Operações Unitárias de Secagem

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OPERAÇÕES UNITÁRIAS VERITAS VER OPERAÇÕES UNITÁRIAS DE SECAGEM Profa. Dra. Aline Silva Farmacêutica - UNINASSAU Especialista em Farmacologia e Interações Medicamentosas - UNINTER Mestre em Ciências Farmacêuticas - UFPE Doutora em Inovação Terapêutica-UFPE 2026SECAGEM Processo de remoção de água ou solvente de um material sólido. Ocorre quando calor é fornecido ao material para evaporar a água (ou outro solvente), enquanto vapor formado é removido para meio externo, geralmente por uma corrente de ar ou outro gás. Influenciada por fatores como temperatura, umidade relativa do ar, velocidade do ar, pressão, tempo e propriedades do material (porosidade, área superficial, tamanho das partículas e composição). Amplamente utilizada nas indústrias farmacêutica, alimentícia e química.FUNDAMENTOS DA SECAGEM Fornecimento de Movimento da água energia para do interior para a evaporação Transferência Transferência superfície de calor de massa Umidade removida = Energia necessária depende Umidade inicial - Umidade final do calor latente da água Mecanismos: Convecção Condução RadiaçãoMECANISMOS DA SECAGEM Convecção calor é transferido por meio do movimento de um fluido, geralmente ar quente ou gás, que entra em contato direto com material a ser seco. Condução Transferência de calor por contato direto entre superfícies, sem movimento do fluido. Radiação Transferência de calor por meio de ondas eletromagnéticas, sem necessidade de contato direto entre a fonte de calor e material.TIPOS DE UMIDADE Umidade livre Umidade ligada Umidade capilarOBJETIVOS Evitar Remover Aumentar Facilitar crescimento umidade estabilidade armazenamento microbiano Prepara material Reduzir peso e Conservação de para etapa volume alimentos posteriorESCOLHA DO MÉTODO Depende de: Sensibilidade térmica Custo Escala de produção Qualidade desejadaPROBLEMAS NA SECAGEM Problemas no processo Problemas no produto Baixa eficiência de secagem Umidade residual elevada Aumento do consumo de energia Degradação térmica do produto Tempo de processo elevado Alteração de cor Instabilidade operacional Alteração de sabor e aroma Perda de material (arraste de Endurecimento superficial partículas) Colapso estrutural ou encolhimento Entupimento ou incrustação em Formação de aglomerados equipamentos (grumos) Redução da estabilidade e vida útilSECAGEM CONVECÇÃO Princípio de Tipo de Tipo de Principais transferência Vantagens Desvantagens secagem material aplicações de calor Equipamento Secagem Convecção (ar Granulados Processo lento e Sólidos e simples, baixo em quente circula farmacêuticos, secagem menos granulados custo, fácil bandejas sobre material) ervas, frutas uniforme operação Convecção (ar Grãos, Alta capacidade e Alto consumo de Secagem Sólidos quente em fertilizantes, operação energia e formação rotatória granulares tambor rotativo) minerais contínua de poeira Equipamento Convecção Sólidos em Frutas Secagem Boa capacidade grande e alto (fluxo de ar bandejas ou desidratadas, em túnel de produção consumo quente no túnel) esteiras vegetais, ervas energéticoSECAGEM EM BANDEJAS material úmido é distribuído em bandejas ou prateleiras dentro de uma câmara. Ocorre a remoção da umidade pela circulação de ar quente pelas bandejas (evaporação). Muito utilizado em processos em batelada (materiais sólidos ou granulados). Secagem Convectiva. Secador de Bandejas Utilizada para secagem de grânulos, Equipamento simples e de baixo custo pelles, extratos vegetais, pós Adequado para pequenas e médias produções farmacêuticos.SECAGEM POR LEITO FLUIDIZADO Partículas sólidas são suspensas por um fluxo de ar quente, fazendo com que se comportem como um fluido. movimento aumenta contato entre ar e material, promovendo uma secagem rápida e uniforme. Secagem convectiva. Pode ser utilizado para revestir formas farmacêuticas. Leito fluidizadSECAGEM POR LEITO FLUIDIZADO Filtro de Mangas material sólido (pó ou granulado) é colocado dentro da câmara do secador. Corpo Soprador do Um fluxo de ar quente é introduzido pela secador parte inferior do equipamento. de leito de jorro Válvula de purga A velocidade do ar faz com que as P₂ partículas fiquem suspensas e em movimento, formando chamado leito fluidizado. de Retificador de Fluxo alimentação ar quente remove a umidade do material. ar úmido é eliminado do sistema e produto seco é coletado. Tubo de Pitot AquecedorSPRAY DRYING LABSPRAY (SECAGEM POR ATOMIZAÇÃO) Transforma líquidos, soluções ou suspensões em pó seco, por meio da pulverização do líquido em pequenas gotículas dentro de uma corrente de ar quente. Muito utilizado nas indústrias alimentícia, farmacêutica, química e biotecnológica. Secagem por convecção. Produção de pós finos e uniformes. Alto custo. Não indicado para líquidos muito viscosos. Spray DryerSPRAY DRYING (SECAGEM POR Ar Aquecido Atomizador ATOMIZAÇÃO) Líquido de Alimentação líquido ou suspensão é introduzido no Câmara de equipamento. Secagem Exaustor Um atomizador ou bico pulverizador transforma líquido em gotículas muito pequenas. Ciclone As gotículas entram em contato com ar quente dentro da câmara de secagem. A água evapora rapidamente das Coletor do pó partículas. produto seco é coletado geralmente em forma de pó fino no fundo da câmara ou em ciclones.SECAGEM EM TAMBOR Tambor giratorio Distribuidor Cuchilla Di: Um tambor metálico aquecido gira Agitador y lentamente, permitindo que material Drenaje entrada alimentación líquido ou pastoso forme uma camada fina sobre sua superfície. A água presente no material evapora rapidamente devido ao aquecimento do tambor, resultando em um produto seco. material seco é coletado geralmente em forma de flocos ou pó. Remover umidade de materiais líquidos ou pastosos Secagem por condução. Secador em tamborLIOFILIZAÇÃO Utilizada para remover a água de um material previamente congelado, por meio da sublimação do gelo sob condições de baixa pressão (vácuo). A água passa diretamente do estado sólido para estado gasoso, sem passar pela fase líquida. Preserva produtos sensíveis ao calor. Muito utilizada em indústrias farmacêutica, biotecnológica e alimentícia. LiofilizadorEtapas: Congelamento LIOFILIZAÇÃO Vácuo Secagem primária (sublimação) Secagem secundária Substância vacuum chamber 1 valve to Pressão, P release vacuum sólido líquido 2 vapor material frozen as shell in flask vacuum cooling gauge coils vapor 3 ice condenser condenses on refrigerator vacuum Temperatura, T walls pump Alta qualidade, alto custo. drain Processo lento.1. Extração 2. Secagem 3. Granulação Via Úmida 4. Secagem 5. Compressão Exemplo Farmacêutico Produção de comprimidos de planta medicinal por granulação via úmida1. Pasteurização 2. Concentração 3. Spray dryer 4. Embalagem Exemplo Alimentício Produção de leite em pó? ? ? VERITAS Alguma dúvida??? VEP UNINASSAU FIM alinesf.prof@gmail.com