Оценка Сушилки для новых услуг

Это простой и надежный подход к скорости сушилки для непрерывной работы объединяет моделирования с конкретными скорость сушки подхода.

Сушка сложную операцию, которая включает одновременное массо-и теплообмена и из частиц неправильной формы (1). В ходе этого процесса, метельчатые дело подвергается первичной преобразования (например, потеря влаги при воздействии тепла) и вторичные преобразования (например, частицы поломки, усадка, реакция биохимические и морфологические изменения), последняя из которых может изменить объем продукции характеристик, качество и внешний вид, а также вызвать проблемы в сушилке производительности.

Для сушилки с известными механические свойства и эксплуатационные параметры, "Устранение неполадок" означает больше, чем нахождению и фиксации проблема - это включает в себя оценку сушилка для "новых условий процесса". Различных формах включать устранение неисправностей (2):

* Как мы можем получить эту сушилку, которая никогда не работала должным образом, работать как следует?

* Почему сушки производительности отклоняться от ожидаемого?

* Что можно сделать для повышения потенциала фен?

* Как избежать проблем во время сушки scaleup?

* Как мы можем оценить сушилка для новых услуг, где рабочие параметры отклонения от проектных?

Данная статья представляет собой простой, надежной процедуры рейтинг непрерывного лотка и пластины сушилки для новых или непреднамеренные услуг. Непрерывного поведения пластин и лоток сушилки предсказал из тестов, которые тщательно проведенных в лабораторных масштабах, от поставщика тренажеры партии. Данные записываются на сушку поведение твердых тел внутри сушилки, и могут быть использованы в конкретных скорость сушки (SDR) уравнение, которое, в сочетании с другими формулами, цены на производительность сушилки на новом условий питания.

Непрерывная конфигураций сушки

Два типа сушилки непрерывного лотка в продаже имеются: фен вращающейся полки лотка и стационарных пластин сушилка с вращающимся плечом оружия (3). Оба сушилки особенно полезны, когда относительно длительного времени пребывания должны высушить изделие, и когда продукт сдерживания необходимо. Оба устройства также являются относительно мягкими их лотка к лотку твердых-транспортные технологии. Для удаления влаги, лоток сушилки полагаться на конвективным переносом тепла, в то время как пластинка машины потребляют проводимости отопления (пластины нагреваются лотки).

Krauss Maffei корпорации (Флоренция, KY; <a target="_blank" href="http://www.kraussmaffei.com" rel="nofollow"> www.kraussmaffei.com </ A>) выкатили пластины сушки в США в конце 1970-х и до сих пор единственной компанией, которая производит пластины сушки. Лоток сушки была введена в США в 1930 году Wyssmont корпорации (Fort Lee, NJ; <a target="_blank" href="http://www.wyssmont.com" rel="nofollow"> www.wyssmont. ком </ A>), которая продавала свою продукцию в рамках фирменного TurboTray. широкое признание этой сушилки сделало "TurboTray" почти синонимом непрерывного лотка технологии сушки. По этой причине, фен TurboTray также была выбрана в качестве иллюстрации примеры в этой статье. Общие черты TurboTray Wyssmont и пластины сушки Krauss Maffei сравниваются в таблице 1.

Krauss Maffei пластины сушки. Это косвенно с подогревом сушилка вертикально и особенности горизонтальные пластины, оснащенные оружием и плуги, что передача легкость продукта, установленный внутри корпуса. Пластины нагреваются горячей водой, паром или термальное масло при температурах до 320 ° C. Продукт поступает через верхнюю часть устройства и передается вниз по спирали моды через центральный вращающийся вал которой пластин прилагаются. Материал движения способствует диска и кольцевые расположение пластин (рис. 1 и 2). Четные пластин большего диаметра, то нечетные пластин. Вся операция проводится под вакуумом.

Wyssmont лоток сушки. Внешний вид сушки Wyssmont TurboTray показано на рисунке 3. Это сушилка состоит из набора вращающихся кольцевых полок (или на поддонах) в центре которого турбокотлов вентиляторы вращаются, обеспечивающий циркуляцию воздуха через лотки. Влажный материал поступает через крышу, падая на верхней полке, а полки вращается под корма открытия (рис. 4 и 5). После завершения лоток почти один революции, материал прокатилась стационарных стеклоочистителя через радиальные слотов на полке ниже, где она распространена в кучу равномерной толщины стационарных уравнитель. Эта процедура повторяется на каждой полке; о передаче материала происходит приблизительно один раз за оборот. Материал, освобождается от последних шельфа через дно в сушилку.

Приложения. Это выходит за рамки данной статьи для обсуждения типов материалов, которые могут и не могут быть высушены в пластине и лоток сушилки. Перри инженеров-химиков "Справочник (3) описывает данные лоток для сушки исполнении бюджета за несколько материалов, в том числе антиоксиданты, водорастворимых полимеров, антибиотики и нефтяной кокс. Кроме того, Перри представлены данные пластины для сушки исполнении бюджета за три приложения: пластмассовых добавок, красителей и пищевых продуктов. Оба требуют сушилки сыпучих или сыпучих кормов. Если корма тупой или липкие, материал может присоединиться к лоток, плита, плуги и уровня руку, препятствуя тем самым твердые транспорта и вызывающих ухудшение производительности сушилки. Лампи материал можно устранить щели в лотке сушки или подать между плуги пластины сушки. Предварительная обработка корма иногда необходимо содействовать контролируемых транспортных твердых веществ внутри сушилки.

В процессе сушки рейтинг, раннее взаимодействие поставщиков имеет важное значение. Продавец может проверить механические свойства, фен, ее фактической площади задач и выполнение его в прежней службе. Продавец может также давать рекомендации, которые либо поддерживает новые приложения или показывают, что это несоответствие для сушки. После лабораторных испытаний, продавец может предложить механические изменения с учетом новой службы.

Обзор рейтинговой процедуры

Как упоминалось ранее, метод, представленный здесь для оценки тарелку или поднос сушилка для новых услуг (например, новый материал, корма) центров расчета СПЗ ожидаемых коммерческих условиях. Сушка испытания ведутся с использованием новых материалов в лабораторных симулятор, уступая данных, которые необходимы для расчета СДР. Условия проведения испытаний на основе тепла чувствительности твердых тел, температура существующей системы теплоснабжения, а температура кипения кривой летучих компонентов (для установки уровня вакуума в плите фен), и, как правило кронштейн ожидаемых условий эксплуатации сушки, так что экстраполяция на другие условия, это возможно.

Для обеих пластин и лоток конфигурации, только несколько килограммов материала требуется одно испытание. Это значительное преимущество по сравнению с дисперсией типа сушилки, которые требуют нескольких барабанов исследуемого материала. Для пластинки, фен, от поставщика диаграммы обеспечить пластинчатого конвейера оружие ", скорость вращения, который необходим для определения необходимого общего времени сушки. Для лоток, фен, оборотов в минуту, может быть рассчитан. Кроме того, со знанием активной области отопления, объемной скорости подачи и лоток или конструкции пластинчатого конвейера, продавец (или в некоторых случаях пользователь) может рассчитывать твердых уровня на лотках или пластин, чтобы определить, попадает ли в пределах допустимых дизайн ограничений. Если фен мощность ограничена перегруженных лотков, емкость (или уровня нагрузки) должны быть скорректированы в сторону понижения.

Поскольку первоначальный уровень загрузки продукта может создавать проблем пластины к пластине обработки во время тестирования, Krauss Maffei обычно указывает нагрузки на 10-25 мм. Этот диапазон обеспечивает твердых смешиваются хорошо. Wyssmont определяет несколько выше твердых нагрузок 1-1.25 дюйма для своих тренажеров TurboTray.

Сушилка для моделирования

Целью моделирования является получение необходимого продукта сушки в различных условиях. Это упражнение в сушилке моделирования является классическим примером масштабной из хорошо перемешанных в пакетном режиме для непрерывной работы плагина потока. Существуют многочисленные механические и эксплуатационные переменных, которые могут быть скорректированы с учетом конкретных задач сушки, при имитации полномасштабного фен, насколько это возможно.

Krauss Maffei симулятор - тест-шкала версия пластины Krauss Maffei сушки (рис. 6), оснащен набор вращающихся оружия и плуги, которые имитируют интенсивности перемешивания его в промышленных масштабах коллегой. Количество оружия, время сушки и скорости вращения подготовить номер товарооборот, который используется во время scaleup. Данные собираются построить участок влажности продукта от времени прошло на каждом из условия сушки. Это устройство предлагает 0,15 м ^ 2 ^ SUP в отапливаемой площади пластины. Сушка осуществляется при низком вакууме, как правило, 50-200 мм рт. Вакуумные регулируется до требуемого уровня до каждого судебного разбирательства.

Wyssmont симулятор - типичный тест с использованием лабораторных аппарата Wyssmont была бы состоять размещения 1-2 фунтов влажного материала на сковороде около 0,5 футов ^ ^ SUP 2 площади поверхности, регулируя скорость передачи сковороду и материальный уровень, и установление циркулирующих -температуры воздуха и скорости. Образцы взяты с различными интервалами, и данные записываются (например, твердых материалов влажности и температуры, а температура воздуха). К концу сушки испытания, температура газа часто увеличилась на 20-30 ° F, чтобы имитировать чуть горячее температуры в нижней части сушилки. Это сушилка работает на уровне или чуть ниже атмосферного давления, когда твердые сдерживания является проблемой. Давление немного выше атмосферного используются при утечки газа в системе является нежелательным.

Оценка данных

После расчета P, пользователь, возможно, с помощью продавца, определяет лоток или руку вращения, которые необходимы для обеспечения [тау]. Для завершения анализа, уровень материала в канал точки вычисляется и сравнивается с проверкой условий. Если фен оценивается не может быть изменен, чтобы обеспечить желаемую скорость вращения, или если уровень материала на лотке слишком велика, то мощность сушки должна быть пересчитана.

Примеры расчетов

В следующих примерах, СДР рассчитывается как для сушки пластин и лоток сушки. Неизвестные в уравнениях. 1 и 3 [тау]. Если партия сушки кривой от Тренажер для сушки условиях лучшего, [тау] лучше всего получить в графическом виде. Попытки вычислить [] тау были довольно успешно (4). Тем не менее, в этой статье, эмпирические данные будут использоваться.

Влагомеры представлять данные по влажной основе. Тем не менее, эти данные должны быть преобразованы в сухой основе, прежде чем использовать для расчетов или графический. Расчеты, проведенные на "сухой" основе сослаться на те, в которых массы влаги, деленный на массу сухого торта (т. е. 25 фунтов влаги разделен на 75 фунтов сухой торт, или 33% на сухой основе). Чтобы вычислить процент влаги на влажной основе, разделить массу влаги общей массы мокрого образца, и выразить это соотношение в процентах (например, 25 фунтов влаги в 100 фунтов мокрый торт 25% на влажной основе ).

Krauss Maffei пластины сушки оценки. Существующих Krauss Maffei вакуумной сушки пластины необходимо оценить новую услугу. Фен, модель VTT 20 / 8, 8 функций с подогревом лотков, каждый из которых предлагает 2,5 м ^ 2 ^ SUP активной области лоток, в общей сложности 20 м ^ 2 ^ SUP активной поверхности. Новый материал, корма содержит 44% влаги во влажном состоянии и тепла с учетом регистра. Цель заключается в том, чтобы определить возможности сушки VTT 20 / 8 для прогнозируемых канал с 50% влаги на мокрой основании того, что должна быть высушена до 4% летучих на влажной основе.

Лабораторные испытания проводились в 0,15 Krauss Maffei в м ^ 2 ^ SUP сушки предоставлять данные для оценки (рис. 6). Семь 100 граммов влажного материала с мокрым насыпной плотности 500 кг / м ^ 3 ^ SUP были погружены на пластины толщиной до 11 мм. Вакуумные Сработал и температуры нагрева нефти была скорректирована. Продукт, плиты и температуры масла строились непрерывно, и твердые образцы были сняты и проанализированы с 10-минутным интервалом. Испытания завершены, когда температуры продукта подошел пластины температуры.

Полный процесс моделирования включены тестовые задания по 8 2 уровнях вакуума; 3 температуры пластины и две твердые загрузкой толщины. Материала, как правило, агломерат, если погрузка толщиной менее 7 мм. Кроме того, при высоких температурах, материал, образующийся свет покрытие из нержавеющей стали, плуги. Установлено, что пользователь удовлетворительное продукт может быть получен с тефлоновым плуги, начальная толщина твердых около 11 мм, и поддерживая пластины температуре 100 ° С и вакууме 100 мм рт. Таблица 2 суммирует результаты испытаний оптимального моделирования пластины фен.

Рисунок 8 представляет собой участок продукта влаги (в расчете на сухой основе) vs время сушки. Чтобы найти время сушки, необходимых для материала с 50% влаги на мокрой основе данных, которая была основана на испытаниях, проведенных с помощью материала с 44% влажности на влажной основе, должны были быть экстраполированы. Общее время сушки для этого тау] [продукта составляет около 24 мин и 0,4 ч, при оптимальных условиях сушки.

Следующую информацию о тренажере используется для расчета СДР: A = 0,15 м ^ 2 ^ SUP, [тау] = 0,4 ч и т = 0,35 кг сухого вещества. Из уравнения. 1, SDR = (0,35 кг) / ((0,15 м ^ 2 ^ SUP) (0,4 ч)) = 5,8 кг / ч / м ^ 2 ^ SUP сухого продукта.

Из уравнения. 3, мощностью сушки Р = (20 м ^ 2 ^ SUP) (5,8 кг / ч / м ^ 2 SUP) = 116 кг / ч сухого продукта. Следующей задачей является создание вращения ротора (об / мин) VTT 20 / 8, которая управляет общей жительства материала или время сушки, [тау]. Согласно экстраполяции выполняется с рисунком 8, цель время сушки составляет 24 мин.

Системы изготовления сушки используются вращающиеся передачи оружия с плугами передать материал через пластину к внешней или внутренней периферии, где каскадом вниз к следующей пластинки. Плуги положении для создания backmixing на пластины, что повышает теплоотдачу. Из-за сложности этой передачи и перемешивания системы, расчет скорости вращения ротора (требуется предоставить 24 минут от срока проживания) лучше оставить на усмотрение продавца.

Таким образом, СДР определяется эмпирически по результатам лабораторных испытаний в пластине тренажер для сушки пластин известных области. Потенциальная емкость 116 кг / ч сухого продукта был создан коммерческий блок. Поскольку около 5 кг влаги остается в продукте, фактическая доля продукта сушки составляет 121 кг / ч, содержащий 4% влаги на влажной основе. Обратитесь к поставщику программы, чтобы определить скорость ротора должны предоставить 24 минут времени проживания и интенсивности перемешивания теста единицы. Если предположить, что время пребывания требуется 24 мин, уровень твердых кормов точки 9,3 мм, который находится в пределах приемлемого диапазона для пластины, сушилка. Новый уровень твердых тел при питании точки почти 2 мм меньше, чем уровень, используемые в тренажере (11 мм), поэтому материал должен сохнуть немного быстрее в коммерческой единицы.

Wyssmont лоток сушки оценка - компания полимерных обрабатывающей промышленности находится большое Wyssmont Turbo-лоток, фен, которых они хотели бы оценить для сушки полимерных XYZ. Полимерные XYZ имеет мокрой плотности объемной, [ро], в 28,5 кг / м ^ 3 ^ SUP и должны быть высушены с 20% влаги по отношению к сухому до 1% влажности на сухой основе. Инспекционной показывает, что коммерческие сушки имеет 32 лотков, каждый из которых состоит 24 круговой формы сегментов и 1,25 в. губы. Фен оснащен двигателем 2-rev/min и имеет общую площадь в лоток 8100 м ^ 2 ^ SUP.

После консультаций с Wyssmont, лабораторные исследования проводились в различных условиях с использованием лотка аппарата моделирования показано на рисунке 7. Скорость передачи твердых веществ или время пребывания в пластине 2 мин и первоначальной толщины торт 1,25 дюйма Кросс-воздушный поток скоростью, которая имитирует воздушные потоки, создаваемые внутри турбовентиляторных коммерческих фен, также регулируется. В таблице 3 приведены оптимальные условия сушки. Данные в таблице 3 приведены на рисунке 9.

Рисунок 9 показывает, что продукт температура 20-30 ° F ниже температуры воздуха. Продавец показывает, что сублимация происходит при более высоких температурах материал. Это, по сути, что происходит. Графические экстраполяции имеющихся данных до 20% влаги по отношению к сухому показывает, что примерно 40 мин должны производить с описанием продукта.

Резюмируя данные, необходимые: [ро] = 28,5 кг / м ^ 3 SUP ^; г = 0,104 м; х ^ к югу е = 0,20; и [тау] = 0,67 ч. Используя формулу. 2, SDR = (28,5 кг / м ^ 3 ^ SUP) (0,104 м) / ((1 0,2) (0,67 ч)) = 3,7 кг / ч / м ^ 2 ^ SUP активной поверхности лотка.

Используя формулу. 4, P = (3,7 кг / ч / м ^ 2 ^ SUP) (8100 м ^ SUP 2 ^) (0,85) = 25.475 кг / ч сухого продукта. В этом расчете 0,85 процента является активной области на подносе, выраженные в десятичной форме.

Далее, скорость вращения, чтобы обеспечить 40 минут от общего времени проживания должны быть рассчитаны. В большого диаметра сушилки лоток, лоток по существу делает полный оборот до захоронения материала на следующий лоток. Время пребывания составляет около 40 минут на каждые 32 лотков или 1,25 мин / лотка. В отличие от пластины сушилки, сушилки лоток выставки минимальной backmixing на лотках. Таким образом, скорость вращения лотков можно оценить достаточно точно, как 1/1.25 или 0,8 об / мин.

Твердых веществ на уровне канала точка может быть рассчитана по формуле. 5: V ^ югу е = объемная скорость подачи, м ^ ^ SUP 3 / ч = (22 475 фунтов / ч сухого вещества 5095 кг / час влаги) / (28,5 кг / м ^ 3 SUP) = 1073 м ^ 3 SUP ^ / ч. Тогда Z = ((40 мин) / (60 мин / ч) (1073 м ^ ^ SUP 3 / ч ))/(( 8100 м ^ SUP 2 ^) (0,85)) = 0,104 м и 1,25 дюйма

В заключение, использование СДР, которая определяется в тренажере при оптимальных условиях сушки, а также известные активные области лоток, фен, мощностью коммерческих пая рассчитывается как 25 475 фунтов / ч сухого продукта или 25 730 фунтов / ч 1 % влаги на влажной основе. Скорость вращения поддоны должны быть в диапазоне от 2 об / мин около 0,8 об / мин до 40 мин обеспечивают от срока проживания. Скорость также в пределах нормы работы для лотка сушки.

Тем не менее, механические возможности этой модификации должны быть тщательно проверены поставщика. Лоток до лотка время переноса в новый блок (1,25 мин), почти вдвое меньше, чем в лаборатории моделирования (2 мин.) Быстрее переводы оказывают положительное воздействие на скорость сушки. Расчетные первоначальной толщины торт идентичен тому, который используется в ходе испытаний, и так же, как поднос губы высоте. Это не должно создать проблему для перемещения продукта, поскольку влажного материала обычно уменьшается в процессе сушки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Genskow, LR, "Гость редакции", технологии сушки, Marcel Dekker, Inc, Нью-Йорк, 12 (1-2), p. XIII (1994).

2. Мойерс, CG, "Не позволяйте Сушилка для поставленных задач Вы через мясорубку," Химическая инженерия Прогресс ", 88 (12), с. 34-40 (1992).

3. Мойерс, CG, ред. "Твердые Сушильное оборудование", изд. Раздел 12, Перри Справочник инженеров-химиков, седьмой ред. McGraw-Hill, Нью-Йорк, с. 12-36 до 12-90 (1997).

4. Мойерс, CG, "наращивания слоя Сушилки: Единый подход", технологии сушки, Marcel Dekker, Inc, Нью-Йорк, 12 (1-2), с. 393-416 (1994).

5. Treybal, RE, "Операции массообмена" третьего ред. Ch. 12, McGraw Hill, Нью-Йорке (1980).

Чарльз Г. Мойерс является основателем и президентом Специальный Цветоделение Consulting, Inc (5 Квейл-Ков-роуд, Чарлстон, Западная Вирджиния 25314: Телефон: (304) 346-7964, E-почта: <A HREF = "mailto: moyerscg @ wvinter . чистых "> moyerscg@wvinter.net </ A>), фирма, которая специализируется на твердых технологию. До начала практики в 1999 году, Мойерс занимал должность менеджера обработки твердых дизайн и устранения неисправностей группы в Союзе Карбид корпорации, которые разработали новые методы проектирования для сушки операций. Он является учителем непрерывного образования AlChE по сушке курса и редактор "Сушка Основы и сушильного оборудования" раздела Справочник инженеров-химиков 'Перри, седьмой ред. Мойерс имеет степень бакалавра из Вирджинии технологии MS из Западной Вирджинии университет, а также кандидат от Univ. Делавэр, все в химическом машиностроении. Он является членом AlChE и является зарегистрированным профессионального инженера в штате Западная Вирджиния.