SU1355846A1 - Способ сушки органических кристаллических материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к микробиологической , пищевой и фармацевтической отрасл м промышленности и позвол ет интенсифицировать тепломассообмен при сушке на инертных телах и повысить качество сушки. Обезвоживаемый материал (М) ввод т через питатель 9 в разгонный канал (РК) 4, разгон ют в потоке газа и забру- сывают во встречный поток, движушийс  через РК 3. При этом вывод газа осуществл ют через камеру 6. Затем посредством переключател  8 измен ют место вывода газа на камеру 7. Такое периодическое переключение потоков газа обеспечивает реверсирование М и сушку его в высокоинтенсивном режиме тепломассопереноса. При этом предварительно М измельчают путем его обработки .во встречных стру х при использовании наружного воздуха. Последний подают в центральный РК 5. В процессе сушки осуществл ют 4-6-кратный рецикл М при скорости газа в период первых 3-4 рециклов , в 1,5-2 раза превышающей скорость витани  инертных тел. При последующих рециклах скорость газа снижают до величины , меньшей скорости витани  этих тел. При этом т-ру газа поддерживают на 10-20°С выше т-ры разм гчени  М. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. СО СП СД 00 4 G5 Сриг.1

Description

Изобретение относитс  к сушильной технике и может найти применение в микробиологической , пищевой, фармацевтической и других отрасл х промышленности, преимущественно в тех случа х, когда одновременно с сушкой материала необходимо осуш,ествл ть его дробление до заданной дисперсности.

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  тепломасообмена при сушке на инертных тела и повышение качества сушки. На фиг. 1 представлена схема установки дл  реализации способа сушки органических кристаллических материалов; на фиг. 2 - графики, по сн юш.ие кинетику процесса сушки и дроблени  кристаллического лизина (а, б - кинетика сушки; в - кинетика дроблени ).

Установка дл  реализации предлагаемого способа содержит воздуходувку 1, калорифер 2, периферийные разгонные каналы 3 и 4, центральный разгонный канал 5, камеры 6 и 7, снабженные ограничительными сетками, переключатель 8 потоков. Ввод материала осуществл ют через питатель 9, а вывод через циклоны 10 и питатель 11, который соединен с бункером 12 готового продукта и центральным разгонным каналом 5.

В качестве инертной насадки-используют материал, размер частиц которого превышает на 20-25% размер  чеек сетки, установленной в зонах встречи струй в межторцовых зазорах между разгонными каналами установки.

Способ осуществл ют следующим образом .

Газ направл ют от воздуходувки 1 в калорифер 2 и после разветвлени  - в периферийные разгонные каналы 3 и 4, воздух подают в центральный разгонный канал 5 в область реверсировани  потоков. Вывод газа из активной зоны установки (фиг. 1) осуществл ют после соударени  потоков либо через камеру 6, либо через камеру 7 посредством переключател  8 потоков. Обезвоживаемый материал, преимущественно кристаллический материал органической природы (лизин), ввод т через питатель 9 в разгонный канал 4, разгон ют в потоке газа и забрасывают во встречный поток, движущийс  через разгонный канал 3. При этом вывод газа осуществл ют через камеру 6. Затем посредством перключател  8 измен ют место вывода газа на камеру 7. Такое периодическое переключение потоков газа обеспечивает реверсирование материала и сушку его в высокоинтенсивном режиме тепло- массопереноса. Реверсирование материа;1а в зонах встречи струй осуществл ют совместно , с инертной насадкой, котора  при выводе материала с потоком газа через камеры 6 или 7 остаетс  в системе разгонных каналов, так как камеры б и 7 снабжены ограничительными сетками, соедин ющими торцы разгонных каналов 3 и 5, а также 4 и 5. Причем размер  чеек ограничительных сеток выбирают меньшим, чем размер частиц инертной насадки.

После реверсивного перемещени  в зонах встречи струй материал вывод т в циклоны 10 и направл ют в питатель 11, после которого в зависимости от влажности, достигаемой на этом цикле термообработки, материал направл ют либо снова в систему разгонных каналов дл  реверсировани , либо вывод т из установки в виде сухого продукта .

Кратность рецикла материала в целом по установке определ етс  физико-химическими

свойствами обезвоживаемого материала, его начальной и конечной влажностью и дисперсностью (см. примеры). Снижение числа циклов может привести к увеличению конечной влажности и дисперсности продукта, т. е. к снижению его качества,

а повышение кратности рецикла снижает технико-экономические показатели предлагаемого способа.

Выбор температуры газа обусловлен тем, что органические кристаллические материалы обладают гермопластичностью, т. е при определенных температурах измен етс  их консистенци , в св зи с чем может происходить обволакивани частиц инертного материала , слипание насадки и, следовательно, нарушение гидродинамики процесса. Превышение температуры разм гчени  на 10-20° позвол ет вести сушку на предельно допустимом температурном режиме без видимого разм гчени  материала. Конкретные режимы также приведены в прилагаемых примерах. Вид инертной насадки и размер ее частиц выбирают с учетом обеспечени  стабильного гидродинамического режима в установке и улучшени  условий дроблени  обрабатываемого материала. Дл  соответстви  этим требовани м материал насадки должен иметь однородный фракционный состав (монодисперсный ), гладкую монолитную поверхность с минимальной пористостью (металлы) и размер частиц насадки должен в 2-3 раза превышать размеры частиц исходного материала. Так как обобщающим показателем при характеристике материалов, движущихс  в потоках газовзвеси,  вл етс  скорость витани  частиц, то и услови  выбора насадки заданы через этот показатель. Обоснование численных значений этого показател  также приведено в примерах.

Варьирование скорости газа в зависимости от цикличности прохождени  материала через установку и его температуры обеспечивает повышение экономичности процесса при достижении поставленной цели. Эксперименты проведены на укрупненной

экспериментальной установке (фиг. 1). Обезвоживаемый материал (кристаллический лизин ) имел начальную влажность 15,2%, был полидисперсного состава (cf( l,01 мм).

причем более 45% часиц имело размер более 0,9 мм. Согласно требовани м технических условий на готовый продукт конечна  влажность должна быть не более 1%, а дисперсность - 0,5-0,6 мм. Диаметр разгонных каналов 5 установки составл л 30 мм, рассто ние между торцами разгонных каналов 5 было равно 45 мм. В св зи с тем, что около 50% материала имело размер частиц 0,9 мм, первоначально размер  чеек ограничительной сетки составл л 0,9 мм, что позвол ло оценить интенсивность дроблени  материала инертной насадкой. В процессе опытов размер  чеек сетки был увеличен до 1,3 мм.

В качестве инертной насадки использовались алюминиевые шарики диаметром 3 мм, стальные шарики диаметром 2 мм и смесь алюминиевых и стальных частиц в равных весовых дол х с весовой (расходной) концентрацией 1,5 кг/кг.

Пример 1. Установление принципиальной возможности дроблени  частиц кристаллического лизина при реверсивном перемещении зоны встречи струй с инертной насадкой и определение оптимальных условий дроблени . Опыты проводились при 25°С. В качестве насадки были вз ты стальные шарики диаметром 2 мм, скорость витани  которых составл ла 17 м/с (1 вариант). Размер  чеек сетки в этом случае был 0,9 мм, скорость газа - 28 м/с. В результате после первого цикла обработки размер частиц лизина составил 0,645 мм, т. е. уменьшилс  почти на 35%. Однако при этом не было стабильной циркул ции насадки, сетка забивалась материалом, нарушалась гидродинамика процесса.

Если учесть, что скорость витани  частиц исходного материала не превышала в среднем 4,2 м/с, то очевидно отрицательное вли ние насадки с выбранной высокой скоростью витани . Во втором варианте эксперимента была применена насадка из смеси стальных и алюминиевых шариков, средн   скорость витани  которой не превышала 14,4 м/с. Скорость газа при этом была снижена до 23 м/с. Было получено интенсивное дробление, продолжительность одного цикла обработки составл ла 2-3 с (частота реверсировани  1 -,2 Гц). Установка работала стабильно, дисперсность конечного продукта через 6 циклов обработки составл ла 0,3 мм.

Дальнейшее уменьшение скорости витани  насадки за счет применени  одних алюминиевых шариков (скорость витани  12 м/с) несколько снизило скорость дроблени , количество циклов обработки возросло до 8 дл  достижени  конечной дисперсности материала в пределах 0,5-0,6 мм. Однако скорость газа в этом случае можно было снизить до 20 м/с. Следовательно,

скорость витани  частиц инертной насадки должна быть не менее, чем в 2 раза больню скорости витани  частиц исходного материала дл  обеспечени  дроблени  кристаллов и стабильной гидродинамической обстановки в аппарате.

Пример 2. Определение условий сушки материала при одновременном его дроблении .

Температура газотеплоносител  выбиралась с учетом известных экспериме 1таль- ных данных по разм гчению лизина. Согласно этим данным, средн   температура разм гчени  лизина в зависимости от влажности продукта колеблетс  в пределах 100- 110°С. В св зи с тем, что в процессе влажность продукта непрерывно измен етс , можно ориентироватьс  дл  повышени  экономичности процесса на верхний температурный уровень, соответствующий более высокой влажности. Из этих соображений

0

температура газа в опытах не превышала

120-125°С, что позволило практически полностью избежать налипание продукта на частицы инертной насадки и ограничительные сетки. Повышение температуры до 130°С уже 5 приводило к зашлаковыванию ограничитель- ности установки и выводу ее из стро . По мере снижени  влажности продукта можно допустить небольшое (на 5-10°С) повышение температуры газа.

Q Из анализа данных фиг. 2 видно, .то дл  достижени  требуемом влажности и дисперсности конечного продукта необходимо не меньше 4-х и не больше 6-ти циклов обработки материала. После 4-х циклов скорость снижени  влажности и увеличени ,дис5 персности уменьшаетс  и после 6-ти циклов практически равна 0. Дл  монодисперсного материала (крива  а. фиг. 2) получена более высока  интенсивность удалени  влаги. Следовательно , доказана целесообразность предварительного дроблени  материала перед

0 сушкой путем реверсировани  исходного материала во встречных стру х с инертной насадкой в первом цикле термообработки при температуре наружного воздуха. Это значительно снижает обш,ие энергозатраты на

- процесс сушки, повышает экномичность способа.

Claims (2)

1. Способ сушки органических кристал- Q лических материалов, преимущественно лизина , во встречных стру х газовзвеси путем реверсивного перемещени  зоны встречи струй, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации теплоомассообмена при сушке на инертных телах, в процессе суш- 5 ки осуществл ют 4-6-кратный рецикл материала при скорости газа в период первых 3-4 рециклов, в 1,5-2 раза превышающей скорость витани  инертных тел, при последующих рециклах скорость газа снижают до величины, меньшей скорости витани  этих тел, при этом температуру газа поддерживают на 10-20°С выше температуры разм гчени  материала.

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества сушки, предварительно материал измельчают путем его обработки во встречных стру х при использовании наружного воздуха.

cfcp, /i/i

-02

Составитель Н. Исаченко

Техред И. ВересКорректор О. Кравцова

Тираж 636Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела.м изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж -35, Раушска  наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна . 4