آشنایی با روش کار اسپری درایر

اسپری درایر (Spray dryer) روشی برای خشک کردن سریع مایع یا دوغاب به پودر خشک با گاز داغ است. روش کار اسپری درایر به این صورت است که املاح یا سوسپانسیون را به عنوان جامد و حلال به صورت بخار از جریان مایع جدا می کند. در بیشتر موارد، مواد در سیکلون جمع می شود. سپس جریان ورودی مایع به یک جریان بخار داغ اسپری شده و با استفاده از یک نازل تبخیر می شود. بعد با تبخیر مایع موجود در قطرات، مواد جامد تشکیل می شوند.

نازل های اسپری درایر به صورتی طراحی شده اند که اندازه قطرات کنترل شده و ثابتی تولید می کنند تا جامدات خشک شود و حالت یکنواخت و اغلب جریان آزاد را داشته باشند.

این سطح بالای سازگاری در اندازه ذرات برای تولید موفق بسیاری از محصولات مانند کاتالیزورهای شیمیایی ضروری است. معمولاً اندازه قطرات بین 100 تا 200 میکرون است، اما استفاده از نازل‌های تخصصی می‌تواند اسپری‌های ظریف‌تری با اندازه قطرات 10 میکرون تولید کند. معمولاً این نازل‌های تخصصی زمانی استفاده می‌شوند که از سیستم تعلیق دو سیال استفاده شود، به خصوص در مواردی که محصول نهایی بسیار ظریف مورد نیاز است.

همچنین برای به حداکثر رساندن انتقال حرارت و سرعت تبخیر آب، اغلب از یک نازل برای کوچک کردن قطرات تا حد امکان استفاده می شود. نازل‌های تک سیال پرفشار و نازل‌های دو سیال، با یک سیال مایع برای خشک کردن و دیگری گاز فشرده، دو نوع اصلی نازل هستند.

در مقایسه با سایر روش های خشک کردن، خشک کن با اسپری درایر سریع تر است. همچنین می تواند یک محلول را به یک پودر خشک تبدیل کند که موجب ساده شدن فرایند تولید می شود.

پیشنهاد ساماکا: اسپری درایر مدل 7000 لیتر

چگونگی روش کار اسپری درایر

روش کار این دستگاه بدون توجه به سطح پیچیدگی کارخانه های تولیدی مانند کاشی و سرامیک شامل پنج فرایند مهم است:

فرایند مرطوب: موادی که قرار است خشک شوند، قبل از خشک شدن با اسپری در حالت مایع هستند. بنابراین قبل از استفاده از دستگاه اسپری درایر، آماده سازی مواد به صورتی است که خشک کردن آن امکان پذیر باشد و عملکرد به حداکثر برسد.

تمیزه کردن: اتمیزه کردن مایع در قطرات بسیار ریز برای خشک شدن بسیار سریع ضروری است. بنابراین در این مرحله سطح تبادلی که ممکن است رطوبت از ذرات خارج شود، به شدت افزایش می یابد.

تماس بین ماده خشک و هوا: هوای خشک با قطرات پاشیده شده تماس می گیرد و باعث خشک شدن آنها می شود. با گرم کردن هوا قبل از رسیدن به محفظه دستگاه، توانایی هوا در جذب رطوبت و خشک کردن ذرات افزایش می یابد. در این مرحله مواد دارای رطوبت نسبی کم در ورودی و رطوبت نسبی بالا در خروجی و دمای پایین تری دارد. سپس هوا را می توان به صورت همزمان از بالای برج یا خلاف جریان از پایین به محصول دمید. جریان مخالف در بسیاری از فرایندها مورد توجه است، اما برای خشک کردن، جریان همزمان یک مزیت عمده ارائه می دهد. به این صورت که هوا در دمای بالاتر، ذرات با بالاترین رطوبت را لمس می کند، سپس ذرات را از گرم شدن بیش از حد در امان می دارد.

خشک کردن: خشک شدن در طول محفظه دستگاه اسپری درایر و به دنبال حرکت ذرات جامد در داخل رخ می‌دهد. سپس رطوبت به تدریج از طریق جرم و انتقال حرارت بین ذره و هوا از ذره خارج می شود.

جداسازی جامدات: جمع آوری ذرات پس از خشک شدن ضروری است. سپس پودر از کف دستگاه جمع آوری شده و به صورت پنوماتیک به درون سیکلون ریخته و در آنجا از هوا جدا می شود. هوای محفظه خشک‌کن نیز به سمت سیکلون دیگری هدایت می‌شود. به این صورت که احتمال دارد هر ذره‌ای را که توسط هوا منتقل شده، جدا ‌کند و آنها را به جریان اصلی محصول برمی‌گرداند. معمولاً هوای مرطوب دفع می شود، اما چون هنوز گرم است، می توان از آن برای پیش گرمایش در موارد خاص استفاده کرد.

برای آگاهی بیشتر مطالعه مقاله فرآیند تولید اسپری درایر پیشنهاد می شود.