En este proceso existe una gran cantidad de variables que pueden influir en la granulación final, principalmente relacionadas con la formulación del granulado y las propiedades fisicoquímicas del material o mezcla de materiales a granular. Otra categoría importante que merece mucha atención es el control de temperatura y el flujo de aire utilizado, que afecta directamente la formación y fricción de los gránulos. Por lo tanto, el uso del lecho fluidizado en este tipo de procesos es muy importante y eficiente en el control de la formación y calidad de los gránulos.
REVESTIMIENTO
El recubrimiento en lecho fluidizado es un proceso en lo cual las partículas quedan suspendidas por una corriente de aire que se inyecta mientras el líquido de recubrimiento se atomiza a través de la boquilla atomizadora. La solución se adhiere a la partícula en un proceso simultáneo de humectación y secado hasta formar una capa homogénea con características específicas. Los recubrimientos se utilizan, entre sus muchas funciones, para proteger los núcleos contra condiciones ambientales desfavorables como la humedad excesiva y la luz solar; para disimular características organolépticas desagradables; modificar o producir una coloración homogénea; aumentar la estabilidad mecánica; proteger contra condiciones fisiológicas desfavorables de pH o acción de enzimas del tracto gastrointestinal. Además, permiten disimular características sensoriales como el sabor, el olor o el color.
MEZCLA
En la fluidización, el lecho de partículas sólidas adquiere un comportamiento fluido utilizándose del flujo de aire que lo atraviesa. Con esto se logra una buena mezcla de estos materiales aumentando aún más las tasas de transferencia de calor y masa. De esta forma, la elección de los materiales que serán colocados en el lecho, así como sus características, influyen en el comportamiento fluidodinámico, contribuyendo a una mezcla más eficaz y homogénea.
EXTRACCIÓN
El proceso de extracción en lecho fluidizado es una técnica que se ha utilizado principalmente para la separación de determinadas muestras, generalmente pulverulentas, de una matriz sólida. En este proceso, el paso del aire a través de estos compuestos (matriz + partícula pulverulenta) hace con que el polvo se desprenda con el tiempo y el control de variables como la cantidad de aire utilizada, así como la temperatura, inciden directamente en esta remoción. Dependiendo de los objetivos, es posible recuperar tanto el polvo suelto como la matriz sólida.
ESTUDIOS DE DINÁMICA DE FLUIDOS
Los lechos fluidizados se han aplicado a varias operaciones unitarias con diferentes objetivos, entre ellos: mezcla, reacciones heterogéneas gas-sólido o gas-líquido-sólido, filtración, absorción, desgaste o abrasión de partículas, secado, recubrimiento y granulación. Esta impresionante diversidad de operaciones unitarias, incluso antagónicas en ocasiones, es posible gracias a la gran variedad de diseños de lecho fluidizado, con cambios geométricos que dan como resultado diferentes regímenes de flujo gas-sólido, que son los denominados regímenes fluidodinámicos de los lechos. Por ejemplo, regímenes tales como fluidización por transporte suave, burbujeante, pistón, turbulento y neumático, o incluso fluidización por chorro y otros. Por lo tanto, estos regímenes dinámicos de fluidos influyen en los resultados de un proceso. Dado que existe una diversidad de geometrías de lecho, propiedades de las partículas y condiciones operativas asociadas a la fluidización, se vuelve fundamental caracterizar adecuadamente el régimen fluidodinámico en el que se trabaja. De lo contrario, la calidad y la repetibilidad de las operaciones con un enfoque en un objetivo determinado pueden verse comprometidas, así como la comprensión de futuras ampliaciones de estos procesos.