مجفف هوائي

التجفيف الهوائي تقنية تستخدم تدفق هواء ساخن عالي السرعة لتفريق جزيئات المواد الرطبة وتعليقها، وتحقق تجفيفًا سريعًا من خلال خلط مكثف للمراحل الغازية والصلبة. تتكون المعدات من مروحة، وسخان، وأنبوب تجفيف، وغيرها. تتميز بكفاءة حرارية عالية وسرعة تجفيف عالية، وهي مناسبة للمواد المسحوقة والحبيبية، ويمكن إنتاجها بشكل مستمر، وتشغل مساحة صغيرة.

المجفف الهوائي عبارة عن جهاز تجفيف مستمر بالضغط الجوي، يتكون بشكل أساسي من المكونات الأساسية التالية:

1.  نظام التغذية:

   أ. وحدة التغذية اللولبية: تتحكم في دخول المواد إلى نظام التجفيف بالتساوي.

   ب. فلتر الهواء: التأكد من نظافة الهواء الداخل إلى النظام.

2. تجفيف الجسم:

   أ. أنبوب التجفيف (المجفف): منطقة تجفيف أساسية، عادةً ما تكون على شكل أنبوب مستقيم، يصل طولها إلى 20 مترًا.

   ب. المسخن المسبق/المبادل الحراري: يسخن الهواء إلى درجة حرارة العمل (عادة حوالي 500 درجة مئوية).

3. نظام الفصل:

   أ. فاصل الإعصار: يفصل المواد المجففة عن تدفق الهواء ويستعيد المنتج المجفف.

   ب. مجمع الغبار (مثل مرشح الكيس): يستعيد الجزيئات الدقيقة ويحسن إنتاجية المنتج.

4. نظام الطاقة:

   المروحة: توفر تدفق هواء عالي السرعة (10-30 م/ث)، مقسمة إلى تشغيل بالضغط الإيجابي (نوع كيو جي) والضغط السلبي (نوع Q).

مبدأ العمل: تدفق الغاز-الصلب ثنائي الطور ونقل الحرارة والكتلة

1. عملية التجفيف: 

   أ. تدخل المادة الرطبة إلى أنبوب التجفيف من خلال المغذي. 

   ب. يعمل تدفق الهواء الساخن عالي السرعة (10-30 م/ث) على تشتيت جزيئات المواد وتعليقها. 

   ج. يتم إكمال عملية التجفيف الفوري (0.5-5 ثواني) أثناء النقل الهوائي. 

   د. يتم فصل المادة المجففة عن الغاز في جهاز الفصل الإعصاري. 

2. آلية تبادل الحرارة والكتلة:

   أ. جزيئات المادة على اتصال كامل بالهواء الساخن، مما يزيد من مساحة السطح.

   ب. كفاءة نقل الحرارة والكتلة بالحمل الحراري عالية للغاية.

   ج. يتم استخدام عملية التدفق المتوازي لتجنب ارتفاع درجة حرارة المادة.

1. خصائص الكفاءة:

   أ. كثافة تجفيف عالية: يمكن أن تصل كثافة التبخر لكل وحدة حجم إلى 100-200 كجم ماء/م³·ساعة.

   ب. الكفاءة الحرارية تصل إلى 60% - 90%، مما يوفر أكثر من 30% من الطاقة مقارنة بطرق التجفيف التقليدية.

   ج. قدرة معالجة كبيرة، حيث يمكن أن تصل قدرة التبخر لآلة واحدة إلى 2000 كجم من الماء/ساعة.

2. ضمان الجودة:

   أ. مناسب بشكل خاص للمواد الحساسة للحرارة لتجنب ارتفاع درجة الحرارة والتحلل.

   ب. يمكن التحكم برطوبة المنتج بشكل ثابت عند نسبة 0.5% - 5.5%.

   ج. معدل منخفض لكسر الجسيمات، مما يحافظ على الخصائص الأصلية للمادة.

3.  المزايا التشغيلية:

   أ. هيكل بسيط ومساحة صغيرة.

   ب. انخفاض تكاليف الاستثمار والصيانة.

   ج. يمكن تحقيق الإنتاج الآلي المستمر.

تعتبر عملية التجفيف الهوائي مناسبة للمواد ذات الخصائص التالية، والتي يتم تصنيفها حسب الصناعة:

1. الصناعات الكيميائية والتعدينية: كربونات الكالسيوم، كربونات الباريوم، ثاني أكسيد التيتانيوم، التراب الدياتومي، المناخل الجزيئية، وغيرها؛

2. معالجة المنتجات الغذائية والزراعية: النشا، الجلوكوز، مسحوق القهوة سريعة الذوبان، مسحوق الحليب، مسحوق الخضروات المجففة، وما إلى ذلك؛

3. الطب والهندسة الحيوية: المواد الخام للمضادات الحيوية، ومستخلصات الطب الصيني، ومسحوق البروبيوتيك المجفف بالتجميد، وما إلى ذلك؛

4. مواد الطاقة الجديدة: مواد الأقطاب الموجبة لبطاريات الليثيوم أيون، ومسحوق الجرافين، وحاملات المحفز، وما إلى ذلك.

أنواع المواد غير المناسبة

1. المواد شديدة اللزوجة: مثل الحمأة والمواد اللاصقة الساخنة التي تحتوي على نسبة رطوبة تزيد عن 40%، والتي يسهل انسدادها في أنبوب التجفيف؛

2. المواد ذات حجم الجسيمات الكبيرة: يجب سحق المواد الكتلية التي يزيد حجم جسيماتها عن 5 مم إلى حجم جسيم مناسب أولاً؛

3. المواد سهلة التكتل: المواد التي تتشكل فيها تكتلات صلبة بسهولة أثناء عملية التجفيف وتحتاج إلى استخدامها مع مادة مشتتة.