201887. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés porok és granulátumok mikrohullámú szárítására
1 HU 201887 B 2 A találmány tárgya eljárás porok és granulátumok mikrohullámú szárítására, amelynek során a kezelendő anyagot levegő keresztüláramoltatásával és adott esetben egyidejű mechanikus rezgetéssel teljes volumenében bolygatjuk, közben impulozusszerűen adott intenzitású mikrohullámú teret létesítünk és ezzel az anyagot edőben szakaszosan hevítjük. Az eljárás elsősorban porból visszanedvesítéssel előállított granukátumok kezelsére alkalmas, amellyel gyorsan nedvesedő és diszpergálódó, kapillárporrózus szerkezetű homogén agglomerált szemcsehalmaz állítható elő. A találmány tárgyát képezi még az eljárás foganatosítására alkalmas berendezés létrehoózása is, amelynek kezelő kamrája, a kamrának a kezelendő anyagot fogadó bemeneti csatlakozáősa és a kezelt anyag kiléptetésére kimeneti csatlakozása van, a kezelő kamrában, annak alsó részén az anyagot fogadó gázeloszttó rács van, amely alatt légbevezető nyílás van kiképezve, a kezelő kamra belső terébe a gázelosztó rács feletti szakaszon mikrohullámú generátorokkal vannak összekötve és a kezelő kamra falán a gázelosztó rács feletti térrészben légelvezető nyílás van kialakítva. Számos olyan porkezelési eljárás ismert, amelynél a szükséges szemcseméret kialakítását a visszanedvesítést követő intenzív nedvességelvonással érik el. ezeknek az eljárásoknak a célja gyorsan oldódó, megfelelő minőségű granulátumok előállítása. Itt a mozgásban lévő szemcsehalmazhoz kötőanyagot tartalmazó folyadékot adnak és ez gondoskodik a kívánt méretű aggtlomeráciűról. A nedvesség elvonására konvektiv, konduktív vagy sugárzásoso hőközlést alkalmaznak, illetve ezen megholdásokat kombinásióban is használják. Ilyen eljárásokra találhatunk példát a 159 283 Isz. HU szabadalomban, ahol a szemcsék mozgatását mechanikus úton oldják meg. A 152 386 lsz. HU szabadalom esetén a nedvees granulátomot a rétegen keresztüláramoltatott meleg levegővel konvekciós úton szárítják. Az US 3 089 824 lsz. szabadalomban és a 168 657 lsz. magyar szabadalomban ismertetett megoldásnál a szemcsék keveredése, agglomerációja és a granulátumok száradása egy berendezésben történik. Ezeknek az eljárásoknak hátránya a nem egyenletes energiabevitel a kezelt anyag rétegébe, valamint hogy a még csak folyadékhíddal összekötött metastabil állapotú szemcsék szárítása hosszú időt vesz igénybe és nagy energiaigénye miatt költséges. Az így előállítót granulátumok gördülékenysége nem megfelelő, nagy a porképződés és nem alakul ki az egyenletes kapillárprózus szemcseszerkezet. Ennek oka a konvenciós nedveségelpárologtatás lassú folyamata és a szemcsefelületen gyakran kialakuló rétegképződés, ami a további nedvességelvonást megakadályzhatja. Ismertek továbbá olyaneljárások, amelyek az agglomerálás folyamán a szárítás műveletéhez szükséges hőenergiát mikrohullámmal juttatják a kezelt anyagba. Ezen eljársok egyik csoportjához tartozik a 176 187 lsz. HU szabadalomban ismertetett megoldás, ahol húslisztsterilezésére mikrohullámú energiabevitelt hasznbálnak. Itt a kezelés közben a poralakú anyag nyugalomban van, a kezelés hatására a por az egyenetlen nedvességeloszlás miatt kisebb-nagyobb tömbökben összeáll, ami a további felhasználás szempontjából kedvezőtlen. A mikrohullámú szárítást alkalmazó legfejlettebb megoldást a CH 584 391 lsz. szabadalom ismerteti. Ennél az eljrásnál válaszfallal két részre osztott kezelő kamrát alkalaznak, amelyet vibrátorral adott mértékben függőleges irányban rezegtetnek. A bevitt porlakaú anyagot alulról forró levegővel vagy gőzzel átfúvatott szállítószalagra rezonátor terén halad keresztül, és a mikrohullámú energiát impulzusok alakjában közük. A gőz- vagy gázátfúvatás mértéke az első kamrában kisebb, a másodikban pedig nagyob. A második kamrafélben mikrohullámú kezelést már nem alkalmaznak. Az eljárás során az impulzusszerűen közölt hőenergia hatására a nedvesség a részecskékből eltávozik, és a lebegtetett állapotban lévő részecskék felületéről a nedvességet a forró gőz vagy gáz távolítja el. Ennél az eljárásnál a kellő energiaközlés mértékét nagyon nehéz megtalálni, különösen olyan esetekben, ahol a termék minősége egy adott hőmérésklet felett romlik. A mikrohullámú energia csak adott szinten képes a belső nedvességtartalmat intenzíven eltávolítani, de ez a folyamat helyi hőmérsékletnövekedéssel jár. Amikor ezzel egyidejűleg vagy ezt követően a szedmcsék hőmérsékletét még forró levegővel is növelik, akkor a kettős energiaközlés miatt a megengedett felső hőmérséklet túllépésének veszélye nagy. Ennek megakadályozása a mikrohullámú energia csökkentésével elérhető ugyan, a csökkentett energia mellett azonban a nedvességeltávolítás hatásfoka romlik. A találmány feladata olyan eljárás és berendezés létrehozása porok és granulárumok mikrohullámú szárítására, amely ebből az ismert impulzusszerűen mikrohullámú energiát adagoló megoldásból indul ki, de annak hatásfokát javítja, a hőmérséklet túllépését megakadályozza, egyúttal pedig jevítja a kapullárisok kialakulását az agglomerátumban. A mikrohullámú energia a dielektrikumok átpolarizálása révén a szemcséák belsejében disszipálódik és a hőfejlődés is ott a legnagyobb. Ez a hevítési mód a szemcsék belsejéből azok külseje felé irányuló hőmérsékletgradienset hoz létre. A nedvesség gradiense is ilyen irányú, ennek hatására a felület felé diffúziós áramlás indul. A találmány egyik felismerése azon alapul, hogy a diffőúzisós áramléás sebességét azzal tudjuk legjobban fokozni, ha a szemcsék felületén, illetve annak közelében a nedvességet a lehető legnagyobb mértékben elvonjuk, azai'*olyan szárítási módszert alkalmazunk, amely főleg a felület közelében hat. Ilyen szárításra az infravörös sugárzó energia a legalkalmasabb. A szemcsék állandó bolygatása gondoskodik arról, hogy mind a mikrohullámú energia, mind pedig az infravörös energia átlagosan minden szemcsére egyeletes mértékben hasson, tehát helyi hőmérséklet- vagy nedvességmaximumok ne keletkezzenek. A találmány wgy másik felismerése a szemcsehőmérséklet korlátozásán alapul. Miután a mikrohullámú és az infravörös energiaközlés egyaránt sugárzásnak tekinthető, hatásukat a szemcsék közötti levegő áramlása nem zavarja. Az ismert megoldásokkal ellentétesen a szemcsék között a leverőáramlást nem 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
