Виды распылительных сушилок

Распылительные сушилки — технические устройства для получения сухого порошка, в которых сушка растворов или суспензий осуществляется путем их распыления в потоке нагретого газа (в простейшем случае – воздуха). Ключевое преимущество метода распылительной сушки — высокая скорость удаления влаги или другого растворителя, которая достигается благодаря многократному увеличению площади поверхности испарения за счет распыления жидкости на мелкие капли.

В этой статье мы не станем углубляться в принцип работы и описывать устройство распылительных сушилок и конструкции их узлов, об этом вы можете прочитать в отдельной статье. Остановимся подробнее на разновидностях сушильных установок и попробуем разобраться с их многообразием и применяемыми терминами.

Назначение 

По назначению и соответственно исполнению распылительные сушилки можно разделить на  лабораторные и промышленные. Такое разделение с одной стороны обусловлено применением: лабораторные модели служат для экспериментальных целей, разработки и тестирования новых продуктов в условиях лабораторий, тогда как промышленные ориентированы на работу в производственных условиях, где на первое место выдвигаются требования по стабильности, экономической эффективности и безопасности серийных процессов. С другой стороны, деление на лабораторные и промышленные сушилки связано и с их производительностью. Лабораторные модели имеют производительность до 3-х, 4-х литров в час, в то время как промышленные от 5-ти, 7-ми и выше, вплоть до 6000 литров в час. Обратим внимание, что производительность распылительных сушилок измеряется в количестве испаряемой влаги в единицу времени, а не в количестве переработанного сырья или полученного сухого порошка. Это устраняет неопределенность и путаницу, ведь количество твердого вещества в сырье может различаться в разы.  

Лабораторные распылительные сушилки

Компактные устройства, напольного или  настольного исполнения, предназначенные для эксплуатации в условиях лабораторий. Часто имеют отдельные датали из стекла или пластика. Могут применяться на мелкосерийном  производстве, где к продукту предъявляются особые требования ввиду его высокой стоимости.

Промышленные распылительные сушилки

Представляют собой либо отдельные законченные модули (модели до 50 литров в час) либо крупногабаритные установки гигантских размеров.  С середины прошлого века  широко применяются в различных отраслях промышленности. 

Тип сушильной камеры 

По типу сушильной камеры сушилки делятся на вертикальные и горизонтальные. 

Вместо термина вертикальные обычно используется термин башенные или колонные распылительные сушилки. В башенно-распылительных сушилках поток сушильного агента часто имеет форму спирали. Это решение позволяет увеличить полезный путь капель, что позволяет уменьшить высоту камеры, сохраняя производительности установки.

Сушилки горизонтального типа используют тот же принцип распыления и смешения сырья с агентом, но отличаются положением корпуса. Применяются крайне редко. 

Тип нагрева сушильного агента

Выбор способа нагрева сушильного агента определяется производительностью сушилки  доступностью энергоресурсов и спецификой технологического процесса. 

Возможные варианты:

• электрические распылительные сушилки (электрический нагрев) —устройства производительностью до 25-50 кг/час;

• газовые распылительные сушилки (с газовым нагревом)— среднегабаритные и большие установки производительностью 50 кг/час и более (не стоит путать с сушилками, где сушильный агент – инертный газ). Если погружаться в детали то стоит отметить, что газовый нагрев может быть прямой и косвенный;

• паровые распылительные сушилки  —нагрев сушильного агента выполняет перегретый водяной пар;

• дизельные распылительные сушилки используются в ситуациях, когда другие энергоносители недоступны или нерентабельны;

• мазутные и угольные в настоящее время практически не встречаются.

Тип распылителя 

Распылитель является центральным элементом сушилки. Конструкция распылителя определяет эффективность диспергирования жидкости и влияет на ключевые параметры процесса сушки. Разнообразие конструкций распылителей позволяет подобрать оптимальное решение для конкретных задач, учитывая физико-химические свойства сырья и требования к конечному продукту. Выбор распылителя основывается на необходимости достижения определенной дисперсности частиц, равномерности их распределения периодичности обслуживания оборудования и др.. По типу применяемого распылителя принято называть и распылительную сушилку. При этом, часто конструкция сушилки позволяет применять разные типы распылителей, заменяя их, что бывает удобно для мелкосерийного производства. Распылители бывают дисковые и форсуночные, которые в свою очередь делятся на механические и пневматические.

Дисковые (центробежные, роторные) распылители

Дисковые распылительные сушилки получили свое название по основной детали – вращающемуся с большой скоростью диску, к центру которого подается суспензия. Вращаясь диск разбивает подаваемую жидкость на мелкие капли. Изменяя скорость вращения, можно в определенных пределах менять размеры капель и соответственно частиц полученного порошка. Подразумевая дисковый распылитель, часто говорят атомайзер. Соответственно распылительные сушилки с таким распылителем называют: роторные, ротационные,  высокоскоростные, с атомайзером и т.д. Распылительные сушилки с атомайзером применимы к широкому спектру исходного сырья, включая материалы с высокой вязкостью.

Механические форсуночные распылители  

Жидкость подаётся под давлением от 30 до 200 атмосфер. Такие устройства более экономичны относительно пневматических, но из-за особенностей конструкции исключают работу с веществами, содержащими крупные, твердые взвеси.

Смесь подается к форсунке с помощью насоса высокого давления. Форсуночные распылительные сушилки позволяют получать однородные порошки с постоянным размером частиц, что обеспечивает эффективную текучесть и стабильную насыпную плотность продукта.

Пневматические форсуночные распылители

Для распыления применяют сжатый газ (чаще всего воздух) под давлением (до 6 атмосфер). Используются с различными типами материалов, причем особо эффективны в ситуациях с высоким уровнем загрязнения исходного сырья. Требуют значительного расхода энергии и допускают низкое качество продукта из-за неоднородности распыления.

Направление подачи сушильного агента и сырья

Конфигурация потоков влияет на равномерность сушки, плотность продукта и энергоэффективность процесса. Разделение по направлению движения агента и сырья обеспечивает гибкость в управлении температурными режимами и временем пребывания частиц в камере, что позволяет адаптировать оборудование под задачи различной сложности.

В зависимости от направления потока сушильного агента и сырья распылительные сушилки бывают трех типов:

• Попутные (прямоточные, с параллельным током) - направление подачи раствора совпадает с направлением подачи сушильного агента. Такая схема позволяет использовать высокие температуры, исключая перегрев смеси.

• Встречные (обратные, с противотоком)- направление подача раствора противоположно подаче сушильного агента. Осаждение частиц происходит медленнее, чем при прямотоке, а время их нахождения в сушильной камере больше, что позволяет получать продукт с более высокой плотностью.

• Смешанный ток – подача сушильного агента осуществляется с противоположных сторон.

В зависимости от целей производства могут использоваться разные схемы подключения подводящих и отводящих трубопроводов сушильного агента, сырья и сухого порошка.

В установках с атомайзером подача сырья всегда сверху, в форсуночных распылительных сушилках — сверху или снизу(гейзерные распылительные сушилки).

Контур сушильного агента

Контур сушильного агента в распылителях может быть открытым или закрытым (замкнутым). Это зависит от типа растворителя и требований к процессу.

• В открытом контуре сушильным агентом является воздух. Такая система используется при работе с сырьем, в котором растворитель — вода.

• Закрытый контур применяется при работе с сырьем на органических растворителях. Сушильный агент в таких установках — инертный газ, например, азот. Это позволяет улавливать и повторно использовать растворители, что особенно важно для предотвращения их выброса в атмосферу. Также сушка без доступа кислорода исключает окисление продукта.

Режим работы

Настройка параметров сушки зависит от термостабильности материала и целевых характеристик продукта. Ключевыми факторами являются регулировка температуры, скорости потока сушильного агента, обеспечивающие баланс между скоростью процесса и сохранением свойств сырья. Особое внимание уделяется контролю условий в крупногабаритных камерах для равномерного распределения агента.

• Температура: в зависимости от требований к процессу применяются низкотемпературные или высокотемпературные распылительные сушилки.

• Давление: все распылительные сушилки работают при отрицательном давлении т.е. под вакуумом (под разряжением). Специальных решений в данном случае не применяется, только режимы работы нагнетающего и вытяжного вентилятора. В отдельных случаях в лабораторных моделях распылительных сушилок с сушильными камерами малых размеров давление снижается ощутимо, усиливая эффективность испарения растворителя и снижая температуру в камере. Это особенно важно для термолабильных материалов. Тем самым термин вакуумная распылительная сушилка относится только к лабораторным моделям.

Одноступенчатые и многоступенчатые сушилки

Одноступенчатые и многоступенчатые сушилки отличаются наличием дополнительных модулей, которые позволяют получать продукт с определенными свойствами: точными параметрами влажности, гранулометрическим составом, растворимостью.

• Одноступенчатые сушилки — базовая конструкция, в которой основной процесс сушки происходит в одной камере.

• Многоступенчатые сушилки (две или три ступени) помимо главной сушильной камеры имеют дополнительные блоки. В них происходит финишная обработка порошка: охлаждение, досушка, грануляция. 

Примером может служить распылительная установка с внешним модулем виброкипящего слоя (инстантайзером-флюидайзером).

Вопрос выбора конкретнойконструкции распылительной сушилки —является очень сложным и ответ на него определяется в зависимости от свойств продукта на этапе проектирования с учетом опыта эксплуатации.

Распылительные сушилки от компании «Мида»

Компания Мида успешно поставляет промышленные башенно-распылительные сушилки более 15 лет. В программе поставок распылительные сушилки с форсуночными и дисковыми распылителями, с электрическим и газовым нагревом, с открытым и замкнутым контуром. Мы готовы предложить конкурентные цены на модели различного назначения производительностью по испаренной влаге от 3 до 6000 кг в час.

На всю поставляемую продукцию распространяется гарантия 12 месяцев. Чтобы заказать распылительную сушилку или получить консультацию специалиста по всему модельному ряду техники, обращайтесь по телефону +7 (495) 145-06-01 , электронной почте  info@mida.ru или направив запрос.

Перейти в раздел каталога

Распылительные сушилки