196496. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nedves szemcsés anyagok és/vagy viszkózus folyékony anyagok különösen pasztaszerű vegyipari és élelmiszeripari termékek fluidizációs szárítására
3 196496 4 A találmány nedves szemcsés és/vagy viszkózus folyékony anyagok, különösen pasztaszerű vegyipari és élelmiszeripari termékek fluidizációs szárítósára szolgáló eljárásra és berendezésre vonatkozik. Nedves szemcsés anyagok szárítására különféle megoldások ismeretesek, nevezetesen állóréteges; mechanikusan szállított állóréteges; csúszóréteges mechanikus keveréses; gördülő réteges; vibrációs szállitásos; fluidizációs; gejzir-réteges; lebegtetéses; pneumatikus szállitásos; örvényréteges, valamint porlasztva szárltásos technológiákat alkalmaznak (Blickle, T. - Ormós, Z.: .Energiagazdálkodás* 13, 49. 1972). Az átáramlAsos szárítóberendezések közül a fluidizációs szárítókat alkalmazzák a legelterjedtebben. Ismeretes, hogy a hőátvitel hatákonysága a fluidizációs rétegben nagymértékben függ a szemcsék mozgásának intenzitásától, a réteg homogenitásától, az adagolás folytonosságától és egyenletességétől. A nagy nedvességtartalmú, szemcsés, illetve pasztaszerű anyagok fluidizációs szárításánál a rétegben a szemcsék, illetve az egyenetlen adagolás miatt a nagyobb anyagdarabkák össze tapadnak, a részben kiszáradt anyagrészek rögöket képeznek, a finomabb szemcsék pedig agglomerálódnak; ezek a jelenségek a fluidizáció egyenletességét nagymértékben rontják, vagy a fluidizációt teljesen lehetetlenné teszik. A rögképződés és csatornásodás miatt a szárítási idő lényegesen megnő, emiatt a fluidizációs szárítóberendezés kapacitása nagymértékben csökken, a hőfelhasználás hatásfoka leromlik. A hőátadás egyenetlensége és a nagy fluidizációs gázsebesség miatt a rétegben képződő viszonylag nagy nedvesség-tartalmú szállópor mennyisége megnő, ami komoly porleválasztási problémákhoz is vezet. A fluidizáció egyenletessége javítható, és a szemcsék mozgásának az intenzitása növelhető mechanikai energiának a fluidizációs rétegbe vitelével, ami mechanikus keveréssel vagy vibráció alkalmazásával történhet (2 856 273. USA szabadalmi leírás). Ezek a módszerek azonban önmagukban csak részben segítenek a nagy nedvességtartalmú, ki3 szemcseméretű, tapadásra és rőgképződésre hajlamos anyagok fluidizációjának egyenletesebbé tételében, s bér a hóátadási viszonyok ás javulnak bizonyos mértékben, a szárítás hatékonysága alacsony marad. A fluidizációs mozgésállapot egyenletesebbé tehető a rétegben közel azonos méretű, vagyis szűk méretszóródási határokon belüli, hőhatásra nem érzékeny, és a szárítandó anyag vonatkozásában inert szemcsékből álló réteg alkalmazásával. Ebben az esetben az inert szemcsék méretének nagyobbnak kell lenni a kiszárítandó anyag szemcseméreténél, melyek felületén a beadagolt nagy nedvességtartalmú anyag viszonylag egyenletes réteget képezve oszlik el, a nagyobb anyagdarabokat és a szárítás folyamán képződő rögöket a fluidizációs réteg intenzív mozgásban levő inert szemcséi megórlik, ezzel a fajlagos felület nagymértékben nő, és ennek következtében a szárítás hő- és anyag-transzportja meggyorsul, a szárítási idő nagymértékben csökken (167 659. lajstromszámú magyar szabadalmi leírás). A mechanikus energiabevitelre ebben az esetben a réteg egyenletességének a javítása, vagyis a csatornásodás és buborékképződés csökkentése céljából van szükség. Az inert szemcsékből álló réteg őrlőhatása sok esetben a fluidizáció fenntartásához szükséges légsebesség mellett sem elégséges, ezért a rétegbe tangeciálisan pótlevegőt vezetnek be, ami az őrlóhatás fokozása mellett a kiszáradó és a rétegből a légárammal távozó szemcséket a készülék magassága mentén spirálisan emelkedő pályára kényszeríti, s ezzel a szemcsék készülékben való tartózkodási idejét növeli. A ciklonszerüen áramló levegőben a szemcsékre centrifugális erő, súlyerő, falsúrlódósi eró és a légáram emelő ereje hat, amelyek együttes hatásának eredője a nagyobb tömegű, még nedves szemcsékre a réteg irányába hat, vagyis ezek a szemcsék a rétegbe visszahullanak; a kisebb tömegű (és méretű) száraz szemcsékre ható eredő erő a készülékből távozó légáram irányába hat, ezeket a szemcséket a légáram magával ragadja, s a készülék után elhelyezett ciklonban kerülnek ülepitésre. Az eljárás hátránya, hogy a nagyszemcsés inert réteg fluidizált állapotban tartásához a mechanikus keverés ellenére viszonylag nagy lég3ebességre van szükség, ami azt is jelenti, hogy a fluidizációs levegő térfogatárama elkerülhetetlenül nagyobb a pótlevegó térfogatáramánál. Az így létrejövő nagy légsebesség a száraz termék ülepítésénél okoz méretezési problémákat; egyrészt nagyobb átmérőjű és magasságú ciklon alkalmazása, másrészt az ülepités hatékonyságának a növelése érdekében több ciklon elhelyezése szükséges. Egyes anyagok szárításánál az inert szemcsék órlőhatása az intenzív rétegmozgás ellenére sem elégséges, ebben az esetben a rétegben továbbra Is rögök képződnek, a szárítási idő megnő, ezután a réteg a száradó anyag visszatartása miatt folyamatosan feltöltődik, a rétegmagasság nő, és a fluidizáció mértéke csökken,- egészen a fluidizációs állapot megszűnéséig, ami a szárítóberendezés üzemszerű működését meggátolja. A fluidizáció egyenletessége és a hőátadás körülményeinek a javítása a fluidizált réteg viráltatásával érhető el. Ilyen vibrofluidizációs eljárással szárítanak folyékony élelmiszeripari anyagokat inert töltetes vibrofluidizációs rétegben, ahová a folyadékot porlasztva juttatják (280 329. lajstromszámú szovjet találmányi leírás). Az inert réteg 4x4x4 mm-e8 műanyag (ftoroplaszt) szemcsékből van kiképezve. Az eljárás alkalmazható-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
