Способ сушки органических кристаллических материалов

 

Изобретение относится к микробиологической , пищевой и фармацевтической отраслям промышленности и позволяет интенсифицировать тепломассообмен при сушке на инертных телах и повысить качество сушки. Обезвоживаемый материал (М) вводят через питатель 9 в разгонный канал (РК) 4, разгоняют в потоке газа и забрусывают во встречный поток, движушийся через РК 3. При этом вывод газа осуществляют через камеру 6. Затем посредством переключателя 8 изменяют 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 струях при использовании наружного воздуха. Последний подают в центральный РК 5. В процессе сушки осуществляют 4-6-кратный рецикл М при скорости газа в период первых 3-4 рециклов , в 1,5-2 раза превышающей скорость витания инертных тел. При последующих рециклах скорость газа снижают до величины , меньшей скорости витания этих тел. При этом т-ру газа поддерживают на 10-20°С выше т-ры размягчения М. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. СО СП СД 00 4 G5 Сриг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 F 26 В 3 10

ВСЕСОЦ)зн Ь Я (!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3986267/24-06 (22) 06.12.85 (46) 30.11.87. Бюл. № 44 (71) Институт тепло-и массообмена им. А. В. Лыкова (72) В. Л. Мельцер, Э. Г. Тутова и П. С. Куц (53) 66.077.751 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 565176, кл. F 26 В 3/10, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 1071906, кл. F 26 В 25/22,,1982. (54) СПОСОБ СУШКИ ОРГАНИЧЕСКИХ

КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к микробиологической, пищевой и фармацевтической отраслям промышленности и позволяет интенсифицировать тепломассообмен при сушке на инертных телах и повысить качество сушки. Обезвоживаемый материал (М) вводят через питатель 9 в разгонный канал

„„SU„„1355846 А 1 (РК) 4, разгоняют в потоке газа и забрасывают во встречный поток, движ :щийся через РК 3. При этом вывод газа осуществляют через камеру 6. Затем посредством переключателя 8 изменяют 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 струях при использовании наружного воздуха. Последний подают в центральный РК о. В процессе сушки осуществляют 4 — -6-кратный рецикл М при скорости газа в период первых 3- — 4 рециклов, в 1,5 — 2 раза превышающей скорость витания инертных тел. При последующих рециклах скорость газа снижают до BEëè÷èны, меньшей скорости витания этих тел. При этом т-ру газа поддерживают на 10 — 20 С выше т-ры размягчения М. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1355846

1О

Изобретение относится к сушильной технике и может найти применение в микробиологической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, преимущественно в тех случаях, когда одновременно с сушкой материала необходимо осуществлять его дробление до заданной дисперсности.

Целью изобретения является интенсификация тепломасообмена при сушке на инертных тела и повышение качества сушки.

На фиг. 1 представлена схема установки для реализации способа сушки органических кристаллических материалов; на фиг. 2 — графики, поясняющие кинетику процесса сушки и дробления кристаллического лизина (а, б — кинетика сушки; в — кинетика дробления).

Установка для 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 осуществляют 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 — 25Я размер ячеек сетки, установленной в зонах встречи струй в межторцовых зазорах между разгонными каналами установки.

Способ осуществляют следующим образом.

Газ направляют от воздуходувки 1 в калорифер 2 и после разветвления — в периферийные разгонные каналы 3 и 4, воздух подают в центральный разгонный канал 5 в область реверсирования потоков. Вывод газа из активной зоны установки (фиг. 1) осуществляют после соударения потоков либо через камеру 6, либо через камеру 7 посредством переключателя 8 потоков. Обезвоживаемый материал, преимущественно кристаллический материал органической природы (лизин), вводят через питатель 9 в разгонный канал 4, разгоняют в потоке газа и забрасывают во встречный поток, движущийся через разгонный канал 3. При этом вывод газа осуществляют через камеру 6.

Затем посредством перключателя 8 изменяют место вывода газа на камеру 7. Такое периодическое переключение потоков газа обеспечивает реверсирование материала и сушку его в высокоинтенсивном режиме тепломассопереноса. Реверсирование материала в зонах встречи струй осуществляют совместно с инертной насадкой, которая при выводе материала с потоком газа через камеры 6 или 7 остается в системе разгонных каналов, так как камеры 6 и 7 снабжены ограничительными сетками, соединяющими торцы разгонных каналов 3 и 5, а также

4 и 5. Причем размер ячеек ограничительных сеток выбирают меньшим, чем размер частиц инертной насадки.

После реверсивного перемещения в зонах встречи струй материал выводят в циклоны

10 и направляют в питатель 11, после которого в зависимости от влажности, достигаемой на этом цикле термообработки, материал направляют либо снова в систему разгонных каналов для реверсирования, либо выводят из установки в виде сухого продукта.

Кратность рецикла материала в целом по установке определяется физико-химическими свойствами обезвоживаемого материала, его начальной и конечной влажностью и дисперсностью (см. примеры) . Снижение числа циклов может привести к увеличению конечнои 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 температурaõ изменяется их консистенция, в связи с чем может происходить обволакивание частиц инертного материала, слипание насадки и, следовательно, нарушение гидродинамики процесса. Превышение температуры размягчения на 10- -20 позволяет вести сушку на предельно допустимом температурном режиме без видимого размягчения материала. Конкретные режимы также приведены в грилагаемых примерах.

Вид инертной насадки и размер ее частиц выбирают с учетом обеспечения стабильного гидродинамического режима в установке и улучшения условий дробления обрабатываемого материала. Для соответствия этим требованиям 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 сбобщающим показателем при характеристике ь.атериалов, движу1цихся в 110ToK

Обоснование численных значений этого показателя также приведено в примерах.

Варьирование сксрости газа в зависимости от цикличност и прохождения материала через установку и его температуры обеспечивает повышение экономичности процесса при достиженьи поставленной цели.

Эксперименты проведены на укрупненной экспериментальной установке (фиг. 1). Обезвоживаемый материал (кристаллический лизин) имел начальную влажность 15,2Я, был полидисперсного сос"ава (d =-1,01 мм), 1355846

55 причем более 45% часиц имело размер более

0,9 мм. Согласно требованиям технических условий на готовый продукт конечная влажность должна быть не более 1%, а дисперсность — 0,5 — 0,6 мм. Диаметр разгонных каналов 5 установки составлял 30 мм, расстояние между торцами разгонных каналов 5 было равно 45 мм. В связи с тем, что около 50% материала имело размер частиц 0,9 мм, первоначально размер ячеек ограничительной сетки составлял 0,9 мм, что позволяло оценить интенсивность дробления материала инертной насадкой. В процессе опытов размер ячеек 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 долях с весовой (расходной) концентрацией 1,5 кг/кг.

Пример I. Установление принципиальной возможности дробления частиц кристаллического лизина при реверсивном перемещении зоны встречи струй с инертной насадкой и определение оптимальных условий дробления. Опыты проводились при 25 С.

В качестве насадки были взяты стальные шарики диаметром 2 мм, скорость витания которых составляла 17 м/с (1 вариант) .

Размер ячеек 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. уменьшился почти на 35%. Однако при этом не было стабильной циркуляции насадки, сетка забивалась материалом, нарушалась гидродинамика процесса.

Если учесть. что скорость витания частиц исходного материала не превышала в среднем 4,2 м/с, то очевидно отрицательное влияние насадки с выбранной высокой скоростью витания. Ва втором варианте эксперимента была применена насадка из смеси стальных H алюминиевых шариков, средняя скорость витания 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 составляла 2 — 3 с (частота реверсирования 1 — 1,2 Гц). Установка работала стабильно, дисперсность конечного продукта через 6 циклов обработки составляла 0,3 мм.

Дальнейшее уменьшение скорости витания насадки за счет применения одних алюминиевых шариков (скорость витания

12 м/с) несколько снизило скорость дробления, количество циклов обработки возросло до 8 для достижения конечной дисперсности материала в пределах 0,5 — 0,6 мм.

Однако скорость газа в этом случае можно было снизить до 20 м/с. Следовательно, 5

45 скорость витания чаотиц инертной насадокll должна быть не менее, чем в 2 раза Ao,lüøc скорости витания частиц исходного материала для обеспечения дробления кристаллов и стабильной гидродинамической обстановки в аппарате.

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

Температура газотеплоносителя выбиралась с учетом известных эксперимента1bных данных по размягчению лизина. Согласно этим данным, средняя температура размягчения лизина в зависимости от влажности продукта колеблется в пределах 100—

110 С. В связи с тем, что в процессе c> lllliè влажность продукта непрерывно изменяется, можно ориентироваться для повышения экономичности процесса на верхний температурный уровень, соответствующий более высокой влажности. Из этих соображений температура газа в опытах не превыша;l;l

120 — 125 С, что позволило практически полностью избежать налипание продукта на частицы инертной насадки и ограничительные сетки. Повышение температуры до 30 С уже приводило к зашлаковывгнию ограничительности установки и выводу ее из строя. Ilo мере снижения влажности продукта можно допустить небольшое (на 5 — 10 С) повышение температуры газа.

Из анализа данных фиг. 2 видно, -.то для достижения требуемом влажности и дисперсности конечного продукта необходимо не меньше 4-х и не больше 6-ти циклов обработки материала. Г1осле 4-х циклов скорость снижения влажности и увеличения,дисперсности уменьшается и после 6-ти циклов практически равна О. Для монодисперсного материала (кривая а, фиг. 2) получена более высокая интенсивность удаления влаги. Следовательно, доказана целесообразность прсдварителbHого дробления материала перед сушкой путЕм ревсрсирования исходного материала во встречных струях с инертной насадкой в первом цикле термообработки при температуре наружного воздуха. Это значительно снижает общие энерго-атраты На процесс сушки, повышает экномичность способа.

Формула изобретения

l. Способ сушки органическ.х кристаллических материалов, преимущественно лизина, во встречных струях газовзвеси путем реверсивного перемегцения зоны встречи струй, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплоомассообмена при сушке на инертных телах, в процессе сушки осуществляют 4 — 6-кратный рецикл материала при скорости газа в период первых

3 — 4 рециклов, в 1,5 — 2 раза превышающей скорость витания инертных тел, при после1Ж5846 ю,%

0,б

Составитель Н. Исаченко

Редактор М. Бандура Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 5481/36 Тираж 636 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дующих рециклах скорость газа снижают до величины, меньшей скорости вйтания этих тел, при этом температуру газа поддерживают на 10 — 20 С выше температуры размягчения материала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сушки, предварительно материал измельчают путем его обработки во встречных струях при использовании наружного воздуха.