ПРОЦЕССЫ С ФЛЮИДИЗИРОВАННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ И АППАРАТЫ ROTOFLUID®
НЕСКОЛЬКО ВСТУПИТЕЛЬНЫХ СЛОВ
Процессы с флюидизированными материалами - это способ обработки сыпучих веществ, продуваемых снизу газами так, что слой сыпучего вещества расширяется и ведёт себя как кипящая жидкость (удерживает уровень, течет, и каждая частица твёрдого вещества совершает свободное движение, ограниченное только стенами, дном аппарата и уровнем системы). Оптически процесс с флюидизируемыми материалами напоминает систему постоянно возникающих и затухающих фонтанов. Выгоды этих процессов, истекающие из досконального и равномерного контакта газа со всеми частицами сыпучего вещества таковы, что использование техники, использующей псевдоожижение, расширяется во всех отраслях промышленности, и постоянно открываются новые возможности её использования.
ROTOFLUID® I - АППАРАТ С ВРАЩАЮЩИМИСЯ КАМЕРАМИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ ПСЕВДООЖИЖЕНИЕ - рисунок 1 (59 кБ), рисунок 2 (46 кБ)
Система камер, вращающихся внутри аппарата в форме вертикального цилиндра или конуса, регулирует время задерживания обрабатываемого вещества. Аппарат работает непрерывно и обеспечивает одинаковое время задерживания для всех частиц обрабатываемого вещества. Время задерживания можно регулировать в большом интервале. ROTOFLUID® I успешно используется для широкого спектра процессов химической, фармацевтической и пищевой промышленности и для других отраслей для веществ легко флюидизируемых.
ROTOFLUID® II - АППАРАТ С ВРАЩАЮЩЕЙСЯ МЕШАЛКОЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ ПСЕВДООЖИЖЕНИЕ - рисунок 3 (58 кБ), рисунок 4 (76 кБ)
У аппарата ROTOFLUID® II нет стандартного геометрического размещения других устройств, использующих псевдоожижение - рабочее пространство образует горизонтальный полуцилиндр - а свободное движение частиц обрабатываемого вещества происходит под воздействием сложных сил протекающего газа и вращающихся механизмов. Скорость газа может быть ниже пороговой скорости псевдоожижения, что ведёт к более длительному времени контакта фазы и уменьшает унос малых частиц.
Первой выгодой аппарата ROTOFLUID® II является возможность обработки веществ, которые на других устройствах (с псевдоожижением и без него) нельзя обрабатывать вообще, или можно обрабатывать только с проблемами. ROTOFLUID® II обрабатывает вещества клейкие, осадки, растворы с малым содержанием сухого вещества, вещества кристаллические, кристаллы которых имеют форму длинных иголок, и гетерогенные смеси частиц (напр., смесь древесной пыли и щепок).
Второй выгодой аппарата ROTOFLUID® II является уже упомянутое более длительное время контакта протекающего газа с обрабатываемым веществом, в результате чего значительно улучшается обмен тепла или углубляется химическое превращение. В некоторых случаях было достигнуто снижение потребления энергии до 30% по сравнению с другим устройством с псевдоожижением. Эта выгода, конечно же, проявляется и при обработке легко флюидизируемых веществ.
Аппараты ROTOFLUID® II могут работать как периодически, так и непрерывно.
ROTOFLUID® II TWIN - АППАРАТ ROTOFLUID® II С УДВОЕННЫМ РАБОЧИМ ПРОСТРАНСТВОМ - рисунок 5 (56 кБ)
Рабочий режим аппарата ROTOFLUID® II TWIN можно описать как двухэтажное псевдоожижение с рядом выгод и с возможностью осуществить операции, которыми до сих пор не удалось овладеть ROTOFLUID® II TWIN - это последний результат наших конструкторских разработок в области техники, использующей псевдоожижение.
ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АППАРАТА ROTOFLUID® II В КАЧЕСТВЕ СУШИЛКИ
Основным принципом сушки с псевдоожиженным слоем является то, что влажный материал в аппарате, использующем псевдоожиженный слой, продувается горячим воздухом или другим газом, текущим снизу через перфорированное дно рабочего пространства аппарата. Контакт частиц влажного материала с горячей сушащей средой полный, что облегчает и ускоряет прохождение тепла и повышает использование энтальпии сушащей среды для выпаривания жидкости, образующей влажность сушеного материала. Это доказывает факт, что основная часть воды испаряется при температуре 35 - 45°С, даже если сушащий воздух имеет входную температуру 130 - 150° или же выше.
Рабочее пространство аппарата ROTOFLUID® II образует горизонтальный полуцилиндр с перфорированной нижней частью, имеющий мешалку, находящуюся в оси полуцилиндра. Это решение позволяет работать со скоростью сушащего воздуха ниже пороговой скорости псевдоожижения, а также позволяет сушить материалы, не образующие псевдоожиженный слой даже при высоких скоростях протекания сушащего воздуха (напр., осадки, пасты и т.п.).
Далее можно сушить очень осторожным способом при температуре сушащего воздуха 40 - 45°С, если требуется сохранить высокую активность обрабатываемого вещества (типично для фармацевтической промышленности).
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АППАРАТОВ ROTOFLUID®
Сушилки порошковых и кристаллических веществ, гранул, экструдированных веществ, паст, клейких веществ, осадков, растворов с малым содержанием сухого вещества, сушащей средой может быть воздух, перегретый пар растворителя, увлажняющего сухое вещество, или инертный газ (в циркулирующей атмосфере). Примеры: сушка сахара, сушка суповых смесей и мясных каш, сушка и стерилизация мукомольных изделий (напр., детская манная крупа), сушка казеина и сыворотки, сушка дробины и кизельгура, сушка барды со спиртзаводов, сушка остатков от переработки рыбы, с бойни птицы и убоя скота (включая сушку крови), сушка плацент, сушка яичного меланжа, сушка осадка со станции очистки сточных вод, сушка и сортировка угольного и антрацитового осадков.
Охладители и морозильники, напр. для заморозки овощных смесей при сохранении их сыпучего состояния.
Установки по производству растворимых гранул распылением воды в слое свободно двигающихся частиц, напр. при производстве растворимого напитка из какао.
Устройства для покрытия частиц набрызгиванием жира, шоколада и т.п., напр., при производстве мюсли.
Реакторы для химических процессов до температуры 600°С (и в циркулирующей атмосфере водяного пара, азота, водорода или другого газа), напр., для устранения горечи сои, для гидротермического расщепления крахмала в зерновых и бобовых культурах, для парциального восстановления окиси железа.
Аппараты ROTOFLUID® мы выпускаем 19 размеров - с активными поверхностями от 0,04 м2 до 12 м2. По Вашему желанию мы изготовим аппарат более крупного размера.
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СУШИЛКИ ПОСЕВНЫХ МАТЕРИАЛОВ, СЕМЯН, ПОСЕВНОЙ КУКУРУЗЫ, ПРЯНОСТЕЙ И ЦЕЛЕБНЫХ ТРАВ
ЛИНИЯ ДЛЯ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ПОСЕВНЫХ МАТЕРИАЛОВ С НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СУШИЛКОЙ С ГИДРАВЛИЧЕСКИ ОТКИДНЫМИ РЕШЁТКАМИ - рисунок 6 (61 кБ)
Линия предназначена для послеуборочной обработки зерновых посевных материалов, включая пивоваренный ячмень. Кроме посевных материалов линия обрабатывает (без переоборудования устройства) семена трав, семена льна, огурцов и помидоров, горох, фасоль, сою и другие подобные сельскохозяйственные продукты.
Основным требованием является сохранение почти 100 %-ной прорастаемости. Это обеспечивает низкая, точно регулируемая температура сушки (обычно 40 - 50°С). Сушащей средой является смесь продуктов горения и воздуха. Технологический режим всегда приспособлен к обрабатываемому продукту. Напр., семена трав или рапса, которые относительно малы размером и имеющие, поэтому, большую удельную поверхность, сушатся в непрерывно текущей теплонесущей среде. В отличие от этого бобовые культуры имеют другой режим сушки: принимая во внимание размер их бобов, необходимо позволить влажности проникнуть из середины бобов к их относительно быстро высушенной поверхности, это достигается прерыванием течения теплонесущей среды на определённое время или просто отключением источника тепла.
Линия состоит из двух отдельных частей, в результате чего позволяет одновременно обрабатывать два разных продукта. Продукты, предназначенные для обработки, подвозятся автомашинами и выгружаются в два отдельных приёмных бетонных бункера, размещённых под уровнем местности. Эти приёмные бункеры решены так, чтобы не могло произойти смешивание разных видов посевных культур. Продукты из них подаются двумя элеваторами в четыре надземных стальных бункера с размерами 4 м х 4 м и объёмом 45 м3, общая вместимость этих бункеров равна 180 м3. Из них продукты поступают в машины предварительной очистки и подаются двумя элеваторами в четыре бункера, размещённых над откидными решётками сушилки. Объём каждого из этих бункеров равен 25 м3, так что в них можно уложить 100 м3 влажного продукта. Все бункеры расположены так, чтобы продукты, подаваемые в них после полудня, могли быть в ночную смену обработаны и утром вся ёмкость оборудования для хранения была пустой и готовой для приёма новой продукции.
Сердцем линии является низкотемпературная сушилка с четырьмя гидравлически управляемыми откидными решётками размером 4 м х 4 м и с возможностью засыпания продукта до уровня 50 см. (Описывается обычное исполнение. Количество решёток может быть и другое - в зависимости от требований заказчика к вместимости.) Решётки сушилки заполняются прямым падением из бункеров вместимостью 25 м3. Они разгружаются откидыванием, которое - также как и открывание торцевых стен - управляется гидравлически. Заполнение и разгрузка решёток осуществляется очень быстро, поэтому в ходе сушки не происходит потеря времени.
Производство теплонесущей смеси обеспечивают два тепловых агрегата. Горелки на жидком топливе размещены тангенциально к рубашкам камер сгорания. На их шамотной футеровке, на которую падает пламя в винтовой линии, происходит каталитическое сжигание. Дымовые газы без запаха перед входом в вентиляторы смешиваются с воздухом в отношении, требуемом соответствующим режимом сушки. Теплонесущая смесь подаётся распределительной системой под отдельные сушащие решётки.
Высушенный продукт падает после откидывания решёток в два бетонных бункера, находящихся ниже уровня местности, откуда двумя элеваторами подаётся к другим очистительным и сортирующим машинам. От них он потом подаётся в бункеры для отгрузки и к упаковочному оборудованию согласно требованиям заказчиков. Линии можно оснастить складами, контейнерами, высокоподъёмными автопогрузчиками и т.п.
Описанная линия предназначена, прежде всего, для обработки зерновых посевных материалов. Можно поставить линии как большие, так и малые, а также линии, специально предназначенные для избранных видов семян. В этом случае, они имеют приспособленную соответствующим образом воздухотехнику и транспортные пути. Примером является линия для обработки мокрым процессом предварительно подготовленных семян помидоров и огурцов с входной влажностью около 60% и семян сахарной свеклы, редиса, лука, луковиц гладиолусов и другого ассортимента производимых семян. Продукты могут сушиться свободно разложенными на отдельных решётках, или же на поддонах со специально приспособленным дном.
ЛИНИЯ ДЛЯ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ПОСЕВНОЙ КУКУРУЗЫ И ДРУГИХ ПОСЕВНЫХ МАТЕРИАЛОВ И СЕМЯН - рисунок 7 (72 кБ)
В широком ассортименте семенных продуктов посевная кукуруза имеет особое положение. Её физические свойства мало подходят для процесса сушки (отношение массы зёрен и массы всего колоса, а также отношение поверхности колоса и массы колоса малые); влажность из середины колоса не проходит быстро на поверхность. При этом предельная температура сушки находится на уровне около 42°С, более высокая температура нарушает прорастаемость зерна. Слой кукурузы оказывает относительно малое сопротивление протекающей сушащей среде, намного меньше, чем оказывает такой же высокий слой других семенных продуктов. Оборудование для послеуборочной обработки посевной кукурузы должно принимать во внимание эти необычные свойства и при этом обеспечить высокую прорастаемость продукта и экономность процесса сушки.
Основным элементом линии для послеуборочной обработки посевной кукурузы является специальное исполнение низкотемпературной сушилки. Посевная кукуруза сушится в слоях высотой 3 м в системе камер. Они взаимно соединены воздуховодом так, что слои кукурузы продуваются потоком теплонесущей среды попеременно снизу вверх и сверху вниз - в циклах, соответствующих оптимальным условиям прохода тепла и массы. Кроме этого, поток теплонесущей среды проходит более чем через одну камеру сушилки. Более того, камеры могут быть в подходящих технологических интервалах исключены из процесса сушки на срок, необходимый для выравнивания снижения влажности зерна с более высокой влажностью внутри початка. Кроме посевной кукурузы линия обрабатывает практически неограниченный ассортимент посевных культур и семян (начиная семенами рапса, огурцов, редиса и трав, продолжая зерновым посевным материалом до бобовых культур). Эти семена сушатся в слоях высотой 30 - 150 см (в зависимости от вида). Температура сушки точно регулируется, в большинстве случаев выбирается интервал 40 - 45°С. Прорастаемость семян достигает высокого уровня. Работа линии полностью механизирована, заполнение камер и их разгрузка осуществляется гидравлическим опрокидыванием камер.
Обычно линия размещается в зале со стальной конструкцией размером 72 м х 18 м х 10 м. Зал имеет 12 пролётов и разделен на три рабочие области: в первой области размещена приёмная часть линии, во второй находится технологический центр - низкотемпературная сушилка (с соответствующими рабочими помещениями - теплостанциями, распределительной станцией и центральным складом топлива) и в третьей области находится предэкспедиционное оборудование линии. К залу прилегает складская часть с экспедицией в зависимости от специфических условий заказчика.
Линия состоит из двух самостоятельных частей, размещённых вдоль продольной оси объекта, что позволяет одновременно обрабатывать два разных продукта. В приёмную часть линии посевная кукуруза перевозится автотранспортом, из которого она разгружается в два отдельных приёмных бетонных бункера, размещённых ниже уровня местности, или на подающие столы и ленточными конвейерами она подаётся к початкоочистителям. Устранённые листы выносятся из зала ленточными конвейерами. Кукурузные початки с устранёнными листьями проходят через сортировочные столы. Забракованные початки выносятся из зала ленточными конвейерами. Предназначенные для дальнейшей обработки початки поступают по наклонным ленточным конвейерам на горизонтальные ленточные конвейеры, размещённые на стальных конструкциях. С них на высоте около 5 м через подвижные задвижки заполняются отдельные камеры (всегда четыре камеры с одной ленты).
Технологический центр - низкотемпературная сушилка состоит из двух отдельных систем камер - каждая состоит из четырёх камер размером 4 м х 4 м х 3 м. Гидравлически опрокидываемые сушильные камеры выполнены в виде рамных конструкций, сваренных из прокатных профилей и покрытых двумя слоями жести, между которыми находится слой изоляции из пенополистирола. Полученные многослойные конструкции обложены изнутри плёнкой для лучшей герметичности камер, работающих под умеренным давлением. Камеры заполняются сверху, разгружаются снизу - либо последовательным открыванием гидравлически управляемых торцов в нижних частях конструкции, или наклоном камер около пары цапф той же гидравлической системой, которая открывает торцы. В камерах находятся горизонтальные решётки. Высушиваемый слой, таким образом, во всех частях камер одинаково высокий и проход теплонесущей смеси равномерен. Статически конструкция решёток рассчитана на нагрузку слоем высотой 3 м. Камеры взаимно соединены воздуховодом так, что теплонесущая смесь проходит через них поочерёдно снизу вверх и сверху вниз. Они могут быть соединены и последовательно для более полного использования энтальпии сушащей среды. Используемая среда подается по выхлопным каналам за пределы зала. В результате этого предотвращается конденсация водяного пара на внутренних стенах зала и коррозия стальной конструкции помещения и её жестяной обшивки.
Подготовка теплонесущей смеси осуществляется для каждой из обеих частей линии отдельно в специальных объектах, прилегающих к длинным сторонам зала. С одной стороны зала находятся распределительные щиты и масляное хозяйство. Каждая часть линии имеет свое собственное рабочее помещение - тепловую станцию с двумя вентиляторами среднего давления и двумя камерами сгорания. Пламя горелок, подсоединённых к центральному складу жидкого топлива, направлено тангенциально к распаленной футеровке камер сгорания, сделанных из шамотных кирпичей, в которых происходит каталитическое расщепление и полное сжигание топлива. Этот опробованный в течение многих лет способ сжигания обеспечивает получение продуктов сгорания без запаха, которые в последующем смешиваются с атмосферным воздухом в соотношении примерно 1:15. После смешивания продуктов сгорания с воздухом линия работает уже только в области низких температур с высокой безопасностью эксплуатации. Регулировка температуры и автоматическое выключение горелок управляется датчиками, размещёнными в подходящих местах низкотемпературного распределения.
Высушенная кукуруза из разгружаемых камер подаётся лентами, размещёнными на высоте около 1 м, в предэкспедиционную часть линии. Эта третья рабочая область зала имеет две молотилки, на которых осуществляется вымол початков. Забракованные початки выносятся из зала горизонтальными ленточными конвейерами. Вымолотые сухие зерна кукурузы проходят через очистительную установку и хранятся в четырёх подъездных бункерах. Другое оборудование для упаковки и отгрузки, складские пространства поставляются в соответствии со специфическими условиями и по желанию заказчика.
Оборудование линии управляется с центрального пульта. Приёмная и предэкспедиционная часть линии эксплуатируется в соответствии с условиями эксплуатационщика в одну или две смены ежедневно, сушилка в любом случае работает непрерывно. Обслуживание линии обеспечивают три работника, не считая работников, находящихся у сортировочных столов.
Значительной выгодой линии для послеуборочной обработки посевной кукурузы является возможность её полного использования практически для неограниченного ассортимента остального посевного материала и семян, в результате чего повышается временное использование линии. Кроме этого можно - в течение времени, когда линия не используется для сушки, - использовать камеры в качестве продуваемых силосов.