مجفف سرير السوائل التحبيبية بالرش

مجفف رش السوائل هو جهاز ثابت مدعوم بأرجل. يتكون بشكل رئيسي من الأجزاء التالية:

1. أرجل الدعم: أرجل الدعم السفلية مصنوعة من فولاذ القناة الملحومة وتدعم حجرة الهواء وقسم السيولة وقسم الفصل في مجفف السرير المائع.

٢. غرفة مدخل الهواء: هيكل ملحوم مكون من صفائح وأضلاع تقوية، مقسم إلى عدة غرف مدخل هواء. وظيفتها الرئيسية هي سحب الهواء وموازنة الهواء، لضمان السيولة الطبيعية لمجفف السرير المائع، وتصريف مياه التنظيف في الوقت المناسب أثناء الصيانة.

تقع حجرة الهواء أسفل مجفف السرير المائع. كل حجرة منفصلة بشكل مستقل. يتصل مدخل هواء حجرة الهواء بأنابيب إمداد الهواء عبر أنابيب قصيرة. يوجد صمام تنظيم هواء داخلي لتوزيع حجم الهواء. أثناء التشغيل، ينقل منفاخ التجفيف هواء التجفيف إلى كل حجرة هواء عبر الأنابيب الفرعية. وفي الوقت نفسه، يمكن ضبط حجم الهواء الداخل إلى كل حجرة هواء بواسطة صمام الهواء الموجود على كل أنبوب فرعي، مما يضمن أفضل ظروف تشغيل لمجفف السرير المائع في مختلف السعات. 

3. لوحة توزيع الهواء: تعتمد على هيكل توزيع الهواء المتقدم، والذي لا يمكنه ضمان السيولة الطبيعية فحسب، بل يمنع التسرب بشكل فعال أيضًا، وهو أكثر ملاءمة لتفريغ الجسيمات الكبيرة.

لوحة توزيع الهواء مُكوّن مهم لضمان حالة تمييع جيدة ومستقرة لمجفف السرير المائع. في مجفف السرير المائع، يجب أن يُلبي أداء لوحة توزيع الهواء النقاط التالية:

• له تأثير توزيع تدفق الهواء بالتساوي مع الحد الأدنى من انخفاض الضغط.

• تأكد من أن مجفف السرير المائع يتمتع بحالة مميعة جيدة وإنشاء حالة اتصال جيدة بين الغاز والصلب بالقرب من لوحة توزيع الهواء.

• أثناء التشغيل طويل الأمد لمجفف السرير السائل، لن يتم حظر لوحة توزيع الهواء أو تآكلها، ولها وظيفة تفريغ المواد الجزيئية الكبيرة.

• أثناء تشغيل مجفف السرير المائع، يجب أن تكون لوحة توزيع الهواء قادرة على تحمل الضغط الناتج عن التمدد الحراري دون تشوه بسبب درجات الحرارة العالية.

  
  

  
  

  
  

٤. قسم التسييل: يتكون من صندوق التسييل ورذاذ. يُكمل هذا الهيكل بشكل رئيسي وظائف التبادل الحراري والتجفيف. تتبادل المادة الحرارة مع الهواء الساخن، ويسحب هواء التسييل البخار الناتج عن التجفيف، ويُفرّغ المنتج النهائي من المجفف. هذا الجهاز مزود بهيكل زجاجي يُمكّن من مراقبة حالة التسييل للمادة في مجفف السرير المائع بسهولة، ويُسهّل التعديل الخارجي. كما أنه مزود بمنفذ تفريغ سريع، مما يُسهّل التفريغ السريع للمادة في حال حدوث أي ظروف غير طبيعية. يتميز الرذاذ ومسدس الرش بهيكل سهل الفك، ويمكن فحصه بسرعة وسهولة. يضمن الهيكل العلمي والمعقول لقسم التسييل بأكمله التشغيل العادي للجهاز تحت الحمل. بالإضافة إلى ذلك، هذا الجهاز مزود بعدة نقاط لقياس درجة الحرارة، مما يُسهّل قياس درجة الحرارة وتقييم حالة تشغيله.

٥. قسم الفصل: هيكل ملحوم يتكون من صفائح وأضلاع تقوية. يُكمل هذا الهيكل بشكل أساسي فصل وتفريغ الهواء الحامل للرطوبة بعد تجفيف المادة؛ وفي الوقت نفسه، يتساقط معظم الغبار تلقائيًا بفعل الجاذبية، مما يُقلل من محتوى الغبار في الهواء الخارج. هذا الجهاز مُجهز بفتحة تفتيش لتسهيل الصيانة الداخلية لمجفف السرير المائع.

تعتمد عملية التحبيب في طبقة السوائل على نظرية عملية اصطناعية لديناميكية هيدروديناميكية ثنائية الطور للغاز والصلب، ورش السوائل، وتبخر القطرات، والتبلور، أو حركية التفاعل الكيميائي. أثناء التحبيب في مجفف طبقة السوائل، تتطور الجسيمات بطريقتين: الأولى هي نمو الطلاء، والثانية هي نمو التكتل. تتمثل طريقة نمو الطلاء في الطلاء المتكرر حول الدفعة الرئيسية عن طريق رش السائل، مع نواة البلورة في المركز، وتنمو الجسيمات بشكل أكبر بعد التجفيف. تستخدم الجسيمات النهائية الجسيمات الأصلية كجسيم أولي، يشبه الجسيمات الأصلية في الشكل، كروي صلب، ذو كثافة جسيمات عالية وقوة ميكانيكية. يحدث نمو التكتل بسبب رش القطرات على سطح الجسيمات، والحرارة الحسية للهواء الساخن والجسيمات نفسها غير كافية لتمكين التبخر السريع وتجفيف الرطوبة في مادة الطلاء. عند هذه النقطة، تترابط جسيمات متعددة بسبب اختلاط جسيمات الطبقة، وتتكتل لتكوين جسيمات أكبر حجمًا. وفقًا لآلية التحبيب التكتل، سيتم تقليل عدد جزيئات السرير بشكل كبير، وغالبًا ما تكون هذه الجزيئات غير متبلورة، مما يؤدي إلى انخفاض كثافة الجسيمات والقوة الميكانيكية.

تتم عملية نمو الجسيمات في مجفف السرير المائع بشكل أساسي من خلال العمليات التالية:

• قطرات ملتصقة بسطح الجسيمات الأكبر (الطلاء)

• قطرات مغلفة على سطح الجسيمات الأصغر (الطلاء)

• قطرة ملتصقة بمسحوق ناعم متكتل (تكتل)

• التجفيف الفوري للقطرات إلى بلورات البذور

١. كفاءة عالية في نقل الكتلة والحرارة: يتم خلط الطورين الغازي والصلب في مجفف السرير المائع بكثافة لتشكيل مجال حراري وتركيز موحدين. توجد مساحة تلامس كبيرة بين قطرات الرذاذ وتدفق الغاز الساخن أو الجسيمات الصلبة، وكفاءة نقل الحرارة والكتلة أعلى بنسبة ٣٠٪ إلى ٥٠٪ من كفاءة معدات التجفيف التقليدية (مثل التجفيف الصندوقي).

2. التكامل متعدد الوظائف: يمكن إنجاز كافة العمليات مثل الرش - التجفيف - التحبيب - الطلاء داخل نفس الجهاز؛

3. توزيع متساوي لدرجة الحرارة: مناسب بشكل خاص لتجفيف المواد الحساسة للحرارة.

4. مرونة في التشغيل: يمكن تشغيله بشكل مستمر أو متقطع. في الوقت نفسه، يمكن تعديل ضغط/معدل تدفق الرش، وسرعة هواء السيولة، ودرجة حرارة المدخل، وغيرها من معلمات التشغيل وفقًا لخصائص المواد المختلفة.

5. إمكانية التحكم العالية في جودة المنتج: حجم الجسيمات وشكلها موحدان، ويمكن تعديل الكثافة الهيكلية؛

6. وقت الاحتفاظ قابل للتعديل: يظل محتوى الرطوبة في المنتج ثابتًا؛

7. معدات بسيطة: تكلفة استثمار منخفضة، وحجم عمل صيانة صغير.

المواد القابلة للتطبيق

١. المواد الحساسة للحرارة. يُمكن لمجفف رش السوائل تحقيق تجفيف أو معالجة منخفضة الحرارة من خلال التحكم في درجة حرارة الهواء الداخل ومعدل تدفق طبقة المادة، مما يُقلل من التحلل الحراري للمواد. على سبيل المثال: المنتجات البيولوجية، والمستخلصات الطبيعية (مثل الكبسولات الدقيقة للزيوت العطرية النباتية)، وبعض المضافات الغذائية.

٢. المواد المعرضة للالتصاق أو التكتل. تمنع حركة السيولة في المجفف تكتل المادة. أثناء عملية الرش، يمكن تجنب التصاق الجدران بالتحكم في حجم القطرات ومعدل التجفيف. على سبيل المثال: محاليل تركيز السكر العالي (إذا كانت على شكل ملاط)، بعض محاليل البوليمر؛

٣. المواد التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في حجم الجسيمات. يُمكن لمجفف الرش السائل تنظيم معلمات مثل ضغط الرش وسرعة الهواء للتحكم في معدل نمو الجسيمات وتوزيع حجمها. على سبيل المثال: حبيبات الأدوية، والكرات الدقيقة للمواد الإلكترونية (مثل جسيمات الأقطاب الكهربائية الموجبة لبطاريات الليثيوم).

مادة غير قابلة للتطبيق

1. تشير المواد غير القابلة للتدفق ذات اللزوجة العالية إلى المعاجين ذات اللزوجة الأكبر من 1000 سنتي بواز، والتي يصعب تحويلها إلى ذرات وتكون عرضة لانسداد الفوهات؛

٢. المواد ذات الاسترطابية القوية أو القابلة للتميع، مثل نترات الأمونيوم، يجب إغلاقها فورًا بعد التحبيب، وإلا فقد تمتص الرطوبة وتتكتل في مجفف السرير المائع.

3. تشير المواد ذات حجم الجسيمات المفرط إلى عندما يكون حجم جسيمات المسحوق الأولي أكبر من 1 مم، يكون من الصعب على سائل الرش تغطية الجسيمات بالتساوي، مما يؤدي إلى تأثير تحبيب ضعيف؛

٤. المواد المعرضة للتحلل الحراري أو تغير الطور، مثل بعض المركبات المعدنية العضوية، تتطلب تحكمًا دقيقًا في نطاق درجة الحرارة، وإلا فقد تخضع للتحلل أو التبلور.