اسپری درایر

اسپری درایر

تعداد بازدید: 23649
چهارشنبه 03 دي 1393

اسپری درایر

یکی از کاربرد های مهم اسپری درایر (Spray Dryer) تولید پودرها و گرانول های سرامیکی است اگر چه این وسیله در تولید مواد شوینده، صنایع غذایی و دارویی نیز کاربرد دارد.

عمومی ترین روش برای آماده سازی مواد اولیه سرامیک، اختلاط تر مخلوط اولیه در بال میل و یا در یک همزن، همچون همزن پاروئی می باشد. در این روش، در مرحله اول، آسیاب همزمان و توام مواد اولیه انجام می شود. اگر مواد اولیه به صورت طبیعی (همانگونه که بر روی زمین یافت می شوند) تهیه شوند، عملیات آماده سازی مواد اولیه با هدف شکستن قطعات بزرگ و کلوخه مانند و اختلاط متناسب آن ها شروع می شود.پس از آنکه مواد اولیه از سنگ شکن عبور کردند، با آب مخلوط شده تا راندمان آسیاب کردن بالا رود.

پس از آسیاب کردن و تهیه دوغاب هموژن، آن را از میان یک الک (سرند) و یک جدا کننده مغناطیسی عبور می دهند. وظیفه این جدا کننده، حذف آهن و مواد زائدی است که در حین حمل و نقل و آسیاب کردن مواد به داخل مخلوط راه یافته اند. به علت اینکه مخلوط برای آسیاب کردن جهت حصول راندمان بالا، با آب مخلوط شده است، در صورتی که مخلوط باید به صورت خشک، شکل داده شوند، (بر عکس شکل دهی با روش ریخته گری دوغابی) آب اضافی دوغاب باید حذف گردد.

در گذشته و به طور سنتی، مواد پلاستیک (که دارای خاصیت پلاستیسیته می باشند) با روش زیر آماده سازی می شدند:

قسمتی از آب دوغاب توسط فیلتر پرس و در مرحله بعد با ورز دادن دوغاب توسط چرخ حلزونی از مخلوط زدوده می شد. در محفظه های خلا، هوا از داخل مخلوط، خارج می گشت. برای پرس کردن، باید توسط خشک کردن، قسمتی از آب مخلوط گرفته شود و مواد به صورت دانه ها یا با قطر یک میلی متر درآمده تا به وسیله قالب پرس، فشرده گردد. گرانوله کردن (به صورت دانه دانه درآوردن) با خرد کردن و شکستن جسم خشک شده و الک کردن آن ها میسر می شود.

در صورتی که بتوان کلیه عملیات فوق الذکر را که بعضا پر زحمت می باشند. (مانند عمل فیلتر پرس) با یک روش جایگزین نمود، در زمان و تعداد عملیات آماده سازی مواد صرفه جویی قابل ملاظه ای ایجاد می گردد. این عملیات توسط سیستم اسپری درایر جایگزین شده است.

آماده سازی سنتی مواد سرامیکی

تعریف سیستم اسپری درایینگ

اسپری درایینگ نوع خشک کن کردن مواد می باشد که برای تهیه گرانول ها و یا ذرات ریز، توسط اسپری کردن مواد و مجاورت آن ها با یک عامل گازی شکل داغ عمل می کند.

پروسه اسپری درایینگ در مراحل زیر، می تواند خلاصه شود:

الف: اسپری کردن مواد (به صورت دوغاب، محلول، خمیر یا سوسپانسیون) برای تبدیل شدن به قطرات یا ذرات ریز.

ب: قرار گرفتن مواد اسپری شده در مجاورت یک گاز داغ (معمولا هوا یا بخار آب) جهت خشک شدن مواد.

موادی که باید خشک شوند توسط وسایل اتمیزه کننده به صورت ذرات ریز و بسیار کوچک در می آیند. در حالتی که مواد به صورت دوغاب، محلول، خمیر یا سوسپانسیون می باشند، با روش هایی که بعدا توضیح داده خواهد شد به اندازه های کوچک تبدیل شده تا سطح تماس آن ها با عامل خشک کردن، افزایش یابد.

پس از کاهش اندازه ذرات مواد، این ذرات در داخل جریانی از یک گاز داغ که عمدتا هوا می باشد قرار می گیرد. ذرات پس از قرار گرفتن در معرض گاز داغ، سریعا خشک شده و در انتهای دستگاه اسپری درایر جمع می شود و سپس برای استفاده های بعدی از سیستم خارج می گردد.

اسپری درایینگ

موارد کاربرد سیستم اسپری درایینگ

اسپری درایرها برای خشک کردن محدوده وسیعی از انواع مواد، به کار می روند که فهرست وار به آن ها اشاره می شود:

الف: خشک کردن و گرانوله کردن مواد سرامیکی قابل اسپری.

ب: خشک کردن و گرانوله کردن سوسپانسیون های انواع الیاف و ترکیبات شیمیایی.

این دو کاربرد اسپری درایر برای ساخت محصولات زیر مورد توجه هستند:

1- تهیه بدنه های کاشی دیوار و کاشی کف

2- تهیه رسی ها و کائولین ها

3- پرسلان های الکتریکی

4- بدنه های ظروف غذا خوری

5- تهیه رنگ ها و لعاب ها

6- تهیه بدنه های سرامیک ویژه و سرامیک های اکسیدی

7- تهیه فریت ها و سوسپانسیون های کربن و گرافیت

8- استاتیت و سیلیکات زیرکونیم

9- آلومینا و مخلوط های شیشه

10- پاک کننده ها و موارد مشابه

11- مواد داروئی، محصولات غذایی مانند شید، تخم مرغ و قهوه.

اجزای اسپری درایر

اسپری درایر، برای تبدیل دوغاب سرامیکی به پودر تراکم پذیر در ساخت سرامیک ظریف و به طور وسیع برای آماده سازی مواد به صورت فله جهت پرس خشک به کار می رود.

چون پروسه اسپری درایینگ از دو مرحله اسپری کردن مواد و قرار گرفتن آن ها در مجاورت یک گاز داغ تشکیل شده است؛ لذا اجزای این سیستم باید مراحل فوق الذکر را بتوانند به مرحله اجرا درآورند. این اجزا را چنین می توان بر شمرد:

الف: اجزای تغذیه مواد؛ شامل: پمپ های تغذیه.

ب: اجزای اسپری کردن مواد: شامل: نازل های اتمیزه کننده یا پخش کننده ها و دیسک های گریز از مرکز.

ج: اجزای ایجاد گرما و حرارت برای تهیه گازهای داغ: شامل: مشعل، مبدل های حرارتی، فن ها.

د: سیستم های لوله کشی، انتقال مواد و گازهای داغ و انواع شیرها.

ه: سیستم های کنترل و اندازه گیری دما، میزان ورود گازهای داغ، ولتاژ و جریان الکتریکی.

و: محفظه خشک کردن: شامل: بدنه اصلی (به شکل استوانه) با انتهای مخروطی شکل.

ز: سیستم جمع کردن و جدا سازی گرد و غبار از هوای خروجی؛ شامل: سیکلون ها و باطری های جدا کننده

اجزای اسپری درایر

روش کار اسپری درایر

اسپری درایر دستگاهی است که دوغاب سرامیکی را برای عمل پرس خشک آماده می سازد. و عمدتا در مورد آماده سازی سرامیک های ظریف کاربرد دارد. این سیستم برای شکل دهی پلاستیک محصولات زیر و خشن (با اندازه ذرات بزرگتر) معمول و متداول است.

در ادامه، مراحل کار این دستگاه به تفکیک بیان می شود:

الف: تغذیه مواد:Feeding of Material

برای خشک شدن مواد، ابتدا باید این مواد به محفظه خشک شدن وارد گردند. نکات حائز اهمیت در تغذیه مواد را می توان به شرح زیر بیان نمود:

1- بالا بودن ویسکوزیته (لزجت یا گرانروی) دوغاب مواد.

2- به تبع بالا بودن ویسکوزیته دوغاب، جرم حجمی آن ها نیز بالا می باشد.

با توجه به موارد ذکر شده، دوغاب باید توسط پمپ هایی وارد محفظه شود. بدیهی است که انرژی لازم جهت پمپاژ دوغاب، بالا بوده، بنابراین باید از پمپ های با توان بالا استفاده کرد.

ب: اسپری مواد: Sprying of Material

چنانچه از نام سیستم اسپری درایینگ پیداست، اساس کار این سیستم، بر اسپری مواد دوغابی شکل استوار است. علت استفاده از سیستم اسپری کردن دوغاب، به این دلیل است که بدنبال اسپری کردن مواد دوغابی شکل، ذرات این مواد به اندازه های کوچکتر تبدیل شده که با تبدیل این ذرات به ذرات کوچکتر، سطح تماس آن ها افزایش می یابد. این افزایش سطح، منجر به بالا رفتن میزان انتقال حرارت شده و در واحد زمان، مقدار زیادتری دوغاب، خشک می شود. چون قطر و ضخامت ذرات کم می باشد، عمق و مرکز ذرات نیز به همان میزان سطح ذرات خشک خواهند شد. در نتیجه با عمل اسپری کردن و تبدیل مواد به ذرات کوچکتر، سه فائده حاصل می گردد:

1- بالا رفتن سرعت خشک شدن

2- یکنواختی در خشک شدن

3- بالا بودن کیفیت خشک شدن که نتیجه آن کاهش ضایعات، نسبت به سایر روش های خشک شدن محصولات سرامیکی می باشد.

تجهیزاتی که اسپری کردن مواد را به عهده دارند: نازل ها، پخش کننده ها یا دیسک های گریز از مرکز می باشند. این تجهیزات که عمل اتمیزه کردن مواد را انجام می دهند، باید نکات زیر را در مورد آن ها، مد نظر قرار داد:

1- تبدیل کردن ذرات دوغاب به ذرات با اندازه  های مطلوب .

به طوری که اگر دهانه نازل و سوراخ های پخش کننده ها و دیسک های گریز از مرکز، از حد مجاز بزرگتر شده باشند، اندازه ذرات بدست آمده از حد مطلوب بزرگتز خواهد بود و بالعکس اگر دهانه و سوراخ ها بیش از حد مجاز کوچک باشند، گرفتگی و سایش غیر معمول آن ها مطرح خواهد بود.

2- انتخاب مناسب جنس دهانه نازل، جهت کاهش سایش در مقابل عبور مواد.

مواد تشکیل دهنده دوغاب با سختی بالا، به هنگام عبور، باعث سایش دهانه نازل و سوراخ ها خواهد شد. لذا باید جنس نازل ها و سوراخ ها و دهانه آن ها طوری باشد که سایش به حداقل مقدار ممکن خود برسد، تا در تداوم کار اسپری درایر توفقی پیش نیاید.

3- کنترل اندازه ذرات دوغاب، جهت جلوگیری از انسداد دهانه نازل.

در صورتی که ذرات خارج از حد مجاز، وارد سیستم تغذیه سیستم اتمیزه کننده مواد شده باشند، انسداد دهانه نازل و سوراخ های پخش کننده و دیسک های دوار به وقوع می پیوندد. لذا باید قبل از ورود دوغاب به سیستم های تغذیه و اتمیزه کننده باید آن ها از الک های مخصوص عبور داده شوند.

4- جلوگیری از برخورد مواد به جداره محفظه خشک کن از دو جهت حائز اهمیت است:

الف: به علت برخورد، انتقال حرارت صورت می گیرد و دمای ذرات، افت پیدا می کند.

ب: به علت برخورد، سایش در جداره ایجاد می شود.

لذا برای جلوگیری از برخورد مواد اسپری شده به جداره محفظه خشک کن، باید نحوه استقرار نازل ها و هم چنین پخش کننده ها و دیسک های گریز از مرکز طوری باشد که منظور فوق را برآورده سازد.

5- ایجاد فضای کافی جهت برخورد دوغاب اسپری شده و گازهای داغ.

جهت ایجاد پروسه خشک کردن سریع و نیز خشک شدن ذرات دوغاب اسپری شده، قبل از رسیدن ذرات به انتهای محفظه خشک کن، باید ذرات به طور کامل خشک شوند، تا کیفیت محصول نهایی از نظر خشک شدن، مطلوب و مورد نظر باشد. بنابراین استقرار وسایل اتمیزه کننده در برآوردن چنین منظوری باید به طور مناسب انجام گیرد.

برخورد مواد با گازهای داغ: Contact of Hot Gas & Materials

جهت خشک کردن دوغاب، باید آن را با یک عامل گرم و داغ در تماس قرار داد. نتیجه تماس دوغاب با گازهای داغ، خشک شدن دوغاب و انتقال رطوبت به گاز می باشد. نحوه برخورد دوغاب و گازهای داغ طوری است که ذرات اسپری شده در داخل گازهای داغ، متفرق و پراکنده می شوند. در این برخورد مسائلی پیش می آید که به آن ها می پردازیم:

1- مقداری از ذرات ریز که به گرد مواد سرامیکی موسومند، همراه با گازهای داغ به بیرون از محفظه خشک کن منتقل می شوند. به علت دارا بودن بعضی از ویژگی های مطلوب گردها، باید آن ها مجددا به کار گرفته شوند.

2- رطوبت همراه گازهای داغ به بیرون سیستم تخلیه می شود. در این حالت، خوردگی حاصل از تخلیه رطوبت، سیستم های انتقال گاز خروجی را تهیدید می کند.

در برخی از اسپری درایر ها، اساس کار سیرکولاسیون صحیح گازهای داغ، بر ایجاد جریان یک طرفه یا جریان متقاطع مبتنی می باشد.

باید توجه داشت که در برخورد مواد باگازهای داغ، حتما از قرار گرفتن مواد در معرض حرارت زیاد باید خودداری شود.

د: ته نشین شدن ذرات خشک شده در ته محفظه خشک کن.

پس از آنکه دوغاب اسپری شده با گازهای داغ برخورد نموده و خشک شد، ذرات به صورت گرانول های سرامیکی در ته محفظه جای می گیرد و بعد از آنکه به مقدار معینی رسید، توسط شیرهای مخصوص، از داخل محفظه تخلیه می گردد.

محصولات آماده تخلیه می تواند یا در سیلوهای مخصوص ذخیره سازی برای طی کردن مراحل بعدی ذخیره شود و یا اینکه بر روی نوار نقاله هایی قرار گرفته و به دست انجام عملیات آتی سپرده شود.

در این مرحله، کار سیستم اسپری درایر به اتمام می رسد و سیکل خشک کردن گرانول طی می شود. ولی از آنجایی که قسمتی از مواد خشک، همراه هوای داغ و مرطوب به خارج از محفظه خشک کن هدایت می گردد، لذا برای جلوگیری از ضایعات و کاسته شدن میزان مواد و هم چنین جلوگیری از آلودگی محیط زیست، باید گرد مواد سرامیکی از هوای داغ جدا شود. به این علت، هوای داغ خروجی از میان جدا کننده هایی عبور می نماید تا گرد مواد سرامیکی جدا شده و هوای عاری از آن، از سیستم تخلیه جدا شود.

علاوه بر مواردی که مستقیما و اساسا در کار اسپری درایر دخیل بودند، یک پروسه جانبی نیز در کار این سیستم نقش دارد که عبارت است از:

  • گرم کردن هوای لازم جهت خشک کردن
  • گرم کردن هوای لازم جهت خشک کردن محصولات سرامیک توسط مبدل های حرارتی یک طرفه یا جریان متقاطع و یا احتمالا انواع دیگری از مبدل های حرارتی صورت می پذیرد.
  • پس از آنکه توسط مشعل هایی، سوخت (می تواند گاز یا سوخت های نفتی باشد) سوزانده شد، محصولات احتراق از میان مبدل های حرارتی عبور می کند و با انتقال حرارت، هوای خشک کردن حرارت لازم را جذب می نماید.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

محمد رستم خانی، آشنایی با اسپری درایر، مرکز آموزش و تحقیقات سرامیک شرکت مرقه سازی ایران (مانه)، 1369.

 

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

 

اسپری درایر از دید tileman.blogfa.com

هدف از استفاده از اسپری درایر در کارخانجات تولید کاشی و سرامیک تهیه پودری با دانسیته یکنواخت، توزیع اندازه ذرات ثابت و رطوبت یکسان است.

برای پودر کردن و به صورت گرانول درآوردن دوغاب توسط اسپری درایر دو روش متفاوت وجود دارد:

استفاده از نازل اسپری درایر

استفاده از دیسک های چرخان

روش اول یعنی استفاده از نازل اسپری درایر در صنعت سرامیک و روش دوم در صنعت داروسازی مورد استفاده قرار می گیرد. دوغابی که به مدت حداقل 24 ساعت کهنه شده توسط پمپ های مخصوص به داخل لوله های موجود در اسپری فرستاده می شود و این دوغاب را به سمت نازل ها هدایت می کند. نازل نیز دوغاب را به صورت قطراتی به داخل اسپری درایر پخش می کند...ادامه

 

اسپری درایر از دید wikipedia.org

Spray drying is a method of producing a dry powder from a liquid or slurry by rapidly drying with a hot gas. This is the preferred method of drying of many thermally-sensitive materials such as foods and pharmaceuticals. A consistent particle size distribution is a reason for spray drying some industrial products such as catalysts. Air is the heated drying medium; however, if the liquid is a flammable solvent such as ethanol or the product is oxygen-sensitive then nitrogen is used.

All spray dryers use some type of atomizer or spray nozzle to disperse the liquid or slurry into a controlled drop size spray. The most common of these are rotary disks and single-fluid high pressure swirl nozzles. Alternatively, for some applications two-fluid or ultrasonic nozzles are used. Depending on the process needs, drop sizes from 10 to 500 µm can be achieved with the appropriate choices. The most common applications are in the 100 to 200 µm diameter range. The dry powder is often free-flowing...more

نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیست و یکمین دوره
عنوان : نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیس ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان :نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره شهر : تهران ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر تهران 1401 نوزدهمین دوره
عنوان: نوزدهمین نمایشگاه صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر شهر: ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی تهران بیست و ششمین دوره
عنوان: نمایشگاه بین المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی تهران بیست و ششمین د ...بیشتر
نمایشگاه های سال 1401
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان شرکت پاکمن بنا به ارزیابی های انجام ش ...بیشتر
برندینگ شرکت پاکمن
درباره گروه تاسیساتی شرکت پاکمن شرکت پاکمن در سال 1354تاسیس شد و در ادامه فعا ...بیشتر
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه ...بیشتر
نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره-شهریور 1400
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره شهر ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400
عنوان: بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400 شهر: تهران ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر