MXPA99005199A - Metodo para hacer mas efectivo el secado - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para hacer más efectivo el secado de materiales, particularmente materiales finamente divididos, en un secador por succión proveído con una superficie de succión de poro fino, en donde los radios de los poros finos de la superficie de succión están esencialmente dentro del intervalo de 0.5-2 micrómetros, y método en le cual una lechada conteniendo líquido y sólidos es hecha una torta de filtrado sobre la superficie de succión de líquido, de poro fino, que constituye la superficie filtrante del medio filtrante, caracterizado en que la torta de filtrado y el oscilador están colocados, en relación uno con otra, de manera que en medio de la torta de filtrado y el oscilador se genera un campo acústico en virtud de un contacto mecánico entre la torta de filtrado y el oscilador o un elemento estructural unido a dicho oscilador.

Description

MÉTODO PARA HACER MÁS EFECTIVO EL SECADO Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método para hacer que sea más efectivo el secado de materiales filtrados en un secador por succión, particularmente con materiales finamente divididos, mediante el sometimiento de la torta de filtrado de dichos materiales a la influencia de un campo acústico.

Antecedentes de la Invención A partir de la patente Finlandesa 61 ,739 se conoce un método y aparato secador para el secado de material sólido o poroso, en polvo, con configuración de red, método en el cual el material que va a ser secado se coloca, por intermediación de una superficie de succión saturada de líquido y de una porosidad fina, a un contacto hidráulico con un líquido mantenido a bajapresión en relación al material que va a ser secado. El aparato utilizado en dicho método comprende una superficie de succión de líquido, de poros finos, en donde los radios de los poros finos están principalmente dentro del intervalo de 0.5-2 micrómetros. La superficie de succión de líquido, de poro fino, constituye la superficie filtrante del medio filtrante del secador por succión, superficie filtrante que es puesta en contacto con el material que va a ser secado, tal como una lechada. En tanto que la superficie del filtro es por ejemplo de configuración más bien plana, y mediante la creación de una bajapresión en el costado opuesto con respecto a la superficie de filtrado del medio filtrante, en la superficie del filtro se forma, debido a la influencia de la succión, una torta filtrada del material que va a ser secado, torta que es entonces despegada de la superficie del filtro. Un factor limitante en la filtración de materiales finamente divididos, tales como los concentrados de sulfuro finos, pigmentos de titanio, caolín o calcita, es la alta resistencia al flujo de la torta de filtrado así como su enorme área interior, la cual atrapa grandes cantidades del líquido a ser filtrado. Naturalmente la humedad residual también es afectada por las capilaridades formadas por partículas pequeñas y sus fuerzas de capilaridad. De esta forma, la capacidad de filtración se maniienen baja y la humedad residual en la torta de filtrado se mantiene elevada. La humedad residual de la torta de filtrado está ligada al material de la torta mediante diversos mecanismos. Parte del líquido a ser filtrado es adsorbido sobre la superficie de las partículas como una capa delgada. La remoción de este líquido no es posible sin energía calorífica. Parte del líquido es atrapado por las redes de capilaridad formadas por las partículas. Dependiendo de la química de superficie de dichas partículas y del diámetro de la capilaridad, con una diferencia de presión dada, se queda una cantidad dada de líquido. Mediante el incremento de la diferencia de presión el líquido puede ser eliminado a través de poros cada vez más pequeños, lo cual reduce la humedad residual. Más aún, parte del líquido está atrapado en capilares extremadamente angostos y en puntos de contacto de partículas, así como también en poros cerrados. En la solicitud WO 96/35,340 se describe un método para secar artículos alimenticios y otros materiales, dicho método aplica una combinación de aire caliente y oscilación ultrasónica. Los productos a ser secados son transportados a través de una cámara cerrada, de manera que en el interior de la cámara los productos son sometidos a la influencia de aire caliente. En la cámara se conducen ondas ultrasónicas hacia los productos por medio de osciladores ultrasónicos planos, los cuales están en contacto directo con los productos que van a ser secados. El método descrito en dicha solicitud WO 96/35340 está diseñado para materiales tales como vegetales, que son secados como artículos completos. En ese caso el área específica a ser secada es muy pequeña en comparación con materiales finamente divididos.

Objetivos de la Invención El objeto de la presente invención consiste en eliminar algunas de las desventajas de la técnica anterior y lograr un nuevo y más efectivo método para secar materiales filtrados en un secador por succión, particularmente materiales finamente divididos y con un tamaño de partícula más pequeño de 100 micrómetros, de manera que la torta de filtrado preparada a partir de dicho material es sometida a la influencia de un campo acústico con el propósito de reducir la humedad residual de la torta de filtrado. Las características esencialmente novedosas de la invención se apreciarán con más claridad a partir de las reivindicaciones anexas.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista lateral que ilustra una modalidad preferida de la invención, La Figura 2 ilustra la modalidad preferida de la Figura 1 , vista en la dirección A-A, La Figura 3 es una vista lateral que ilustra otra modalidad preferida de la invención. La Figura 4 ilustra la modalidad preferida de la Figura 3, vista en la dirección B-B, La Figura 5 es una vista lateral de una tercer modalidad preferida de la invención, y La Figura 6 ilustra la modalidad preferida de la Figura 5, vista en la dirección C-C, Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas En el método de conformidad con la invención, de los sólidos finamente divididos que están presentes en la lechada, se produce primeramente una torta de filtrado sobre la superficie de succión, de poro fino, del secador por succión. De acuerdo con la invención, la torta de filtrado producida puede ser secada adicionalmente por medio de una oscilación generada por un campo acústico, por lo cual la torta de filtrado y el oscilador están adicionalmente dispuestos, uno con respecto a la otra, en una posición en la que se logra un contacto mecánico entre la torta de filtrado y el oscilador empleado para aumentar el proceso de secado, o un elemento estructural hecho oscilar por medio de dicho oscilador. El contacto mecánico entre el oscilador o el elemento estructural hecho oscilar por medio de dicho oscilador y la torta de filtrado crea un acoplamiento acústico. En virtud de dicho acoplamiento acústico, la humedad residual que aún queda en dicha torta de filtrado puede ser reducida, y de esta forma el filtrado resulta adicionalmente mejorado, debido a que el campo acústico creado por dicho acoplamiento acústico crea oscilación en la torta de filtrado y, en consecuencia, elimina agua, la cual es difícil de eliminar de alguna otra manera. En el método de conformidad con la invención, la superficie del oscilador o del elemento estructural que es hecho oscilar por medio de dicho oscilador que toca mecánicamente la torta de filtrado está dispuesto, con respecto a la torta de filtrado, en una posición en donde la torta de filtrado, esencialmente a todo lo largo de la superficie completa opuesta a la superficie de succión de líquido, de poro fino, está en contacto mecánico con la superficie del oscilador o del elemento estructural que es hecho oscilar. Más ventajosamente el contacto mecánico es logrado de manera que la torta de filtrado se hace que se mueva por adelante del oscilador permanentemente instalado o del elemento estructural hecho oscilar por medio del oscilador, en cuyo caso la superficie de la torta de filtrado opuesta a la superficie de succión de líquido, de poro fino, hace, cuando menos de tiempo en tiempo, un contacto mecánico con el objeto de crear un campo acústico. Un contacto mecánico, y de aquí un campo acústico, en medio del oscilador o del elemento estructural que es hecho oscilar y la torta de filtrado también puede ser logrado de manera que el oscilador o el elemento estructural que es hecho oscilar se mueva con respecto a la torta de filtrado. El movimiento del oscilador o del elemento estructural que es hecho oscilar, con respecto a la torta de filtrado es llevado a cabo, por ejemplo, para que el oscilador o el elemento estructural que es hecho oscilar se transfiera hacia la superficie opuesta a la superficie de succión de líquido, de poro fino, de la torta de filtrado, y el movimiento del oscilador o del elemento estructural que es hecho oscilar es detenido, cuando se hace un contacto mecánico. Ahora el campo acústico puede esencial y simultáneamente ser enfocado substancialmente a toda la torta de filtrado. El movimiento del oscilador o del elemento estructural que es hecho oscilar, con respecto a la torta de filtrado, también puede ser llevado a cabo para que el oscilador o el elemento estructural que es hecho oscilar se mueva por adelante de la superficie permanentemente instalada y opuesta a la superficie de succión de líquido, de poro fino, de la torta de filtrado, de forma que se alcanza un contacto mecánico entre la superficie del filtro y el oscilador o el elemento estructural que es hecho oscilar con el objeto de crear un campo acústico. Mientras se aplica el método de conformidad con la invención a un secador por succión proveído con una superficie de succión de poro fino, en donde los radios de los poros finos de la superficie de succión están principalmente dentro del intervalo de 0.5 - 2 micrómetros, la humedad residual extraída de la torta de filtrado debido a la oscilación de la torta de filtrado causada por el campo acústico es hecha que sea eliminada a través de la superficie de succión de líquido, de poro fino, que constituye la superficie de filtrado del medio filtrante, cuando la diferencia de presión aplicada en el proceso de filtrado es mantenida entre de la superficie de filtrado y la superficie del medio filtrante opuesta a dicha superficie filtrante. La frecuencia de oscilación aplicada en el método de conformidad con la invención está ventajosamente dentro del intervalo de 20 - 60 kHz. También se pueden aplicar frecuencias más bajas, pero estas frecuencias más bajas pueden conducir a peligros ambientales debido al nivel de ruido extremadamente elevado que causa la frecuencia baja. La amplitud usada en relación con la frecuencia de oscilación es inversamente proporcional a la frecuencia de oscilación, de forma tal que con una frecuencia mayor se aplica una amplitud más baja. Ventajosamente, el oscilador empleado en el método de conformidad con la invención es un oscilador ultrasónico, por ejemplo. Con el objeto de generar oscilación también puede emplearse un material piezoeléctrico o un material magnetostrictivo, ya sea como el oscilador mismo o en el elemento estructural unido a dicho oscilador. Los materiales que son apropiados para ser utilizados en el método de conformidad con la invención ventajosamente tienen un tamaño de partícula dentro del intervalo de 0.5 - 10 micrómetros. Tales materiales son por ejemplo concentrados sulfidicos de cobre y cinc, pigmentos de titanio, caolín, calcita y compuestos orgánicos, tales como almidón. Sin embargo, dependiendo de la estructura del material, el intervalo del tamaño de partícula ventajosamente para la aplicación del método puede ser notablemente más grande. En ese caso la variación en el tamaño de partícula puede ser de 0.01 - 100 micrómetros. De acuerdo con las Figuras 1 y 2, la torta de filtrado 2, colocada sobre la superficie de succión de líquido, de poro fino, que constituye la superficie filtrante, es hecha de la lechada 4 que consiste de sólidos y líquidos y que está contenida en el tanque de lechada 3. La estructura de soporte 5 del medio filtrante 1 está instalada de manera que por medio de la estructura de soporte 5, la torta de filtrado 2 formada sobre la superficie del medio filtrante 1 es susceptible de moverse con respecto al oscilador 6. A dicho oscilador 6 está conectado un elemento estructural 7 que puede ser hecho oscilar en virtud del oscilador 6, dicho elemento estructural 7 estando colocado, en relación con la estructura de soporte 5 del dispositivo de filtrado, de manera que mientras se mueve la estructura de soporte 5, en medio de esa superficie 8 de la torta de filtrado 2 que está opuesta al medio filtrante 1 , y aquella superficie 9 del elemento estructural 7 que constituye una superficie exterior 9 en relación al oscilador 6, se crea un contacto mecánico, cuando la torta de filtrado 2 está siendo desplazada por delante del elemento estructural 7. Cuando la torta de filtrado 2 es desplazada por delante del elemento estructural 7, el elemento estructural 7 es hecho oscilar, y entre la torta de filtrado 2 y el elemento estructural 7 se genera un campo acústico con el objeto de reducir la humedad residual que aún queda en la torta de filtrado 2. En la modalidad de conformidad con las Figuras 3 y 4, la torta de filtrado 12 localizada sobre la superficie de succión de líquido, de poro fino, que constituye la superficie filtrante del medio filtrante 11 es hecha de lechada 14 consistente en sólidos y líquido y contenida en un tanque de lechada 13. La torta de filtrado 12 es hecha oscilar en virtud de un elemento estructural susceptible de oscilar 16 unido al oscilador 15, a fin de que dicho elemento estructural 16 se mueva hacia la superficie 17 de la torta de filtrado 12 opuesta al medio filtrante 11, hasta que esa superficie 18 del elemento estructural 16 que está colocada en forma opuesta al oscilador 15 y la superficie 17 de la torta de filtrado están en un contacto mecánico una con la otra. Conforme el contacto mecánico es hecho entre las superficies 17 y 18, el elemento estructural 16 es hecho oscilar en virtud del oscilador 15, de manera que se genera un campo acústico en medio de dichas superficies 17 y 18, y la torta de filtrado 12 también comienza a oscilar. Debido a dicha oscilación, la humedad residual que todavía queda en la torta de filtrado 12 puede ser reducida. De acuerdo con las Figuras 5 y 6, la torta de filtrado 22 ubicada sobre ¡a superficie de succión de líquido, de poro fino, que constituye la superficie de filtrado del medio filtrante 21 es hecha de lechada 24 consistente de sólidos y líquido contenida en un tanque de lechada 23. La torta de filtrado 22 es hecha oscilar en virtud de un elemento estructural susceptible de oscilar 26 unido al oscilador 25, a fin de que dicho elemento estructural 26 se mueva hacia la superficie 27 de la torta de filtrado 22 opuesta al medio filtrante 21, hasta que esa superficie 28 del elemento estructural 26 que está colocada en forma opuesta al oscilador 25 y la superficie 27 de la torta de filtrado están en un contacto mecánico una con la otra. Conforme el contacto mecánico es hecho entre las superficies 27 y 28, el elemento estructural 26 es hecho oscilar en virtud del oscilador 25, de manera que se genera un campo acústico conforme el elemento estructural 26 es desplazado a lo largo de la superficie 27. Cuando el elemento estructural 26 ha pasado sobre la superficie completa 28 de la torta de filtrado, la oscilación del elemento estructural 26 es detenida, en cuyo caso el acoplamiento acústico entre las superficies 27 y 28 también desaparece.

Claims (8)

1. Novedad de la Invención 1. Un método para hacer más efectivo el secado de materiales, particularmente materiales finamente divididos, en un secador por succión proveído con una superficie de succión de poro fino, en donde los radios de los poros finos de la superficie de succión están esencialmente dentro del intervalo de 0.5-2 micrómetros, y método en el cual una lechada conteniendo líquido y sólidos es hecha una torta de filtrado sobre la superficie de succión de líquido, de poro fino, que constituye la superficie filtrante del medio filtrante, caracterizado en que la torta de filtrado y el oscilador están colocados, en relación uno con la otra, de manera que en medio de la torta de filtrado y el oscilador se genera un campo acústico en virtud de un contacto mecánico entre la torta de filtrado y el oscilador o un elemento estructural unido a dicho oscilador.
2. 2. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado en que la torta de filtrado es desplazada con relación al oscilador.
3. 3. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado en que el elemento estructural del oscilador está desplazado con respecto a la torta de filtrado.
4. 4. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado en que la torta de filtrado y el oscilador son mantenidos inmóviles uno con respecto a la otra, mientras existe un contacto mecánico entre ellos.
5. 5. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la frecuencia de oscilación del campo acústico está dentro del intervalo de 20 - 60 kHz.
6. 6. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que el oscilador empleado es un oscilador ultrasónico.
7. 7. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5 precedentes, caracterizado en que el oscilador empleado es un material piezoeléctrico.
8. 8. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5 precedentes, caracterizado en que el oscilador empleado es un material magnetostrictivo.