محاسبات مربوط به خشک کن ها

[حــامد]

خشک کن های ناپیوسته ,کوره خشک کن,خشک کن
این نوع خشک کن ها به مقدار زیادی به طبیعت ماده خشک شونده بستگی دارد . خشک کن های سینی دار که گاها" کابینی یا قفسه ای نیز گفته می شود برای خشک کردن جامداتی که بایستی روی سینی نگهداری شوند� از جمله مواد خمیری (کیک *****ی) یا جامدات مشابه استفاده می شود. این دستگاه شامل یک کابین با تعدادی سینی می باشد که قابل خارج کردن ازآن می باشند . بعد از بارگذاری ، کابین بسته می شود و هوای گرم شده بین تعدادی از سینی ها جریان می یابد تا رطوبت موجود در جسم را تبخیر کند . گاز خنثی ، حتی بخار داغ به جای هوا می تواند استفاده شود ، زمانیکه مایع تبخیر شونده از جسم قابل اشتعال باشد . وقتی مواد به خشکی مورد نظر رسید ، کابین باز می شود و سینی ها با سینی های جدید عوض می شوند و عملیات مجددا " تکرار می شود .
مواد گرانولی، روی توری هایی به عمق کم ریخته می شوند به طوری که هوا یا گاز دیگر می تواند به آرامی از این بستر عبور کند. بدین طریق سریعتر جامد خشک خواهد شد. نوعی خشک کن که برای این منظور استفاده می شود خشک کن سیرکولاسیونی می باشد.
(Through- Circulation Drier) جامدات کریستالی و موادی که طبیعتا" دانه ای هستند مثل سیلیکاژل در این خشک کن ها به خوبی خشک می شوند. مواد خمیری نیز می توانند توسط یک اکسترودر به صورت گرانول درآمده و بدین طریق به راحتی خشک شوند.
مشکل عمده این نوع خشک کننده ها ناهمگونی میزان رطوبت در محصول نهایی خروجی از آن می باشد. این نیز به خاطر عدم یک نواختی جریان گاز در قسمتهای مختلف این خشک کن می باشد، که می بایست حتی الامکان از ایجاد مناطق مرده جلوگیری کرد. بنابراین با برقرارکردن سرعت بالا (3تا4متردرثانیه) در گاز می توان یک نواختی رطوبت در مناطق مختلف خشک کن را بالا برد.​

خشک کن های غیرمستقیم ,کوره خشک کن,خشک کن
خشک کن های قفسه ای تحت خلا": این دستگاه ها نیز مشابه خشک کن های سینی دار مستقیم ساخته می شوند با این تفاوت که از درب های درزگیری شده استفاده می شود تا بتواند خلاء ایجاد شده در خشک کن را نگهدارد. دراین خشک کن هوا یا گاز دیگری جریان نمی یابد. سینی های محتوی جامد روی قفسه هایی قرار می گیرند که توسط آب داغ یا بخار گرم می شوند و حرارت به طریق هدایت به جامد منتقل می گردد. بعد از بارگذاری و آب بندی ، هوای موجود در خشک کن توسط پمپ های خلاء یا اجکتور مکیده شده و بخار خروجی کندانس می شود. در نوع دیگری (Agitated Pan Dryer) از این خشک کن ها برای خشک کردن خمیرها و لجن ها از ظروف استوانه ای به قطر 1تا2متر و ارتفاع 30تا60 سانتیمتر که مجهز به همزن می باشند استفاده می شود که داخل کابین خلاء قرار می گیرند. این ظروف توسط ژاکت های حرارتی با آب داغ یا بخار گرم می شوند.
این خشک کن هاعمدتا" پرهزینه هستند و تنها در مواردی که می بایست ماده در دمای پایین و در غیاب هواخشک شود استفاده می گردد. از جمله می توان به مواد دارویی اشاره کرد. ​

خشک کن های انجمادی (Freeze Drying)
موادی که نمی توانند گرم شوند حتی تا دمای متوسط ، از جمله مواد غذایی یا دارویی ، می توانند با این روشخشک گردند. ماده تر در معرض هوای خیلی سرد قرار گرفته و منجمد می شود و سپس در اتاق خلاء قرار گرفته و رطوبت خارج شده توسط پمپ خلاء یا اجکتور به بیرون هدایت می شود.​

خشک کن های مداوم (Continuous Drying)
این خشک کن ها با توجه به حجم محصول نسبتا" کوچک ، با دیگر دستگاههای موجود در فرایند شیمیایی تطابق بیشتری داشته و نیاز به ذخیره و انبار کردن قبل از خشک کن ندارند. محصول به دست آمده محتوی رطوبت یکنواخت تری است و هزینه به ازاء واحد وزن محصول نسبتا"کم است. شبیه خشک کن های ناپیوسته نوع خشک کن یا ساختار آن به شرایط ماده خشک شونده بستگی دارد.
در بسیاری از این خشک کن ها ، جسم جامد در خشک کن حرکت کرده و با جریان گاز تماس می یابد. حرکت جامد و جریان گاز ممکن است همسو، ناهمسو یا به صورت متقاطع باشد. در جریان های ناهمسو ، داغ ترین گاز در تماس با خشک ترین جامد قرار می گیرد ، به طوری که دمای جامد تا حد امکان به دمای گاز ورودی نزدیک می شود. این روش سریع ترین حالت خشک شدن (از دست رفتن رطوبت پیوندی ) را نتیجه خواهد داد و در مواردی باعث صدمه دیدن محصول خواهد شد. از طرفی جسم جامد مقدار زیادی از حرارت موجود در گاز را از خشک کن خارج می کند. در جریان های همسو ، جامد مرطوب با داغ ترین گاز مجاور می شود و جامد تنها تا دمای مرطوب گاز گرم خواهد شد و در این حالت حتی مواد حساس بر دما نیز می توانند بدون ایجاد اشکال خشک شوند. در جریان های موازی کنترل بیشتری روی میزان رطوبت محصول وجود دارد.​

خشک کن های تونلی
خشک کن های تونلی نسبتا" طویل می باشند که سینی های محتوی مواد خشک شونده روی واگن هایی قرار داده شده و از آن عبور می کنند. زمان اقامت در خشک کن بایستی به حد کافی طولانی باشد تا رطوبت به مقدار مورد نظر برسد. برای دمای نسبتا" پایین معمولا"از هوای گرم شده توسط بخار استفاده می شود و در دمای بالاتر و مخصوصا" مواردی که نیاز نیست محصول تمیز باشد از گازهای احتراق استفاده می گردد. در این خشک کن ها از هر دو جریان همسو و ناهمسو می توان استفاده کرد و در بعضی موارد روی دیواره های تونلی نیز فن هایی نصب می شود تا جریان بیشتری از گاز را ایجاد کنند. برای ایجاد راندمان حرارتی بالاتر معمولا" قسمتی از گاز های خروجی از تونل به آن برگردانده می شوند.​

خشک کن های بشکه ای (Drum Drier)

مواد سیال همچون محلول ها ، لجن (Slurries) و خمیرها می توانند روی خشک کن های غیر مستقیمی که به خشک کن های بشکه ای شناخته می شوند به رطوبت مورد نظر برسند. بشکه از داخل توسط بخار گرم شده و قسمتی از آن در حوضچه مواد خشک شونده غوطه ور می باشد. چرخش بشکه باعث ایجاد فیلمی از مواد شده و در چرخش کامل این فیلم خشک شده و از طرف دیگر توسط کاردکی فیلم برداشته می شود. معمولا" مواد خشک شونده واقع در حوضچه را در دمای جوش نگه می دارند تا سرعت تبخیر از روی درام سریع تر گردد. ​

​

خشک کن پاششی

​

این روش برای مواد غذایی مایع مثل شیر ، آبمیوه ، آب گوجه فرنگی و آب پنیر به کار می رود در این روش ماده غذایی در دستگاه تبخیر کننده تغلیظ و سپس توسط یک اتو مایزر به صورت پودر به داخل خشک کن پاشیده می شود و از قسمت پایین هوای گرم با ذرات ماده غذایی برخورد نموده و رطوبت را از ماده غذایی جدا می کند . در این سیستم مایعی که قبلا تا حدودی تغلیظ گردیده است تحت اثر فشار به درون محفظه ای که دارای هوای داغ است به صورت ذرات بسیار ریز پاشیده می شود .

​

درجه حرارت دستگاه معمولا از 300 درجه سانتی گراد ***** نمی کند و قطر ذرات نیز ممکن است بین 10 الی 250 میکرون باشد .عمل خشک کردن فقط در چند ثانیه صورت می گیرد . پس آسیب حرارتی نداریم . عمل پودر کردن و تبدیل به ذرات ریز شدن مواد غذایی با استفاده از تجهیزاتی به نام اتو مایزر صورت می گیرد . در spray draer این احتمال وجود دارد که هوایی که از برج خشک کننده خارج می شود حاوی مقداری از مواد غذایی خشک شده باشد پس میتوان آن را وارد سیکلون کرد . ذرات خشک مواد غذایی به دیواره داخلی سیکلون برخورد کرده و انرژی خود را از دست می دهد و در قسمت تحتانی آن جمع می شود . راهی برای افزایش میزان بازیافت می توان هوای خروجی از سیکلون شماره 1 وارد سیکلون شماره 2 گردد .
توصیف فرایند ها
مایع به بالای محفظه خشک توسط یک تلمبه حفره پیش برنده ، تلمبه زده می شود . که یک جریان خیلی آهسته و جریان ثابتی را فراهم می کند . این جریان توسط دو افشانک سیال اسپری می شود و به یک محفظه خشک وارد می شود هوای داغ به داخل حفره ها به سوی محفظه ها وزیده می شود که باعث تبخیر از رطوبت سطح می شود . رطوبت لازم در ذره ها در زمان تبخیر شده است ذره به نقطه تخلیه در پایه مخروط می افتد . در این ترکیب ، دما هرگز از دمای ترموتر هوای اگزوز فراتر نخواهد رفت زیرا یک هواکش در مرکز گریز ، کنترل را بروی شاخابه جریان هوا انجام می دهدو دمای شاخابه به وسیله استفاده از یک کنترل کننده در سه دوره تلفیق با یک گرم کن الکتریکی تنظیم می شود . ​

​

یک هواکش سریع متغیر ، هوا را از محفظه توسط یک جدا کننده گرد بار بیرون می کشد این سیستم هواکش فشاری کششی ،یک انعطاف پذیری را جهت عملکرد محفظه در فشار های متغیر با زمان فراهم می نماید . جمع آوری دو پودر یکی در پایین محفظه اصلی و دیگری روی جدا کننده گرد بار جمع می شود . این خصوصیات به اجزا در سایز های مختلف این اجازه را می دهد که هم زمان با هم و جداگانه عمل جمع آوری را انجام دهند . بیرون آوردن رطوبت نسبی هوا می تواند ارزیابی و کنترل شود بنابراین به سیستم اجازه میدهد که در سطح ) ( RHاجرا شود . افشانک یک مخلوط خارجی با دو سیال می باشد . هوای فشرده به سمت جریان روان هدایت می شود . دهانه این نوع از افشانک از نوع تک سیال بزرگتر است بنابراین جهت اسپری کردن محصولات چسبنده تر مناسب است حتی محصولاتی مانند جامدات .​

​

Rogers Spray Drying Process​

ترکیب اسپری خشک شونده پیشخوان جاری
اسپری خشک کننده FT8O به عنوان استاندارد با دو افشانک و شیلنگ افشانک یکی برای جاری شرکت و یکی برای جاری پیشخوان تهیه شده است . در ترکیب پیشخوان جاری ، افشانک در پایین محفظه قرار گرفته و به سمت بالا در جریان هوای گرم پاشیده شده است . ​

​

ملحقات خنک کننده طبقه سیال :
یک ملحقات اختیاری جهت فراهم کردن خنک کننده نهایی از اسپری پودر خشک شده در یک طبقه سیال استفاده می شود . این مشخصه خصوصا در هنگام خشک کردن پودر ها شامل پودر های بی فایده به عنوان مجموعه سیال مفید می باشند .​

​

 

[حــامد]

خشک کن های ثابت ,کوره خشک کن,خشک کن
عملیات خشک کردن عموما" به دو صورت ناپیوسته (Batch) یا پیوسته و مداوم(Continuous) انجام می پذیرد . در فرآیند ناپیوسته معمولا" مقداری جسم جامد تر در مجاور جریان هوا قرار می گیرد و این جریان هوا باعث تبخیر آب جسم تر می گردد . درفرآیند مداوم معمولا" جسم تر و همینطور جریان گاز از داخل دستگاهی عبور می کنند و زمان اقامت کافی به آن جهت خشک شدندر دستگاه داده می شود . دستگاههایی که عمل خشک کردن را انجام می دهند با توجه به پارامترهای زیر انتخاب می شوند :



1- روش اعمال حرارت مورد نیاز برای تبخیر رطوبت : در خشک کن های مستقیم ، حرارت با تماس مستقیم ماه یا گاز داغ به آن منتقل می شود . در خشک کن های غیر مستقیم ، حرارت به طریق هدایت از سطح یا تشعشعات IR یا روشهای دیگر به جسم مرطوب رسیده و از گاز تنها برای حمل رطوبت خارج شده از جسم استفاده می کنند . 2- طبیعت ماده خشک شونده ، ما ممکن است جامد سختی مثل چوب باشد ، ماده نرمی مثل پارچه و کاغذ یا جامد دانه ای شکل مثل مواد کریستالی ، خمیر غلیظ یا اسلاری (Slurry)باشد . شکل فیزیکی ماده می تواند در تعیین نوع خشک کن موثر باشد3- روش فرآیند ، پیوسته یا نا پیوسته بودن عملیات : در روش ناپیوستهدستگاه خشک کن با مواد مرطوب باردهی شده و در آن تا خشک شدن باقی می ماند ، سپس خالی شده و مجددا" با مواد مرطوب پر می شود . در خشک کن های مداوم به صورت پیوسته مواد و گاز خنک کننده وارد و خارج می شوند

 

[حــامد]

محاسبه قطر خشک­کن
بادرنظر گرفتن روش چگونگی عملیات و میزان رطوبت قابل قبول برای محصول و دمای هوای خروجی مقدار هوای لازم و دمای ورودی آن موازنه جرم و حرارت مشخص می­شود. سرعت هوا نبایستی خیلی زیاد باشد، زیرا در این صورت مواد جامد بیش از اندازه منتقل می­شوند. برای مواد زبر و درشت (Coarse) تجربیات عملی مشخص کرده سرعت متوسطی برابر 5/2 برای هوای خروجی لازم است. برای مواد زیر (پودری) سرعت خیلی کمتری لازم ایت. یک روش تجربی برای محاسبه سرعت هوا، برابر گرفتن آن با نصف سرعت حد سقوط آزاد کوچکترین ذرات موجود در محصول است. سطح مقطع و قطر خشک ­کن را با این فرض که سطح مؤثر برای جریان هوا 85% سطح کل است می­توان محاسبه نمود.

 

[حــامد]

محاسبه طول خشک­کن

اگر زمان خشک شدن را به طریقی بتوان تعیین نمود (در یک واحد خشک­کن موجود و یا در آزمایشگاه در تحت شرایطی که در خشک اصلی موجود است) این زمان برای طراحی مکانیکی خشک ­کنی که در زمان اقامت مواد درآن، مقدار کمی از زمان خشک شدن بیشتر باشد مورد استفاده قرار می­گیرد. رابطه­ای که می­توان از آن استفاده نمود قبلاً ذکر شده است. مسئله مهم در ایفا یکسان بودن شرایط در خشک­کن آزمایشگاهی و خشک­کن اصلی است و این بدان معنی است که زمان خشک شدنمی­بایستی از روی یک خشک­کن مقیاس صنعتی و با یک طرح بزرگ نیمه صنعتی تعیین شده باشد.
محاسبه طول خشک ­کن مسئله ای است که تواماً با انتقال جرم و انتقال حرارت مربوط
می­شود. روش محاسبه بعداً می­آوریم. کل تغییرات مقدار زپرطوبت خوراک در خشک­ کن به تعداد مناسبی تقسیم می­شود. این تقسیمها شامل مراحل پیش گرم نمودن خوراک (که خوراک را به دمای حباب مربوط می­رساند) و مرحله خشک شدن با شدت ثابت و بقیه تقسیمات (6 تا 10 قسمت) مربوط به مرحله خشک شدن با شدت نزولی می­شود. اگر محاسبات با استفاده از کامپیوتر انجام شود می­توان تعداد تقسیمات را زیاد نمود و دقت محاسبات را افزایش نمود. طراح یک خشک­ کن باید هر طراحی را با یک مسئله مجزا و منفرد بداند، طرحهای دیگران تنها می­تواند، راهنمایی برای طراحی او باشد.
دمای خوراک و دمای هوا و دمای حباب مرطوب معلوم است انگاه طول قسمت پیش گرم نمودن خوراک و رساندن خوراک به دمای حباب و قسمت خشک شدن با شدت ثابت با استفاده از ضرائب انتقال حرارت محاسبه می­شود (فرض می­شود که در قسمت پیش گرم نمودن خوراک، خشک شدن صورت نمی­گیرد) برای محاسیه طول قسمتی از خشک ­کن که درآن خشک شدن با شدت نزولی صورت می­گیرد، ضریب انتقال جرم درواحد طول، بر حسب تابع از مقدار رطوبت لازم است. ضریب انتقال حرارت درسرتاسر خشک­کن را می­توانیم ثابت فرض کنیم. شاید بهتر باشد نخست زمان خشک شدن تخمین زده شود و آنگاه طول خشک کن برای تامین زمان فوق محاسبه شود. این روش محاسبه اساساً مشابه روش قبل است با این تفاوت که مراحل محاسباتی آن متفاوت است.



​

دماي ورودي

دماي خروجي
زمان ورود خوراك
66.6
48.3
بعد از 5 دقيقه
76.82
57.1
بعد از 10 دقيقه
65.52
53.82
بعد از 15 دقيقه
70
55.4
بعد از 20 دقيقه
79.4
58.6​

 

[حــامد]

خشک­کن لوله بخار غیرمستقیم

این نوع خشک­کن شامل یک استوانه ساده است که مجهز به یک، دو و یا سه ردیف لوله می­باشد ودر هنگام عملیات حاوی سیال حرارتی است و در داخل استوانه به صورت طولی نصب شده­اند. این نوع برای خشک­کن­هایی که دارای درجه حرارت بخار (سیال حرارتی) هستند مناسب می­باشد و برای خشک­ کردن موادی که به آلودگی حساس هستند و نباید در تماس با گاز احتراق باشند کاربرد دارد.
خشک­کن کرکرده­ای,کوره خشک کن,خشک کن
​

در این خشک­کن گاز در داخل بسته سیر لوله می­شود و مانند خشک­کن­های دوار مستقیم برای درجه حرارتهای پایین و متوسط مناسب است.
خشک­کن مستقیم کرکره­ای,کوره خشک کن,خشک کن
​

هوای داغ (یا هوای سرد) ازمیان کرکره­ها به داخل استوانه دوار دو جداره دویده می­شوند و از لای کرکره­ها عبور کرده و به داخل بستر مواد جامد دمیده می­شود و در این حال استوانه یا شل می­چرخد وجود پره­های کرکره­ای مانند باعث می­شود که هوای داغ به صورت یکنواخت به بستر مواد جامد رسیده و عمل انتقال حرارت و جرم بهتر صورت گیرد.
خشک­کن دوار غیرمستقیم لوله بخار,کوره خشک کن,خشک کن
​

لوله­های بخار گرم کننده به صورت قرینه­وار و متحدالمرکز در یک دو و یا سه ردیف نصب شده­اند و همراه استوانه خشک کن می­چرخند این لوله­های بخارممکن است از نوع لولة ساده باشند که بخار در طول آن ضمن حرارت دادن کندانس شده و این آب کندانس شده از طریق تله بخار دفع می­شود.
(تله بخار دارای این خاصیت هست که مایع را اجازه می­دهد که از آن عبور کرده و خارج شود ولی از خارج شدن فاز گازی ممانعت می­کند.) هوایی که از خشک­کن خارج می­شود خارج می­شود تقریباً نزدیک به اشباع است زیرا مقدار هوایی که در این خشک­کن لازم است، معمولاً خیلی کمتر از مقدار هوای مصرفی در خشک­کن­های نوع مستقیم است.
بخار داغ وارد لوله­ها شده و پس از کندانس شدن از آن خارج می­شود. جسم خشک شده از درون روزنه­هایی که در شل قرار دارند خارج می­شود. این روزنه­ها دارای دیواره­هایی هستند که باعث می­شود عمق بستر در داخل شل همیشه به اندازه کافی باقی بماند. این خشک­کن­ها به ویژه برای خشک کردن موادی مناسب است که زمان خشک کردن با شدت نزولی انها طولانی بوده و بتوان آنها را در زمانی نسبتاً طولانی در یک دمای ثابت نگه داشت. دوران شل در ضمن اینکه موجب هم زدن مواد بستر شده و از ایجاد کیک جلوگیری می­کند، باعث سهولت جریان بخار آب نیز خواهند شد و به دلیل اتلاف حرارتی پایین جریان هوای خروجی، راندمان بالاست این خشک­کن برای موادی که نسبت به حرارت حساس هستند مناسب است. زیرا که درجه حرارت ماکزیمم دقیقاً قابل کنترل می­باشد و این دما توسط دمای عامل گرم کننده (بخار) کنترل می­شود.
در این نوع خشک­کن­ها معمولاً خوراک مرطوب از طریق انتقال دهنده مارپیچی و یا ریزشی به داخل خشک­کن وارد می­شود و در خشک­کن­های معمولی ، محصول خشک شده در انتهای استوانه از لابه لای لوله های بخار به بیرون ریخته می­شود. بااین کار همچنین هوای استفاده شده جهت خشک کردن و دیگر گازهای موجود ازداخل خشک­ کن خارج می­شود. به دلایل زیاد جهت جریان کاز و مواد جامد متقابل می­باشد.
​

 

[حــامد]

خشک کن دوار

​

خشک­ کن دوار شامل یک استوانه­ای است که در جهت مناسب می­چرخد و به طور معمول با افق زاویة کمی دارد.
طول استوانه 4 تا بیش از 10 برابر قطرش می­باشد که ممکن است از 3/0 تا 3 متر تغییر کند. مواد جامد تغذیه شده به انتهای هر سیلندر وارد می­شود و به واسطة سه خاصیت چرخشی، اختلاف ارتفاع و شیب استوانه، محصول تمام شده از قسمت دیگر تغذیه می­کنند.
خشک کن های دوار به سه گروه تقسیم می­شوند: 1) مستقیم 2) غیرمستقیم، مستقیم
3) غیرمستقیم
روش مستقیم روشی است که وقتی تبادل مستقیم حرارت بین جریان مواد جامد صورت می­گیرد موچب افزایش یا کاهش دمای جامدات می­شود و روش غیرمستقیم روشی است که گرمای ملایم جدا شده از برخورد فیزیکی مواد جامد با دیوار یا لوله فلزی باشد.
خشک­کن دوار,کوره خشک کن,خشک کن
​

یکی از مهمترین خشک ­کن­هایی است که برای خشک کردن مواد جامد گرانول که می­توانند جریان آزاد داشته باشند و در اثر پاشیدن و به هم خوردن عمل خرد شدن قابل ملاحظه­ای صورت نگیرد.
اگرکوره خشک کن دوار مجهز به دستگاه مخصوصی که کیکهای جامد را می­شکنند باشند، می­توانند مواد خیلی چسبنده را هم به خوبی خشک کنند. در مورد خشک کردن مایعات غلیظ، مواد گلی شکل، مواد خیلی چسبنده و صمغی و موادی که به کندی خشک می­شوند مناسب نمی­باشند به علاوه مواد گوگردی و یا مواد سبکی که به راحتی توسط جریان هوا حمل می­شوند. کوره خشک­کن­های دوار برای خشک ­کردن کودهای شیمیایی از قبیل سولفات، فسفات، و نیترات آلونیوم و نمکهای پتاسیم، همچنین موادی مانند مواد معدنی، شن، سنگ آهک، خاک رس ....
زمان خشک شدن در این خشک کنها معمولاً بین 5 دقیقه تا 1 ساعت و ظرفیت آنها بین چند صد کیلوگرم تا چند صدتن تغییر می­کند.
​

ساختمان شماتیک یک خشک­کن دوار
دستگاه خشک کن دوار
​

یک خشک­کن دوار شامل یک پوسته استوانه­ای چرخنده به صورت افقی و با کمی شیب به سمت قسمت خروجی خوراک می­باشد. خوراک مرطوب از یک انتهای استوانه وارد و از انتهای دیگر محصول خشک شده خارج می­شود، هنگامیکه استوانه می­چرخد پرده­های بالا برنده مواد جامد را بالا می­برند و به داخل هوای داغ در حال جریان می­پاشند و درنتیجه سطح مواد جامد به طور کامل در معرض هوای داغ قرار گرفته و عمل خشک شدن به طور مؤثرتری انجام میگیرد. در محل ورود خوراک چند پره مارپیچی قرار دارد که به جلو راندن خوراک کمک می­کند تا به پرده­های اصلی برسد.
در محیط­های مرطوب لازم است که هوای خنک ورودی تا حدی رطوبت زدایی شود که این کار را می­توان توسط برج جذب و درمجاورت کلسیم کلراید انجام داد. دستگاه­های فرعی این خشک کن عبارتند از: گرم کن هوا با شعله مستقیم و یا غیرمستقیم، کانال تنظیم کردن مقدار هوا، دستگاه جمع­­آوری غبارات و فن­ها، همچنین یک سیستم نوار نقاله برای انتقال ذرات ورودی و خروجی در بعضی موارد به یک سیستم اتوماتیک چکشی نیاز است تا موادی را که روی بالا برنده به صورت کیک قرار می­گیرند خرد کند.
​

تئوری خشک­کن­های دوار
​

دستگاه خشک کن دوار
​

اگر انتقال حرارت مستقیماً از فاز گاز به فاز جامد صورت گیرد آن را از نوع حرارت مستقیم و اگر انتقال حرارت از لوله­های بخار به مواد جامد انجام گیرد آنرا از نوع حرارت غیرمستقیم گویند. در صورتی که جهت جریان فاز گاز و فاز جامد هم جهت لاشند آنرا فواری واگر مخالف جهت هم باشند آنرامتقابل گویند. براین اساس خشک­کن­های دوار به چهار گروه زیر تقسیم می­شوند.
​

حرارت مستقیم، جریان متقابل,کوره خشک کن,خشک کن
​

برای موادی که باید تا دمای بالاتر گرم شوند مانند مواد معدنی، شن، سنگ آهک، خاک رس و غیره از جریان مستقیم گاز داغ استفاده می­شود. برای موادی که نباید تا دمای خیلی بالاتری گرم شوند مانند سولفات آلومینوم و شکر و محصولات کریستالی مواد شیمیایی، از هوای گرم استفاده می­شود.
​

2) حرارت مستقیم، جریان فواری
​

مواد جامدی که از آلوده شدن آن با گاز احتراق نگران نیستیم ولی باید تا دمای بالا گرم نشوند مانند سولفید آهن، سنگ گچ و مواد آلی مانند ذغال سنگ احیا نشده و مواد کشاورزی، باید در خشک­کن موازی خنک شوند.
​

3)حرارت غیرمستقیم، جریان متقابل
​

موادی نظیر پیگمانهای سفید که باید تا درجه حرارت بالا گرم شوند ولی در تماس با گاز نیابد باشند. ممکن است ساختمان خشک­کن انتخاب شده از آجر نسوز ساخته شده باشد و به وسیله بخار داغ کاملاً احاطه شده باشد. در این حالت دبی جریان هوا را در مینیمم مقدار خود نگه می­داریم زیرا در این حالت حرارت بوسیلة هدایت از پوسته و یا لوله­های مرکزی اعمل می­شود.
4) نوع مستقیم – غیرمستقیم
​

این خشک­کن اقتصادی تر از خشک­کن مستقیم می­باشد و ممکن است برای موادی که در درجه حرارت بالا خشک می­شوند با استفاده از لوله بخار بکار گرفته شوند. به عنوان مثال هوای داغ با درجه حرارت 1200 تا of 1400 آنرا ترک کرده و وارد فضای حلقه مانند شده و در تماس با ماده جامد قرار می­گیرد . در دمای 140 تاfo170 آنرا ترک می­کنند. زغال سنگ خام کلاً به این روش خشک می­شوند بدون آنکه مشتعل شوند و یا گرد و غبار آنها محترق شوند. قطر تقریبی این خشک کن تنها از 3 الی 10 (فوت) و طول آنها از 2 الی 100 فوت تغییر می­کند.
خشک­کن دوار مستقیم
​

این نوع خشک کن معمولاً شامل یک استوانه فلزی ساده بود و برای درجه حرارتهای پایین و یا متوسط مناسب می­باشد. برای درجه حرارتهای عملیاتی که در حد پایین می­باشد از فلزات با خواص مناسب آن را ساخته­اند
​

 

[سید مهدی برقعی]

در تکمیل صحبتهای دوست خوبم آقا حامد، چند تا عکس از تجهیرات مربوط به خشک کردن ها رو براتون میذارم تا اگه جایی به این دستگاها برخورد کردین بدونید که چی هستند

اولین عکسی که میذارم برای spray dryer (یا همون خشک کن های پاششی) هست:

در این عکس دقت کنید میبینید که 3 دستگاه مختلف قرار داده شده. دستگاهی که در سمت راست هست همون خشک کن پاششی Spray dryer هست. خوراک به صورت دوغاب از بالا وارد دستگاه اتمایزر میشه تا به صورت ذرات خیلی خیلی ریز در بیاد. برای دوستانی که می خواهند بدونند دستگاه اتمایزر چطوری کار می کنه باید بگم که از 2 روش برای ساخت این اتمایزرها استفاده میشه.
روش اول- مطمئن همه-تون حداقل یکبار آب رو توی دهنتون نگه داشتید و محکم پووووووووف کردین بیرون! این اساس روش اول اتمایزر هست! نازل هایی ساخته شدن که قطر سوراخشون خیلی ریز هست و وقتی دوغاب با فشار وارد این نازل بشن، هنگام خروج از نازل پوش میشن و ذرات جسم جامد با سطح خارجی خیلی زیاد رو درست می کنن. عکس این نوع اتمایزر اینه:

روش دوم درست کردن این ذرات خیلی ریز اینه که یک دیسک چرخان با سرعت چرخش خیلی زیاد (در حدود 35,000 دور بر دقیقه در حال چرخیدن هست. روی سطح خارجی این دیسک گردان حفره های خیلی ریزی تعبیه شده و از مرکز دیسک جریان دوغاب وارد دیسک میشه. به علت نیروی گریز از مرکز این جریان دوغاب در داخل دیسک به سمت جداره های دیسک حرکت کرده و از اون سوراخهای خیلی ریز تعبیه شده روی جداره جانبی دیسک با شدت و سرعت زیاد بیرون پاشیده میشه و جریان دوغاب به صورت پوش درمیاد. عکس این نوع اتمایزر هم اینه:

خب تا الان متوجه شدین که دوغاب به چه صورت به صورت پوش درمیاد. در داخل این محفظه خشک کن که در عکس بالا در سمت راست تصویر قرار داره، هوای داغ از پایین وارد خشک کن میشه و با تبخیر سطحی ذرات دوغاب خیلی پوش شده، ذرات خشک می شن و از پایین محفظه جمع میشن و از دستگاه خارج میشن. همون قسمت مخروط دستگاه سمت راستی، قسمت خروجی پودر خشک شده هست.
جریان هوای داغ خارج شونده از دستگاه همیشه مقدار از ذرات خیلی ریز رو با خودش به بیرون دستگاه حمل می کنه و باید این ذرات ریز از هوا جدا بشن. دستگاه دوم که در وسط عکس هست و از جنس استیل ساخته شده اسمش سیکلون Cyclone هست. روش کار این دستگاه به این صورت هست که هوای داع که دارای ذرات جامد هست به صورت مماسی وارد دستگاه میشه و مسیری که در دستگاه طی می کنه به صورت دورانی هست. به علت نیروی گریز از مرکز با توجه به اینکه دانسیته ذرات پودر از هوا خیلی بیشتر هست، پودر به بیرونی ترین قسمت گرداب هوا حرکت می کنه و این قسمت همون جداره داخلی دستگاه هست. پودر به علت اصطکاکی که با جداره سیکلون داره از سرعتش کم میشه و در نهایت از پایین سیکلون خارج میشه. هوا هم به همون صورت گردابی از بالای سیکلون خارج میشه. اینم یک عکس از روش کار کردن سیکلون:

دستگاه سیکلون ریزترین ذره ای که می تونه از جریان هوا جدا کنه، ذرات با قطر حدود 1 میکرون هست. بخاطر همین اگر پودر موجود در اتمایزر دارای ذرات با قطر کمتر از 1 میکرون باشند، نه تنها در دستگاه خشک کن از هوا جدا نمیشن، بلکه در سیکلون هم باز از هوا جدا نمیشن و همراه هوا از سیکلون خارج میشن.

دستگاه سومی که در عکس اول دیده میشه و در سمت چپ به رنگ سفید هست اسمش Bag House Filter هست که در فارسی در اصطلاح بهش «غبار گیر» میگن. روش کار این دشتگاه درست مثل جاروبرقی هست که یکسری ***** درونش هست و ریزترین ذرات همراه هوا هم روی سطح خارجی ***** باقی مونده و هوا از ***** عبور کرده و از دستگاه خارج میشه. این ذرات جامد جمع شده روی ***** هم به 3 روش مختلف (پالس جت، جریان معکوس هوا، لرزاننده) از روی ***** جدا میشن و از قسمت پایین دستگاه که به صورت مخروط هست از دستگاه خارج میشن. توضیح اینکه این 3 روش به چه صورت هستن رو میزارم به عهده علاقمندان!
اینم عکسی از طرز کار bag house filter یا غبارگیر:

انشالله در پست های بعدی عکس ها و یک سری توضیحات مربوط به نوع های دیگر خشک کن ها رو براتون میذارم.

 

[mehdi.karimi]

آقا حامد سلام

ببخشید می خواستم ببینم ،کجا می تونم مطالب بیشتری در مورد خشک کن های دوار پیدا کنم،مخصوصا در مورد طراحی و مدلسازی و همچنین بدست آوردن سطح انتقال حرارت و بدست آوردن سایز مناسب خشک کن با استفاده از یه سری اطلاعات ورودی.

ممنون میشم اگر راهنمایی بفرمایید.

 

[t.p]

آقا حامد سلام

ببخشید می خواستم ببینم ،کجا می تونم مطالب بیشتری در مورد خشک کن های دوار پیدا کنم،مخصوصا در مورد طراحی و مدلسازی و همچنین بدست آوردن سطح انتقال حرارت و بدست آوردن سایز مناسب خشک کن با استفاده از یه سری اطلاعات ورودی.

ممنون میشم اگر راهنمایی بفرمایید.

mehdi.karimi عزیز سلام
اتفاقا عنوان پایان نامه من هم "مدلینگ خشک کن دوار" هست... به این لینکها هم سری بزن البته امیدوارم تا این تاریخ مطلب مورد نظرتونو پیدا کرده باشین....

http://www.www.www.iran-eng.ir/showthread.php/315259-گزارش-کار-آزمایشگاه-«عملیّات-واحد»/page2
http://www.www.www.iran-eng.ir/showthread.php/315259-گزارش-کار-آزمایشگاه-«عملیّات-واحد»

 

[sajede_aa_aa]

سلام
دانشجوی کارشناسب مهندسی شیمی هستم
موضوع پروژم طراحی خشک کن دوار است
اگ مقاله ای سراغ دارید معرفی کنید.

 

[sajadsld]

خشک کن های ناپیوسته ,کوره خشک کن,خشک کن
این نوع خشک کن ها به مقدار زیادی به طبیعت ماده خشک شونده بستگی دارد . خشک کن های سینی دار که گاها" کابینی یا قفسه ای نیز گفته می شود برای خشک کردن جامداتی که بایستی روی سینی نگهداری شوند� از جمله مواد خمیری (کیک *****ی) یا جامدات مشابه استفاده می شود. این دستگاه شامل یک کابین با تعدادی سینی می باشد که قابل خارج کردن ازآن می باشند . بعد از بارگذاری ، کابین بسته می شود و هوای گرم شده بین تعدادی از سینی ها جریان می یابد تا رطوبت موجود در جسم را تبخیر کند . گاز خنثی ، حتی بخار داغ به جای هوا می تواند استفاده شود ، زمانیکه مایع تبخیر شونده از جسم قابل اشتعال باشد . وقتی مواد به خشکی مورد نظر رسید ، کابین باز می شود و سینی ها با سینی های جدید عوض می شوند و عملیات مجددا " تکرار می شود .
مواد گرانولی، روی توری هایی به عمق کم ریخته می شوند به طوری که هوا یا گاز دیگر می تواند به آرامی از این بستر عبور کند. بدین طریق سریعتر جامد خشک خواهد شد. نوعی خشک کن که برای این منظور استفاده می شود خشک کن سیرکولاسیونی می باشد.
(Through- Circulation Drier) جامدات کریستالی و موادی که طبیعتا" دانه ای هستند مثل سیلیکاژل در این خشک کن ها به خوبی خشک می شوند. مواد خمیری نیز می توانند توسط یک اکسترودر به صورت گرانول درآمده و بدین طریق به راحتی خشک شوند.
مشکل عمده این نوع خشک کننده ها ناهمگونی میزان رطوبت در محصول نهایی خروجی از آن می باشد. این نیز به خاطر عدم یک نواختی جریان گاز در قسمتهای مختلف این خشک کن می باشد، که می بایست حتی الامکان از ایجاد مناطق مرده جلوگیری کرد. بنابراین با برقرارکردن سرعت بالا (3تا4متردرثانیه) در گاز می توان یک نواختی رطوبت در مناطق مختلف خشک کن را بالا برد.

خشک کن های غیرمستقیم ,کوره خشک کن,خشک کن
خشک کن های قفسه ای تحت خلا": این دستگاه ها نیز مشابه خشک کن های سینی دار مستقیم ساخته می شوند با این تفاوت که از درب های درزگیری شده استفاده می شود تا بتواند خلاء ایجاد شده در خشک کن را نگهدارد. دراین خشک کن هوا یا گاز دیگری جریان نمی یابد. سینی های محتوی جامد روی قفسه هایی قرار می گیرند که توسط آب داغ یا بخار گرم می شوند و حرارت به طریق هدایت به جامد منتقل می گردد. بعد از بارگذاری و آب بندی ، هوای موجود در خشک کن توسط پمپ های خلاء یا اجکتور مکیده شده و بخار خروجی کندانس می شود. در نوع دیگری (Agitated Pan Dryer) از این خشک کن ها برای خشک کردن خمیرها و لجن ها از ظروف استوانه ای به قطر 1تا2متر و ارتفاع 30تا60 سانتیمتر که مجهز به همزن می باشند استفاده می شود که داخل کابین خلاء قرار می گیرند. این ظروف توسط ژاکت های حرارتی با آب داغ یا بخار گرم می شوند.
این خشک کن هاعمدتا" پرهزینه هستند و تنها در مواردی که می بایست ماده در دمای پایین و در غیاب هواخشک شود استفاده می گردد. از جمله می توان به مواد دارویی اشاره کرد.

خشک کن های انجمادی (Freeze Drying)
موادی که نمی توانند گرم شوند حتی تا دمای متوسط ، از جمله مواد غذایی یا دارویی ، می توانند با این روشخشک گردند. ماده تر در معرض هوای خیلی سرد قرار گرفته و منجمد می شود و سپس در اتاق خلاء قرار گرفته و رطوبت خارج شده توسط پمپ خلاء یا اجکتور به بیرون هدایت می شود.

خشک کن های مداوم (Continuous Drying)
این خشک کن ها با توجه به حجم محصول نسبتا" کوچک ، با دیگر دستگاههای موجود در فرایند شیمیایی تطابق بیشتری داشته و نیاز به ذخیره و انبار کردن قبل از خشک کن ندارند. محصول به دست آمده محتوی رطوبت یکنواخت تری است و هزینه به ازاء واحد وزن محصول نسبتا"کم است. شبیه خشک کن های ناپیوسته نوع خشک کن یا ساختار آن به شرایط ماده خشک شونده بستگی دارد.
در بسیاری از این خشک کن ها ، جسم جامد در خشک کن حرکت کرده و با جریان گاز تماس می یابد. حرکت جامد و جریان گاز ممکن است همسو، ناهمسو یا به صورت متقاطع باشد. در جریان های ناهمسو ، داغ ترین گاز در تماس با خشک ترین جامد قرار می گیرد ، به طوری که دمای جامد تا حد امکان به دمای گاز ورودی نزدیک می شود. این روش سریع ترین حالت خشک شدن (از دست رفتن رطوبت پیوندی ) را نتیجه خواهد داد و در مواردی باعث صدمه دیدن محصول خواهد شد. از طرفی جسم جامد مقدار زیادی از حرارت موجود در گاز را از خشک کن خارج می کند. در جریان های همسو ، جامد مرطوب با داغ ترین گاز مجاور می شود و جامد تنها تا دمای مرطوب گاز گرم خواهد شد و در این حالت حتی مواد حساس بر دما نیز می توانند بدون ایجاد اشکال خشک شوند. در جریان های موازی کنترل بیشتری روی میزان رطوبت محصول وجود دارد.

خشک کن های تونلی
خشک کن های تونلی نسبتا" طویل می باشند که سینی های محتوی مواد خشک شونده روی واگن هایی قرار داده شده و از آن عبور می کنند. زمان اقامت در خشک کن بایستی به حد کافی طولانی باشد تا رطوبت به مقدار مورد نظر برسد. برای دمای نسبتا" پایین معمولا"از هوای گرم شده توسط بخار استفاده می شود و در دمای بالاتر و مخصوصا" مواردی که نیاز نیست محصول تمیز باشد از گازهای احتراق استفاده می گردد. در این خشک کن ها از هر دو جریان همسو و ناهمسو می توان استفاده کرد و در بعضی موارد روی دیواره های تونلی نیز فن هایی نصب می شود تا جریان بیشتری از گاز را ایجاد کنند. برای ایجاد راندمان حرارتی بالاتر معمولا" قسمتی از گاز های خروجی از تونل به آن برگردانده می شوند.​

خشک کن های بشکه ای (Drum Drier)

​

مواد سیال همچون محلول ها ، لجن (Slurries) و خمیرها می توانند روی خشک کن های غیر مستقیمی که به خشک کن های بشکه ای شناخته می شوند به رطوبت مورد نظر برسند. بشکه از داخل توسط بخار گرم شده و قسمتی از آن در حوضچه مواد خشک شونده غوطه ور می باشد. چرخش بشکه باعث ایجاد فیلمی از مواد شده و در چرخش کامل این فیلم خشک شده و از طرف دیگر توسط کاردکی فیلم برداشته می شود. معمولا" مواد خشک شونده واقع در حوضچه را در دمای جوش نگه می دارند تا سرعت تبخیر از روی درام سریع تر گردد. ​

​

​

​

​

خشک کن پاششی ​

​

این روش برای مواد غذایی مایع مثل شیر ، آبمیوه ، آب گوجه فرنگی و آب پنیر به کار می رود در این روش ماده غذایی در دستگاه تبخیر کننده تغلیظ و سپس توسط یک اتو مایزر به صورت پودر به داخل خشک کن پاشیده می شود و از قسمت پایین هوای گرم با ذرات ماده غذایی برخورد نموده و رطوبت را از ماده غذایی جدا می کند . در این سیستم مایعی که قبلا تا حدودی تغلیظ گردیده است تحت اثر فشار به درون محفظه ای که دارای هوای داغ است به صورت ذرات بسیار ریز پاشیده می شود . ​

​

​

​

​

​

​

درجه حرارت دستگاه معمولا از 300 درجه سانتی گراد ***** نمی کند و قطر ذرات نیز ممکن است بین 10 الی 250 میکرون باشد .عمل خشک کردن فقط در چند ثانیه صورت می گیرد . پس آسیب حرارتی نداریم . عمل پودر کردن و تبدیل به ذرات ریز شدن مواد غذایی با استفاده از تجهیزاتی به نام اتو مایزر صورت می گیرد . در spray draer این احتمال وجود دارد که هوایی که از برج خشک کننده خارج می شود حاوی مقداری از مواد غذایی خشک شده باشد پس میتوان آن را وارد سیکلون کرد . ذرات خشک مواد غذایی به دیواره داخلی سیکلون برخورد کرده و انرژی خود را از دست می دهد و در قسمت تحتانی آن جمع می شود . راهی برای افزایش میزان بازیافت می توان هوای خروجی از سیکلون شماره 1 وارد سیکلون شماره 2 گردد .
توصیف فرایند ها
مایع به بالای محفظه خشک توسط یک تلمبه حفره پیش برنده ، تلمبه زده می شود . که یک جریان خیلی آهسته و جریان ثابتی را فراهم می کند . این جریان توسط دو افشانک سیال اسپری می شود و به یک محفظه خشک وارد می شود هوای داغ به داخل حفره ها به سوی محفظه ها وزیده می شود که باعث تبخیر از رطوبت سطح می شود . رطوبت لازم در ذره ها در زمان تبخیر شده است ذره به نقطه تخلیه در پایه مخروط می افتد . در این ترکیب ، دما هرگز از دمای ترموتر هوای اگزوز فراتر نخواهد رفت زیرا یک هواکش در مرکز گریز ، کنترل را بروی شاخابه جریان هوا انجام می دهدو دمای شاخابه به وسیله استفاده از یک کنترل کننده در سه دوره تلفیق با یک گرم کن الکتریکی تنظیم می شود . ​

​

​

​

​

​

یک هواکش سریع متغیر ، هوا را از محفظه توسط یک جدا کننده گرد بار بیرون می کشد این سیستم هواکش فشاری کششی ،یک انعطاف پذیری را جهت عملکرد محفظه در فشار های متغیر با زمان فراهم می نماید . جمع آوری دو پودر یکی در پایین محفظه اصلی و دیگری روی جدا کننده گرد بار جمع می شود . این خصوصیات به اجزا در سایز های مختلف این اجازه را می دهد که هم زمان با هم و جداگانه عمل جمع آوری را انجام دهند . بیرون آوردن رطوبت نسبی هوا می تواند ارزیابی و کنترل شود بنابراین به سیستم اجازه میدهد که در سطح ) ( RHاجرا شود . افشانک یک مخلوط خارجی با دو سیال می باشد . هوای فشرده به سمت جریان روان هدایت می شود . دهانه این نوع از افشانک از نوع تک سیال بزرگتر است بنابراین جهت اسپری کردن محصولات چسبنده تر مناسب است حتی محصولاتی مانند جامدات .​

​

​

​

​

​

Rogers Spray Drying Process​

​

​

​

ترکیب اسپری خشک شونده پیشخوان جاری
اسپری خشک کننده FT8O به عنوان استاندارد با دو افشانک و شیلنگ افشانک یکی برای جاری شرکت و یکی برای جاری پیشخوان تهیه شده است . در ترکیب پیشخوان جاری ، افشانک در پایین محفظه قرار گرفته و به سمت بالا در جریان هوای گرم پاشیده شده است . ​

​

​

​

​

​

ملحقات خنک کننده طبقه سیال :
یک ملحقات اختیاری جهت فراهم کردن خنک کننده نهایی از اسپری پودر خشک شده در یک طبقه سیال استفاده می شود . این مشخصه خصوصا در هنگام خشک کردن پودر ها شامل پودر های بی فایده به عنوان مجموعه سیال مفید می باشند .​

​

​

سلام میتونید کمکم کنید درباره سرعت و زمان خشک شدن یک پارچه خیس؟