Hoe een sproeidroger een vloeibare toevoer in enkele seconden omzet in droog poeder, en hoe de keuze van verstuiver, droogkamer en terugwinning het eindproduct bepaalt.
Een sproeidroger zet een vloeibare of slurry-toevoer in één continue stap om in een droog poeder door deze te verstuiven tot fijne druppeltjes en die druppeltjes in contact te brengen met een hete luchtstroom. Omdat elk druppeltje een enorm oppervlak heeft ten opzichte van zijn volume, verdampt het vocht binnen enkele seconden, voordat het deeltje tijd heeft om oververhit te raken, wat sproeidrogen tot de voorkeursmethode maakt voor warmtegevoelige producten die bij langzamere droogmethoden zouden degraderen. Het resultaat is een vrij vloeiend poeder waarvan de deeltjesgrootte en morfologie bijna volledig afhangen van hoe de toevoer werd verstoven en hoe deze de droge lucht ontmoette, waardoor de meeste technische aandacht uitgaat naar de verstuiver en de kamer, niet naar de warmtebron.
De verstuiver bepaalt de druppelgrootteverdeling, en de druppelgrootte bepaalt uiteindelijk de deeltjesgrootte, bulkdichtheid en oplosbaarheid van het poeder. Een roterende verstuiver (een draaiende schijf of wiel boven in de kamer) slingert de toevoer door middelpuntvliedende kracht naar buiten en is de gangbare keuze voor toevoer met hoge capaciteit, schurende of visceuze eigenschappen, omdat hij een breed scala aan toevoereigenschappen verdraagt zonder te verstoppen. Sproeikopverstuivers, hetzij drukkoppen die de toevoer door een kleine opening persen, hetzij tweestofkoppen die deze met perslucht afschuiven, produceren een smaller en doorgaans fijner druppelspectrum en worden verkozen wanneer een strakkere deeltjesgroottespecificatie belangrijker is dan de ruwe doorvoer. De keuze tussen beide is een van de eerste beslissingen bij het dimensioneren van een droger, omdat deze ook de kamerdiameter bepaalt die nodig is om druppeltjes te laten drogen voordat ze de wand bereiken.
De droogkamer moet elk druppeltje voldoende verblijftijd in hete lucht geven om volledig te drogen voordat het een oppervlak raakt, anders kleeft het product en bouwt zich op tegen de wanden. Meestroom, waarbij toevoer en hete lucht samen bovenaan binnenkomen, stelt natte druppeltjes eerst bloot aan de heetste lucht en is de standaardconfiguratie voor warmtegevoelige voedings- en farmaceutische producten, aangezien de lucht al is afgekoeld tegen de tijd dat het bijna droge deeltje eraan wordt blootgesteld. Tegenstroom- en gemengde-stroomconfiguraties stellen het product later in zijn droogtraject bloot aan hetere lucht, wat de thermische efficiëntie verbetert maar alleen geschikt is voor toevoer die hogere eindtemperaturen kan verdragen. De kamergeometrie (de conushoek aan de basis, de verhouding diameter-tot-hoogte) wordt afgeleid van het sproeipatroon van de verstuiver en de droogkinetiek van de toevoer, zodat de druppelbaan de wanden vermijdt voordat het drogen is voltooid.
De lucht die de kamer verlaat, voert nog een groot deel van de fijnstof mee, dus terugwinning is een tweede procesfase en geen nagedachte. Een cycloonafscheider verwijdert het grootste deel van het meegevoerde poeder door centrifugale scheiding en is standaard bij de meeste installaties; een doekfilter of natte wasser stroomafwaarts van de cycloon vangt de fijnere fractie op die de cycloon niet kan scheiden, wat belangrijk is zowel voor de productopbrengst als voor het naleven van emissielimieten voor deeltjes. Bij veel lijnen wordt de stroomafwaarts verzamelde fijnstof teruggevoerd naar de verstuivingszone om te agglomereren met nieuwe druppeltjes, wat de stroom- en reconstitutie-eigenschappen van het afgewerkte poeder verbetert.
Sproeidrogen is de standaardmethode voor melk- en weipoeder, oploskoffie- en theeconcentraten, en een breed scala aan voedingsingrediënten waarbij een stabiel, gemakkelijk te reconstitueren poeder het doel is. Het is even goed ingeburgerd in de wasmiddelenindustrie voor het produceren van poederbases, en in de farmaceutische en fijnchemische productie voor het drogen van actieve stoffen en hulpstoffen die de temperaturen of verblijftijden van bak- of trommeldrogen niet kunnen verdragen.
Makfen ontwerpt en vervaardigt sproeidrogers, inclusief verstuiver, droogkamer, leidingwerk en cycloon- of doekfilter-terugwinningslijn, in roestvaststalen uitvoering gedimensioneerd op de toevoereigenschappen en productspecificatie van de beoogde taak.
Delen:
OVER ONS
Makfen is een fabrikant van procesapparatuur en een engineeringbedrijf, opgericht in 2009 in Istanbul [...]
