Melhorar a produção do secador de leito fluidizado por meio da tecnologia dessecante, parte 1

Por Scott Haynes e Mario Ranieri, Munters Corporation-Cargocaire Division

Nota do editor: Este artigo de duas partes aborda o uso da tecnologia dessecante em uma fábrica de produtos farmacêuticos. A parte 1 examina questões críticas na secagem de produtos farmacêuticos, enquanto a parte 2 discute técnicas dessecantes específicas, incluindo o secador dessecante Cargocaire HoneyCombe.

Uma auditoria em uma empresa farmacêutica de Nova Jersey que fabrica mais de uma dúzia de medicamentos prescritos mostrou uma oportunidade de aumentar o rendimento durante os meses de verão diminuindo a umidade do processo. Como podemos atingir os níveis de umidade do inverno, mesmo durante os dias quentes e úmidos do verão? Através da desumidificação dessecante. Para qualquer processo ou linha de produção que pareça funcionar melhor, mais rápido ou com maior qualidade do produto no inverno versus verão, há uma grande chance de que seja um problema relacionado ao excesso de umidade.

Três variáveis ​​atuam na secagem de produtos farmacêuticos: temperatura, velocidade do ar e umidade. As três variáveis ​​às vezes são limitadas pelo próprio produto. Por exemplo, partículas grandes e frágeis podem ser danificadas por altas velocidades do ar e, portanto, requerem temperaturas mais altas ou ar mais seco (menos umidade) para compensar a redução na velocidade.

Muitos produtos farmacêuticos são sensíveis à temperatura. Portanto, para ter um rendimento adequado na produção, deve-se compensar a falta de calor aumentando a velocidade do ar e diminuindo a umidade. Maior velocidade do ar é obtida usando um leito fluidizado, enquanto uma maneira eficiente de obter um ar mais seco é passar o ar por um dessecante antes que o ar entre em contato com o produto.

A combinação do sistema de desumidificação dessecante e o leito fluidizado compõem o sistema de processamento e secagem do leito fluidizado. Os secadores de leito fluidizado são bem conhecidos por sua capacidade de diminuir drasticamente o tempo de secagem em relação aos secadores de bandeja e secadores a vácuo. O processo de secagem é isotérmico e a alta taxa de secagem resulta em resfriamento evaporativo que mantém as temperaturas do produto baixas enquanto fornece altas temperaturas de secagem do sistema de tratamento de ar para o secador de leito fluidizado.

Os sistemas de leito fluidizado são normalmente configurados de modo que o ar para fluidização e secagem seja aspirado de fora do prédio por meio de pré-filtros e, em nosso exemplo, por meio de uma bobina de proteção contra congelamento, desumidificador dessecante, um umidificador, aquecedor final, dispositivo de controle de temperatura e HEPA filtros finais. Saindo do leito do produto, o ar carregado de umidade passa por algum tipo de filtro de produto/ar, um ventilador, possivelmente um filtro final e é expelido para a atmosfera.

A secagem em leito fluidizado é rápida porque toda a área da superfície do produto é exposta ao fluxo de ar de alto volume. O calor é transferido para a superfície do produto por convecção. A vigorosa ação de mistura do leito fluidizado faz com que o processo seja isotérmico, uma condição desejável para operar com materiais sensíveis à temperatura. Ao empregar um secador dessecante, os fabricantes farmacêuticos podem reduzir o tempo necessário para secar um lote ainda mais do que com a tecnologia de refrigeração convencional devido ao ponto de orvalho extremamente baixo da tecnologia dessecante.

Como funciona a desumidificação por dessecante Na fábrica, antes que o ar externo chegue ao secador de leito fluidizado, ele avança pelas serpentinas de pré-aquecimento e resfriamento. O ar do processo passa então por um desumidificador dessecante Cargocaire HCD-4500 que seca o ar a um ponto de orvalho muito baixo de 12°C ou 10 gr/lb, correspondendo aos melhores pontos de orvalho para operação no inverno. Por fim, o ar passa novamente pelas serpentinas de resfriamento e aquecimento e é enviado ao secador Glatt com a umidade necessária e o nível de temperatura entre 54,5°C e 77°C a 10 gr/lb.

Desde a instalação do desumidificador dessecante em agosto de 1996, os tempos de secagem para um lote de granulação de produtos cardiovasculares diminuíram 15% durante o verão. Devido a melhorias significativas como esta, a maioria das instalações de fabricação farmacêutica usa sistemas de desumidificação baseados em resfriamento e/ou dessecante para remover a umidade das operações.