Secagem

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Liofilizador
A liofilização é uma técnica de secagem por sublimação da água, a pressão reduzida e baixa temperatura, que é recomendada para produtos sensíveis às técnicas habituais de secagem. É um importante processo industrial para secagem de alimentos, partes de materiais cirúrgicos, farmacêuticos e outros, os quais têm estrutura interna ou composição química sujeitas à degradação térmica.
Características de um Liofilizador: O processo de secagem ocorre através de sublimação da amostra congelada, sem ocorrer a perda das propriedades da amostra secada. Para isto faz-se necessário que a zona da temperatura de sublimação seja abaixo do ponto triplo. A maioria dos liofilizadores trabalham com dez graus Celsius negativos ou a uma pressão absoluta de aproximadamente 2mmHg.
Funcionamento
- Congelamento. - Secagem Primária – A água congelada é removida por sublimação, formam-se poros no interior do produto que está sendo secado.
- Secagem Secundária – Ocorre a remoção da umidade sublimada.
3.2.3 – Vantagens de um Liofilizador
- A exclusão do risco de degradação térmica constitui, certamente, a sua maior vantagem tecnológica. - A forma porosa do produto obtido confere facilidade de dissolução
Secador Atomizador ( Spray Dryer)
O “spray dryer” (secador por aspersão) é um equipamento que admite a alimentação somente em estado fluido (solução, suspensão ou pasta) e a converte em uma forma particulada seca pela aspersão do fluido em um agente de secagem aquecido (usualmente o ar).
Há quatro etapas principais no processo de secagem por aspersão: Atomização da alimentação;
Evaporação da umidade livre; Evaporação da umidade ligada;
Recuperação do produto (limpeza do agente de secagem).
3.3.1 Aplicações do Spray-drying
Produção de adjuvantes Microencapsulação
Granulação
Modificação de propriedades biofarmacêuticas
Pó para aerossol Materiais sensíveis ao calor
Proteínas alimentares
Enzimas e proteínas com grau farmacêutico
Preparação de extratos secos vegetais a partir de extrato aquoso
Funcionamento
- O produto a ser seco parte do tanque de alimentação, passa pelo filtro é transportado por uma bomba dosadora e direcionado através do conjunto de alimentação até o distribuidor do disco atomizador.
- Por outra parte o ar de secagem é aquecido pelo queimador mediante o forno direto, onde através do conduto e distribuído pelo dispersor e entra em contato com a nuvem de produto produzida pelo disco atomizador. - A secagem se realiza dentro da câmara, saindo pelos condutos interconectores e chegando ao ciclone de recuperação de pó.
- Todos os gases são aspirados pelo ventilador e jogados na atmosfera mediante a chaminé.
- O pó eventualmente depositado nas paredes da câmara é desprendido pelos vibradores. - Através da válvula rotativa o produto acabado é recolhido, e mediante a saída de produto pode ser ensacado ou estocado segundo seu destino final.
- Os gases do sistema e pequenas partículas coloidais arrastadas por estes gases, passam por um venturi que os comprime para hidratá-las e incorporá-las a água de lavagem que está circulando mediante uma bomba centrifuga especifica no lavador.
- O equipamento é provido de um suporte e uma talha para a correta manutenção e limpeza do atomizador.
3.3.3 Vantagens do Secador Atomizador
- Versatilidade (obtenção de pós, grânulos ou aglomerados) - Obtenção de produto com granulometria definida e homogênea
- Operação contínua - Adaptável a automação
- Materiais sensíveis ao calor - Elevado rendimento por tempo de produção.
- Economia de operação
- Consiste numa técnica de baixo custo, quando comparada à liofilização, e pouco destrutiva quando comparada a outras técnicas que empregam calor
 Tempo de secagem 
Com a curva de velocidade de secagem é possível se obter o tempo necessário para secar um material, sob condições constantes de seca, entre dois limites de umidade, a partir da expressão: 
Esta expressão pode ser integrada graficamente sendo que para alguns casos existem expressões analíticas. 
1.9. Secagem sob condições variáveis 
A secagem sob condições variáveis é aquela encontrada na maioria dos secadores industriais. 
Os secadores de alimentação contínua em geral funcionam em regime permanente e as condições do meio de seca variam ponto a ponto no sistema, porém constantes com o tempo em cada ponto. 
Os secadores com alimentação por batelada em geral seguem uma curva de temperatura e às vezes simultaneamente uma de umidade relativa durante o período de secagem. 
1.10 Estimativa de tempos de secagem. 
1.10.1 Tratamento gráfico 
A expressão para estimativa de tempos de secagem vem da Eq.(8) que define a velocidade de secagem: 
A partir desta expressão pode-se então estimar o tempo de secagem pela Eq.(9): 
A Eq.(9) mostra que se dispusermos da representação gráfica da velocidade de secagem N em função da umidade livre W:
 
· Velocidade de secagem N em função da umidade livre W 
· Curva da velocidade de secagem para um sólido higroscópico não poroso
· onde a área A da curva assinalada é numericamente igual à integral da Equação 
O que é Homogeneização?
A homogeneização trata-se da desintegração e realização de uma fina divisão das partículas ou glóbulos dos líquidos e soluções que estão sendo processados. Essa operação é muito utilizada nas industrias alimentícias, químicas, farmacêuticas, entre outras. O equipamento utilizado para realizar esse processo é chamado de homogeneizador, que nada mais é do que uma bomba de pistões de alta pressão com válvulas homogeneizadoras.
Tipos de homogeneização
-Simples Estágio
-No equipamento, o fluido é impelido a passar por uma válvula de homogeneização à altas pressões. A passagem pelo orifício estreito da válvula (da ordem de micrômetros) e a descompressão abrupta do fluido geram um aumento da sua velocidade (entre 150 e 300 m.s-1) e também aumento de temperatura (em torno de 2 a 2,5 ºC a cada incremento de pressão de 10 MPa) causado pelo atrito intenso na região da válvula de homogeneização. A pressão de operação é controlada pela distância entre a válvula de homogeneização e seu cabeçote. Esse é o processo utilizado para se tratar de produtos com alta viscosidade.
Tipos de homogeneização
-Duplo Estágio
Já o duplo estágio é utilizado para se tratar com produtos com alta concentração de gordura ou onde deseja-se alta eficiência na homogeneização. Nesse processo a única diferença existente com o simples estágio é que a substância passará por dois orifícios estreitos da válvula, ou seja, ele sofrerá duas homogeneizações de alta pressão seguidas.
Tipos de homogeneização (Comparativo)
Os glóbulos se encontram mais próximos uns dos outros, demonstrando uma característica bem especifica da homogeneização simples.
Já nesse caso os glóbulos se encontram mais dispersos no meio, caracterizando uma melhor homogeneização, que é fruto da homogeneização de duplo estágio.
Tipos de homogeneização
Homogeneização Parcial
-Devido à crescente necessidade das indústrias de otimizar processos, buscando a redução de custos operacionais, a homogeneização parcial vem sendo amplamente utilizada nas industrias de alimento dentro das grandes unidades de processamento de produtos lácteos.
-Homogeneização parcial no processamento de produtos lácteos significa que a maior parte do leite, o leite desnatado, não será homogeneizado. Este processo incluirá todo o creme e uma pequena parte do leite desnatado.
Homogeneização Parcial
* Esta forma de homogeneização é aplicada principalmente à comercialização de leite pasteurizado homogeneizado. Ao implantar este processo, a industria obterá redução de aproximadamente 65% no consumo energético devido aos diferenciais de vazão obtidos pelo equipamento.
* Uma homogeneização eficiente ao se tratar do processamento de produtos lácteos é alcançada quando a mistura "creme + leite magro" atinge concentração máxima de gordura em torno de 12%. Com isso, a capacidade horária de homogeneização pode ser calculada de várias maneiras, podendo-se realizar um cálculo simples e eficiente através da seguinte fórmula:
Homogenizaçãode pigmentos e aditivos
* Vários segmentos industriais necessitam de equipamentos e procedimentos que realizem uma homogeneização adequada de materiais e que permitam uma dispersão eficiente de pigmentos e aditivos diversos. Podemos citar a indústria de argamassas e rejuntes para revestimentos cerâmicos, com sua gama de cores e a utilização ínfima de “auxiliares”, tanto para endurecimento e plasticidade como para a estabilização do produto final. Temos a indústria alimentícia com os corantes, os condimentos, os acidulantes e os conservantes. Ainda, a indústria química, de cosméticos, de lápis coloridos, de detergentes e sabões em pó, entre tantas outras.
Homogenização de pigmentos e aditivos
* Nesse tipo de homogeneização, que normalmente se trabalha com secos, há a participação de um novo equipamento para auxiliar no processo, esse equipamento se chama misturador. Os misturadores de alta intensidade possuem ferramentas internas que atingem velocidades da ordem de 4.000 rpm. Essa “energia” das ferramentas ( formato x velocidade) é “transferida” para as partículas proporcionando a dispersão das mesmas e, consequentemente, a sua homogeneização. É importante ressaltar que a posição e a quantidade dessas ferramentas são muito importantes para o sucesso do processo.
Homogenização de pigmentos e aditivos
* Na homogeneização de matérias -primas secas é necessário que ocorra uma “fluidificação” desses pós dentro do misturador. Fluidificar significa que cada material fique o mais disperso possível no interior do equipamento. (Vídeo)
Tempo do Processo de Homogeneização
* A princípio, quanto maior o tempo de mistura, melhor é a homogeneização das matérias primas. Esta afirmativa é um paradigma bastante enraizado nos meios industriais e experiências práticas demonstram que, dependendo das matérias-primas e da concepção do equipamento misturador, muitas vezes isso não é realidade.
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