Esta instalação de secadora por pulverização na Arla Foods é um exemplo moderno da secadora por pulverização MSD da GEA.
Encontrando uma maneira melhor de secar
A secagem por pulverização é, essencialmente, uma forma de transformar um concentrado líquido em pó. A secadora atomiza o líquido em gotículas finas. Em seguida, o ar quente remove a umidade à medida que as partículas passam por uma câmara de secagem.
Na década de 1970, a secagem em dois estágios era comum, com a secagem na câmara seguida pela secagem final em um leito de fluido separado - uma unidade fora da câmara onde o ar quente flui para cima através do pó, mantendo as partículas suspensas e removendo mais umidade.
No entanto, alguns produtos revelaram uma falha nessa abordagem. Especialmente no caso de fórmulas infantis, ingredientes lácteos e pós nutricionais, partículas úmidas podem aderir às paredes da câmara, formar depósitos e forçar interrupções de produção mais frequentes para limpeza.
Ao mesmo tempo, surgiu uma nova tecnologia nos Estados Unidos. Ela era capaz de processar produtos que a tecnologia de secagem por pulverização já estabelecida considerava difícil ou até mesmo impossível de processar, ao mesmo tempo em que produzia pós que se dissolviam mais facilmente e apresentavam melhor fluidez. Informes desse período identificaram essa tecnologia como uma séria ameaça competitiva.
Líder mundial em secagem por pulverização na época, a empresa dinamarquesa A/S NIRO ATOMIZER, hoje parte da GEA, viu nesse desafio uma oportunidade. Em vez de defender sua tecnologia atual, a NIRO decidiu fazer com que a secagem por pulverização funcionasse para produtos mais complexos.
“Colocar o produto na secadora por pulverização não é a parte difícil”, afirma Martin Skanderby, Gerente Global de Integração de Projetos, Dairy Powder, GEA. "O segredo está em conseguir extraí-lo novamente com as características certas".
A ideia que seus engenheiros documentaram em 1976 viria a se tornar a secadora multi-estágios MSD.
A solução da MSD
Os engenheiros da NIRO alteraram o local onde a secagem era realizada. Eles integraram um leito de fluido à câmara e acrescentaram mais um estágio de leito de fluido, permitindo que uma parte maior da secagem ocorresse fora da zona de pulverização. Ao mesmo tempo, eles alteraram os padrões de fluxo de ar. Esse princípio de multi-estágios permitiu que o processo processasse produtos mais complexos, ao mesmo tempo em que melhorou as características do pó resultante.
Em aplicações como leite em pó instantâneo e fórmulas infantis, a tecnologia produziu pós que se misturavam e se dissolviam no líquido com mais facilidade. A ideia central é simples. A MSD não substitui a secagem por pulverização. Ela altera a forma como a secagem é distribuída ao longo do processo, a fim de obter o produto desejado de maneira mais eficaz.
Esta ilustração antiga de uma secadora por pulverização da NIRO mostra o funcionamento básico da máquina – o líquido é pulverizado dentro de uma câmara, onde seca rapidamente.
Da ideia à indústria
Transformar o conceito em uma proposta industrial viável levou tempo. Em 1982, a empresa francesa de laticínios Isigny Sainte-Mère comprou a primeira NIRO MSD – seis anos depois de a NIRO ter registrado a ideia.
À medida que mais sistemas entraram em produção e demonstraram o que a secagem em multi-estágios era capaz de alcançar, sua adoção se acelerou a partir do final da década de 1980. Os engenheiros foram além da resolução do desafio inicial de processamento e passaram a comprovar o valor do conceito em uma gama mais ampla de aplicações.
Quando a GEA adquiriu a NIRO A/S, também passou a contar com a tecnologia de secagem por pulverização e com a expertise por trás dela. O desenvolvimento da MSD continuou, com base no princípio original, por meio de sucessivas gerações de experiência em engenharia e aplicação.
A influência da secagem em multi-estágios ficou mais evidente à medida que os concorrentes desenvolveram secadoras baseadas no mesmo princípio. O que havia começado como uma resposta da NIRO ATOMIZER a uma ameaça da concorrência estava se tornando uma abordagem consolidada para a secagem por pulverização em multi-estágios e uma plataforma que a GEA poderia continuar a desenvolver.
Uma ideia que não parava de avançar
Um engenheiro dos primeiros anos da MSD ainda reconheceria a geometria de uma câmara de secagem moderna e compreenderia o princípio por trás dela. O mecanismo por trás desse conceito familiar, no entanto, contaria uma história de desenvolvimento contínuo.
A dispersão no ar é um exemplo. Melhorias na dispersão do ar - ou seja, na forma como o ar quente entra na secadora - ajudaram a reduzir os depósitos e, consequentemente, a aumentar a eficiência. A operação higiênica, a automação e o controle de processos também evoluíram à medida que as demandas de produção mudavam. Os sistemas modernos podem operar 24 horas por dia, 7 dias por semana, enquanto os avanços na aglomeração e na granulação - o processo de formação de partículas de pó maiores e mais porosas - oferecem novas maneiras de influenciar as características do pó.
Ferramentas digitais, como o GEA OptiPartner, agora apoiam a otimização contínua dos processos, utilizando dados de processo em tempo real para ajudar a manter a produção em condições ideais. As ferramentas disponíveis hoje teriam sido inimagináveis para os engenheiros de 1976, mas o objetivo lhes seria familiar: compreender o processo e usar esse conhecimento para melhorar o desempenho.
A secagem por pulverização exige um consumo significativo de energia; por isso, a eficiência é fundamental ao longo de toda a vida útil da planta. Em aplicações relevantes, a MSD pode operar em temperaturas de saída mais baixas, o que significa que ocorre uma maior secagem nos leitos de fluido, em vez de na própria câmara de secagem. A recuperação de calor e a otimização mais ampla do processo oferecem novas oportunidades. O GEA AddCool se baseia nessa abordagem, utilizando tecnologia de bomba de calor de alta temperatura para recuperar e reutilizar o calor residual, contribuindo para reduzir o consumo de energia e a dependência de combustíveis fósseis.
50 anos da MSD
1976
A NIRO registra o conceito original da MSD.
1982
A primeira NIRO MSD foi vendida para a Isigny Sainte-Mère, França.
Final da década de 1980
A adoção do processo se acelera à medida que a secagem em multi-estágios comprova sua eficácia na produção.
Início dos anos 2000
Os avanços na dispersão de ar reduzem ainda mais os depósitos e aumentam a eficiência.
Hoje
O princípio original continua a se desenvolver por meio de avanços em higiene, produção contínua, automação, aglomeração e otimização digital de processos.
Cinquenta anos de aprendizado
A experiência adquirida na operação de plantas moldou grande parte do desenvolvimento da MSD. Cada instalação tem suas próprias limitações, e resolver um gargalo pode revelar outro. Esses desafios mostram aos engenheiros da GEA onde é preciso melhorar o processo.
O aprendizado é mútuo. A GEA traz sua experiência com diversos produtos, aplicações e instalações, enquanto os clientes conhecem detalhadamente o funcionamento de suas próprias plantas. Juntas, essas perspectivas podem revelar oportunidades para reduzir os depósitos, prolongar os períodos de produção ou melhorar o controle.
A experiência acumulada também significa saber quando não recomendar a MSD. Produtos, capacidades e condições operacionais diferentes podem exigir uma tecnologia diferente; e, às vezes, uma solução mais simples já é suficiente.
Essa experiência agora vai além da secadora. Ao combinar conhecimento especializado em processos e serviços, a GEA pode otimizar a secadora como parte da linha de produção completa. Trata-se tanto de escolher e aplicar a tecnologia certa quanto de continuar a desenvolver a própria tecnologia.
No início da história da MSD, os membros da equipe desenhavam os projetos à mão.
De uma geração de engenheiros para a seguinte
A continuidade na história da MSD é tanto humana quanto técnica. Alguns membros da equipe atual da GEA começaram suas carreiras ao lado dos engenheiros que desenvolveram a MSD original. Eles se lembram das pessoas que acreditavam firmemente no que haviam criado e se empenharam ao máximo para convencer os outros de que a ideia era acertada.
A confiança deles se mostrou bem fundamentada. A abordagem que eles defenderam se consolidou na produção industrial e continuou a encontrar novas aplicações muito tempo depois de seus primeiros trabalhos terem sido concluídos.
A MSD original marca o início dessa história – e não o seu fim. As ferramentas mudaram radicalmente desde 1976, mas o instinto permanece o mesmo: compreender o problema, aplicar os conhecimentos de engenharia e continuar melhorando.
