خشک کن پنوماتیک

خشک‌کن پنوماتیکی فناوری‌ای است که از جریان هوای گرم با سرعت بالا برای پراکنده کردن و معلق کردن ذرات مواد مرطوب استفاده می‌کند و از طریق اختلاط شدید فازهای گاز و جامد، خشک کردن سریع را محقق می‌سازد. این تجهیزات شامل فن، بخاری، لوله خشک‌کن و غیره است. این دستگاه دارای راندمان حرارتی بالا و سرعت خشک شدن سریع است که برای مواد پودری و دانه‌ای مناسب است، می‌تواند به طور مداوم تولید شود و مساحت کمی را اشغال می‌کند.

خشک‌کن پنوماتیک یک دستگاه خشک‌کن تحت فشار اتمسفری پیوسته است که عمدتاً از اجزای اصلی زیر تشکیل شده است:

1.  سیستم تغذیه:

   الف) تغذیه کننده پیچی: مواد را طوری کنترل کنید که به طور یکنواخت وارد سیستم خشک کن شوند.

   ب. فیلتر هوا: از تمیزی هوای ورودی به سیستم اطمینان حاصل کنید.

2. بدنه خشک شونده:

   الف) لوله خشک‌کن (خشک‌کن): ناحیه خشک‌کن هسته، معمولاً طراحی لوله مستقیم، تا طول 20 متر.

   ب. پیش‌گرمکن/مبدل حرارتی: هوا را تا دمای کاری (معمولاً حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد) گرم می‌کند.

3. سیستم جداسازی:

   الف) جداکننده سیکلونی: مواد خشک شده را از جریان هوا جدا کرده و محصول خشک شده را بازیابی می‌کند.

   ب. جمع‌آوری‌کننده‌ی غبار (مانند فیلتر کیسه‌ای): ذرات ریز را بازیابی کرده و عملکرد محصول را بهبود می‌بخشد.

4. سیستم برق:

   فن: جریان هوای پرسرعت (10-30 متر بر ثانیه) را فراهم می‌کند که به دو نوع فشار مثبت (نوع کیو جی) و فشار منفی (نوع Q) تقسیم می‌شود.

اصول کار: جریان دو فازی گاز-جامد و انتقال حرارت و جرم

1. فرآیند خشک کردن: 

   الف) ماده مرطوب از طریق فیدر وارد لوله خشک کن می‌شود. 

   ب. جریان هوای گرم با سرعت بالا (10-30 متر بر ثانیه) ذرات ماده را پراکنده و معلق می‌کند. 

   ج. خشک شدن فوری (0.5-5 ثانیه) در حین انتقال پنوماتیک انجام می‌شود. 

   د. ماده خشک شده در جداکننده سیکلون از گاز جدا می‌شود. 

2. مکانیسم تبادل حرارت و جرم:

   الف) ذرات ماده کاملاً با هوای گرم در تماس هستند و مساحت سطح را به حداکثر می‌رسانند.

   ب. راندمان انتقال حرارت و جرم همرفتی بسیار بالا است.

   ج. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد مواد، از جریان موازی استفاده می‌شود.

1. ویژگی‌های بهره‌وری:

   الف) شدت خشک شدن بالا: شدت تبخیر در واحد حجم می‌تواند به ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلوگرم آب بر متر مکعب در ساعت برسد.

   ب. راندمان حرارتی به 60 تا 90 درصد می‌رسد که در مقایسه با روش‌های سنتی خشک کردن، بیش از 30 درصد در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کند.

   ج. ظرفیت پردازش بالا، ظرفیت تبخیر تک دستگاه می‌تواند به 2000 کیلوگرم آب در ساعت برسد.

2. تضمین کیفیت:

   الف) به ویژه برای مواد حساس به حرارت مناسب است تا از گرم شدن بیش از حد و تجزیه آنها جلوگیری شود.

   ب. رطوبت محصول را می‌توان به طور پایدار در محدوده 0.5٪ -5.5٪ کنترل کرد.

   ج. نرخ شکست ذرات پایین، حفظ ویژگی‌های اولیه ماده.

3.  مزایای عملیاتی:

   الف) ساختار ساده و فضای اشغالی کم.

   ب. هزینه‌های سرمایه‌گذاری و نگهداری پایین.

   ج. تولید مداوم خودکار قابل دستیابی است.

خشک کردن پنوماتیک برای موادی با مشخصات زیر که بر اساس صنعت طبقه‌بندی می‌شوند، مناسب است:

1. صنایع شیمیایی و معدنی: کربنات کلسیم، کربنات باریم، دی اکسید تیتانیوم، خاک دیاتومه، غربال‌های مولکولی و غیره؛

2. فرآوری محصولات غذایی و کشاورزی: ​​نشاسته، گلوکز، پودر قهوه فوری، پودر شیر، پودر سبزیجات خشک و غیره؛

3. پزشکی و مهندسی زیستی: مواد اولیه آنتی‌بیوتیک، عصاره‌های طب چینی، پودر پروبیوتیک خشک‌شده با انجماد و غیره؛

4. مواد انرژی جدید: مواد الکترود مثبت باتری لیتیوم-یون، پودر گرافن، حامل‌های کاتالیزور و غیره

انواع مواد نامناسب

1. مواد بسیار چسبناک: مانند لجن و چسب مذاب داغ با رطوبت بیش از 40٪ که به راحتی در لوله خشک کن مسدود می شوند.

2. مواد با ذرات بزرگ: مواد بلوکی با اندازه ذرات بیش از 5 میلی‌متر ابتدا باید به اندازه ذرات مناسب خرد شوند.

3. موادی که به راحتی کلوخه می‌شوند: به راحتی در طول فرآیند خشک شدن به کلوخه‌های سخت تبدیل می‌شوند و باید با یک ماده پراکنده‌ساز استفاده شوند.