Embora amplamente utilizado na indústria, leitos fluidizados possuem aplicações limitadas, devido às propriedades das partículas, altura mínima que proporcione fluidização uniforme, ocorrência de fluidização agregativa, dentre outras (RIBEIRO, 2005). Segundo Kudra (2002), estas limitações podem ser minimizadas e até mesmo eliminadas quando utilizado um leito pulso-fluidizado, devido ao fluxo periódico do gás no leito fluidizado que este equipamento proporciona.
Tratando-se do projeto de um leito pulso-fluidizado, todo o leito ou seções podem ser fluidizados, mas as pulsações são transmitidas somente para o leito e não para a estrutura do secador (GAWRZYNSKI; GLASER, 1996).
Os leitos pulso-fluidizados têm sido destacados por suas vantagens, dentre as quais: melhor qualidade de fluidização, efeito de contato entre o sólido e o gás, melhoria na transferência de calor, possibilidade do processamento de partículas dispersas (LI et al., 2004), economia de até 50 % de energia (KUDRA; MUJUMDAR, 1995; JESOWSKA, 1993), mistura intensa de materiais com alto teor de umidade (GAWRZYNSKI et al., 1996).
Os secadores de leito pulso-fluidizados podem trabalhar com partículas que apresentem maior distribuição granulométrica e irregularidade geométrica, quando em comparação aos leitos fluidizados convencionais. Nos leitos de fluidização contínua esta flexibilidade não existe. Desta forma, o estudo de uma gama de materiais inadequados para a fluidização convencional pode ser feito em leitos movimentados por pulso-fluidização (NITZ, 2006).
Li et al. (2004) observaram que somente o pulso de gás não é suficiente para fluidizar partículas grandes e alguns métodos de pulso-fluidização como os mencionados se apresentam limitados na fluidização destas, entretanto, eles se apresentam muito eficientes para a fluidização de pós finos e partículas pequenas. Estes autores combinaram a utilização de um fluxo de gás contínuo somado a um fluxo pulsante. Neste método, a tarefa de pulsação pode ser aliviada para o dispositivo responsável pelo efeito pulsante.
De um ponto de vista prático, Li et al. (2004) acreditam que o fluxo pulsante de baixa freqüência e alta amplitude pode promover a mistura dos sólidos e eliminar pontos quentes no leito, o que é extremamente importante na secagem de materiais biológicos.
No leito pulso-fluidizado, o fluxo de gás é liberado em uma modalidade selecionada de onda (ex: onda quadrada ou senoidal), que causa a vibração do leito, substituindo assim a
vibração mecânica pela vibração fluidizada (fluxo de gás alternado) (LI et al., 2004). Na pulso-fluidização ocorre a variação periódica da vazão de gás, na qual o fluxo é mantido constante num determinado nível (fase ativa), e outra, onde o fluxo de gás é fechado (fase inativa). Esse tipo de fluidização pode ser visto na Figura 2.7.
Na literatura, existem vários modos de se realizar a pulso-fluidização, entre eles: (1) regulagem do fluxo de gás através de uma válvula solenóide (JIN; NIE; LIU, 2001) ou uma válvula borboleta girando a uma velocidade angular específica (GAWRZYNSKI;GLASER, 1996); (2) projetando distribuidores específicos de gás (KÖKSAL; VURAL, 1998); (3) utilizando gás de combustão como o gás fluidizador (MANSOUR, 1993). Outra maneira de se obter a fluidização é a distribuição seqüencial da corrente gasosa, nesta técnica, o fluxo gasoso é periodicamente redirecionado para diferentes seções do leito (NITZ, 2006). No Leito fluidizado pulsado rotativo, o distribuidor de ar multi-orifícios é dividido em duas partes: o prato perfurado que suporta as partículas do leito fixo e distribui o gás uniformemente e o disco rotativo que, periodicamente, distribui o gás em toda a área da seção do prato perfurado (AMBROSIO-UGRI; TARANTO, 2004).
De acordo com Strumillo e Kudra (1986), os secadores pulso-fluidizados podem ser utilizados para a secagem de materiais com alto teor de umidade livre e também para alimentos que não contém este tipo de umidade.
São encontrados poucos trabalhos sobre a pulso-fluidização e os equipamentos industriais são poucos e por isso deve-se considerar que as vantagens desta técnica em relação à convencional devem ainda ser bastante estudadas e difundidas (NITZ, 2006).
Poirier; Kudra e Platon, (2001) estudaram a possibilidade de secar no leito pulso- fluidizado materiais de difícil tratamento em fluidização convencional, como cubos de cenou-
-ra, casca de camarão e sub-produto de cevada pós-fermentação, destinado a produção de ração animal em cervejarias.
Em estudos realizados por Wang e Rhodes (2005a e 2005b), utilizando a pulso- fluidização como técnica para evitar o colapso de leitos fluidizados, a conclusão foi de que a oscilação da velocidade superficial do gás ajuda a evitar a formação de colapso de partículas que têm a tendência de se aglomerar.
A secagem de arroz em secador pulso-fluidizado foi feita por Prachayawrakorn et al. (2005), onde a pulso-fluidização foi obtida através do giro alternado de duas folhas metálicas, já que o arroz tende a formar aglomerados.
Por apresentar novas perspectivas a diversos materiais, o secador leito pulso- fluidizado tem sido utilizado para a secagem de grãos, sementes, pós e materiais com alto conteúdo de umidade, tais como: açúcar granulado (GAWRZYNSKI et al., 1996), sal marinho (DJURKOV, 1998 e 2001), produtos farmacêuticos granulares (cálcio glucônico, acenol) (BLACHA-JURKIEWIXZ; GAWRZYNSKI; GLASER, 1987; GAWRZYNSKI; GLASER; ZGORZALEWICZ, 1989), polipropileno reciclado em pó (GAWRZYNSKI; GLASER; KUDRA, 1999) e materiais biológicos (ELENKOV; DJURKOV, 1992).
Ambrosio-Ugri e Taranto (2007) estudaram a secagem de ácido 2-hidróxidobenzóico em secador pulso-fluidizado rotativo e concluíram que pode ser realizada a secagem de materiais particulados coesivos neste tipo de secador, tendo como resultado a distribuição uniforme do gás dentro do leito e uma secagem uniforme do sólido.
JINESCU et al. (2000) estudaram o processo de secagem de biomateriais em pó através da intensificação do processo de fluidização. Tal intensificação da fluidização foi feita de três maneiras: pela adição de partículas inertes, através de fluidização com um agitador mecânico e com a fluidização pulsada. Em relação à adição de inertes, foram estabelecidos o diâmetro e a porcentagem ótima de adição do inerte para garantir uma menor velocidade de mínima fluidização. Em relação à fluidização com agitador mecânico, verificou-se que a velocidade de mínima fluidização diminui com o aumento da freqüência do agitador. Para a fluidização pulsada, foi observada uma diminuição da queda de pressão mínima e da velocidade mínima de fluidização com o aumento da freqüência de pulsação.
O leito pulso-fluidizado rotativo tem sido muito bem aplicado na secagem de produtos cristalinos que tem a capacidade de se agregar ou grudar, como o açúcar cristal, o sal marinho, etc., bem como na secagem de produtos biológicos que possuem alto conteúdo de umidade, como sementes de girassol, entre outras (DJURKOV, 1998; GAWRZYNSKI; GLASER, 1996; ELENKOV; DJURKOV, 1992).
Em escala industrial, pode-se apresentar o exemplo citado por Gawrzinski et al. (1996), que apresenta secagem seguida de resfriamento de açúcar granulado, existente na Polônia, para aproximadamente 14.000 kg/h. Ambas as etapas - secagem e resfriamento – são conduzidas em fluidização pulsante. O trabalho apresenta uma relação entre a técnica de secagem em secador do tipo pulso-fluidizado e outras, como secador rotativo e leitos vibrados. Os consumos de energia e de agentes de secagem nos testes em leito pulso- fluidizado mostraram-se muito inferiores.
Tantas características e resultados positivos, determinados em secadores piloto e também de porte industrial, mostram que a pulso-fluidização é muito promissora. Estes fatos constituem a justificativa para que os estudos nessa área sejam incentivados.