اسپری درایر چیست؟
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.
فهرست مطالب
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.
مراحل کار اسپری درایر 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 مزایای آن 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.
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.
انواع مختلف اسپری داریر را بشناسید
شایع ترین نوع اسپری درایر، نوع منفرد است. در یک منبع منفرد هوای خشک، بالای اتاقک وجود دارد. در اکثر موارد هوا در همان جهت به عنوان مایع اسپری، نفوذ می کند. پودر خوب تولید می شود اما می تواند جریان ضعیف و گرد و غبار زیاد تولید کند. برای غلبه بر گرد و غبار و ضعف جریان پودر، نسل جدیدی از اسپری درایرها به نام مالتی اسپری خورشیدی تولید شده است که به جای خشک کردن مایع در یک مرحله، خشک شدن آن در دو مرحله انجام می شود:
- در بالای اتاقک به عنوان تک اثر
- با یک بستر ثابت در پایین اتاقک
پودر های خوب تولید شده توسط مرحله اول خشک کردن می تواند در جریان مداوم یا در بالای اتاق و در اطراف مایع اسپری یا در پایین، در داخل بستر مایع یکپارچه بازیافت شود. روند خشک کردن پودر را می توان بر روی بستر وریدی ارتعاشی خارجی که به صورت سیال می باشد، تکمیل کرد.
