LAS VENTAJAS DE UNA UNIDAD CONDENSADORA EN EL SECADO AL VACÍO
MEJORA DE LA EFICACIA Y DE LA RECUPERACIÓN DE DISOLVENTES

El secado al vacío desempeña un papel fundamental en industrias como la farmacéutica, química y alimentaria, donde la eliminación suave y eficiente de disolventes es esencial. Entre los componentes clave de un sistema de secado al vacío, la unidad de condensación es crucial tanto para la eficiencia del proceso como para la recuperación de disolventes.

En italvacuum, reconocemos que un condensador bien diseñado es fundamental para obtener resultados óptimos en las operaciones de secado al vacío. Este artículo expone las principales ventajas de incorporar una unidad de condensación en su sistema de secado al vacío.

 

El papel de la bomba de vacío y la unidad de condensación en un sistema de secado al vacío


La bomba de vacío crea el vacío necesario en la cámara de secado eliminando aire y gases no condensables. sin embargo, durante el proceso de secado, se generan grandes volúmenes de vapor de disolvente, especialmente a bajas presiones. confiar únicamente en la bomba para eliminar estos vapores es ineficiente y puede aumentar el consumo energético y el desgaste del equipo.

En un sistema de secado al vacío, la unidad de condensación, situada estratégicamente entre la cámara de secado y la bomba de vacío, resuelve este desafío. Su función principal es enfriar el vapor de disolvente, transformándolo de nuevo en forma líquida. Este proceso reduce significativamente el volumen de vapor que llega a la bomba, protegiendo el equipo y permitiendo una recuperación eficiente de los disolventes.

Desde el punto de vista termodinámico, la unidad de condensación es una bomba termodinámica.
Un condensador funciona como una “bomba termodinámica” utilizando la física del cambio de fase en lugar de la acción mecánica, siguiendo estos pasos:
 

• captura de vapor: el vapor caliente entra en la unidad de condensación
• eliminación de calor: los tubos de enfriamiento extraen el calor latente de vaporización    
• cambio de fase: el vapor se condensa en líquido, reduciendo considerablemente su volumen
• reducción de volumen: se crea un “efecto de succión” que mejora el rendimiento de la bomba de vacío

este proceso termodinámico “bombea” eficazmente el vapor fuera del sistema mediante la condensación, no por desplazamiento mecánico.
Disponer de una bomba termodinámica en el sistema permite reducir el tamaño de la bomba mecánica.

 

Volumen molar de un gas a temperatura y presión estándar (stp)

el volumen molar es el volumen ocupado por un mol de cualquier sustancia; 1 mol = 6,022 × 10²³ partículas. para los gases a temperatura y presión estándar (20°c y 1 bar), este volumen es aproximadamente 24,5 l/mol. por ejemplo, evaporar un solo mol de h2o (18 ml de agua) en stp produce 24,5 litros de vapor de agua.

Ley de los gases ideales en el secado al vacío

La ley de los gases ideales (pv = nrt) explica cómo se comportan los gases bajo diferentes condiciones. en el secado al vacío, al disminuir la presión, el volumen ocupado por el vapor del disolvente aumenta drásticamente. La siguiente tabla asume un comportamiento ideal de los gases; en la práctica pueden producirse desviaciones por interacciones no ideales en la fase vapor.

Este aumento exponencial del volumen de vapor resalta la necesidad de una unidad de condensación eficiente.

Método de cálculo de la expansión

•    basado en la ley de los gases ideales: pv = nrt
•    la reducción de presión aumenta directamente el volumen del gas.

En este caso, pasar de 1000 mbar a 50 mbar incrementa el volumen del gas 20 veces; reducir aún más la presión a 5 mbar lo incrementa 200 veces.

 

Principales ventajas de la unidad de condensación en un sistema de secado al vacío
 

• reducción significativa del volumen
  al condensar los vapores de disolvente, la unidad de condensación reduce su volumen en cientos de veces en el proceso inverso. el líquido resultante se recoge para su recuperación o eliminación segura.
• mejor rendimiento y vida útil de la bomba de vacío
  la unidad de condensación evita que grandes volúmenes de vapor alcancen la bomba de vacío, reduciendo el riesgo de sobrecarga y prolongando la vida útil de la bomba, además de disminuir las necesidades de mantenimiento.
• máxima recuperación de disolventes
  una condensación eficiente permite recuperar casi todos los disolventes evaporados, apoyando la sostenibilidad y el ahorro de costes.
• mayor eficiencia del proceso y ahorro energético
  con la unidad de condensación gestionando la mayor parte de la carga de vapor, la bomba de vacío funciona de forma más eficiente, reduciendo los tiempos de secado y el consumo energético.

Ejemplo práctico: secado al vacío a baja temperatura

El secado al vacío se realiza a menudo a bajas temperaturas para proteger polvos termosensibles. sin embargo, a presiones bajas, el aumento del volumen de vapor hace que la unidad de condensación sea aún más esencial. sin una condensación efectiva, la bomba de vacío necesitaría mucho más tiempo y energía para evacuar el vapor expandido, ralentizando el proceso y aumentando los costes operativos.

En una serie de experimentos, comparamos la velocidad de condensación solo con la bomba y con el sistema completo (bomba y unidad de condensación) en las mismas condiciones.

El resultado muestra que añadir una unidad de condensación con sistema de refrigeración multiplica por 5 la velocidad de secado. Es un enfoque eficiente en términos de recuperación de disolventes, consumo de energía y gestión del tiempo.

Conclusión

Una unidad de condensación de alta calidad es indispensable para cualquier sistema avanzado de secado al vacío. garantiza una recuperación eficiente de disolventes, protege los equipos críticos y mejora el rendimiento general del proceso.
En italvacuum, nuestras soluciones de condensadores están diseñadas para ofrecer fiabilidad, eficiencia y valor a largo plazo para sus operaciones de secado al vacío.

Para cualquier información sobre nuestras soluciones o para asesoramiento técnico, póngase en contacto con nosotros en marketing@italvacuum.com