[go: up one dir, main page]

RU2457025C1 - Method of producing loose products from fluids and device to this end - Google Patents

Method of producing loose products from fluids and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2457025C1
RU2457025C1 RU2011105512/05A RU2011105512A RU2457025C1 RU 2457025 C1 RU2457025 C1 RU 2457025C1 RU 2011105512/05 A RU2011105512/05 A RU 2011105512/05A RU 2011105512 A RU2011105512 A RU 2011105512A RU 2457025 C1 RU2457025 C1 RU 2457025C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
layer
zone
nozzles
gas
Prior art date
Application number
RU2011105512/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Владимирович Нестеров (RU)
Павел Владимирович Нестеров
Вячеслав Александрович Иванов (RU)
Вячеслав Александрович Иванов
Сергей Павлович Сердюк (RU)
Сергей Павлович Сердюк
Борис Шамильевич Воинов (RU)
Борис Шамильевич Воинов
Михаил Владимирович Петров (RU)
Михаил Владимирович Петров
Original Assignee
Павел Владимирович Нестеров
Вячеслав Александрович Иванов
Сергей Павлович Сердюк
Борис Шамильевич Воинов
Михаил Владимирович Петров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Павел Владимирович Нестеров, Вячеслав Александрович Иванов, Сергей Павлович Сердюк, Борис Шамильевич Воинов, Михаил Владимирович Петров filed Critical Павел Владимирович Нестеров
Priority to RU2011105512/05A priority Critical patent/RU2457025C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2457025C1 publication Critical patent/RU2457025C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to heat-and-mass-exchange and may be used for producing loose products from solutions, suspensions and emulsions in velocity fluidised bed, and may be used in chemical, food and pharmaceutical industries. Proposed method comprises creating rotating layer of inert particles with horizontal rotational axis and acceleration, rotation and drop-down zone in vortex flow by feeding fluidising gas into reactor bottom and area above said drop-down zone. Processed fluid jets are fed in pulsed mode and directed along inert particle flow in acceleration zone. Pulse and thermal modes ensure layer-by-layer deposition of material on particles and layer-by-layer drying. Release of gas and dried particles from vortex layer into layer-top space is carried out radially into top exposed area of drop-down zone via layer of revolving material.
EFFECT: decreasing sticking of material to reactor walls.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области тепломассообменных процессов для получения сыпучих продуктов из таких жидких исходных материалов, как растворы и суспензии в вихревом псевдоожиженном слое. Изобретение может найти применение в различных отраслях производства, например химической, пищевой, фармацевтической.The invention relates to the field of heat and mass transfer processes for producing bulk products from such liquid starting materials as solutions and suspensions in a vortex fluidized bed. The invention can find application in various industries, for example, chemical, food, pharmaceutical.

Существуют различные способы сушки растворов, суспензий и эмульсий с получением продуктов в порошкообразной форме. Например, способ распылительной сушки. Он используется в распылительных сушилках фирмы «Niro A/S» Каталог ф. NIRO GmbH (Германия). Однако этот способ характеризуется низкой удельной производительностью и большими удельными расходами тепловой энергии. Вследствие этого аппараты, работающие по этому способу, имеют большие габариты и высокую стоимость переработки.There are various methods for drying solutions, suspensions, and emulsions to obtain products in powder form. For example, a spray drying method. It is used in spray dryers manufactured by Niro A / S. Catalog f. NIRO GmbH (Germany). However, this method is characterized by low specific productivity and large specific consumption of thermal energy. As a result of this, the apparatuses operating by this method have large dimensions and a high processing cost.

Известен способ сушки жидких продуктов в виброкипящем слое на инертных носителях, в соответствие с которым на виброкипящий слой инертных частиц напыляют высушиваемый раствор, сушат его на поверхности частиц носителя, а затем удаляют сухой продукт за счет истирания его. Этот способ реализован в установках, выпускаемых заводом «Продмаш» (www.prodmash.donetsk.ua.) Сушка осуществляется в виброкипящем слое на инертных носителях, представляющих собой фторопластовые кубики с размером грани, равным 4 мм. Раствор, покрывая поверхность гранул, высушивается. В результате соударения гранул образовавшаяся на поверхности гранул пленка разрушается и уносится в циклон. Однако это способ имеет существенные недостатки: использование конвективного способа подвода тепла, необходимого для испарения влаги, неэффективно из-за того, что невозможно обеспечить достаточную скорость газа для обдува частиц носителя. Кроме того, истираемость частиц в виброкипящем слое низкая, что не позволяет эффективно удалять высушенный продукт с поверхности частиц, особенно при сушке растворов с высокими коагулирующими свойствами. Растворимость порошка, полученного рассматриваемым способом, не превышает 90%.A known method of drying liquid products in a vibro-boiling layer on inert carriers, in accordance with which a dried solution is sprayed onto a vibro-boiling layer of inert particles, drying it on the surface of the carrier particles, and then removing the dry product by abrading it. This method is implemented in installations produced by the Prodmash plant (www.prodmash.donetsk.ua.) Drying is carried out in a vibro-boiling layer on inert carriers, which are fluoroplastic cubes with a face size of 4 mm. The solution, covering the surface of the granules, is dried. As a result of the collision of the granules, the film formed on the surface of the granules is destroyed and carried away into the cyclone. However, this method has significant drawbacks: the use of the convective method of supplying heat necessary for the evaporation of moisture is inefficient due to the fact that it is impossible to provide a sufficient gas velocity for blowing the carrier particles. In addition, the abrasion of particles in a vibro-boiling layer is low, which does not allow to effectively remove the dried product from the surface of the particles, especially when drying solutions with high coagulating properties. The solubility of the powder obtained by the considered method does not exceed 90%.

Известен способ получения сыпучих продуктов путем сушки распыляемой жидкости на инертных носителях в кипящем слое (www.raston.ru/catalog/=36). Благодаря достаточно высокой скорости псевдоожижающего газа, в кипящем слое обеспечивается интенсивный конвективный теплоотвод и более высокая истираемость частиц. Однако и в кипящем слое истираемость частиц недостаточно высокая и предельная концентрация продукта сушки на поверхности частиц носителя низкая. Даже незначительное превышение этой концентрации приводит к образованию слипшихся агломератов и, как следствие, прекращению процесса. Кроме того, при истирании тонких слоев высушенного материала получаются мелкодисперсные частицы пластинчатой формы. Такие частицы обладают высокой парусностью и выделение их из газовой фазы сопряжено с большими трудностями. Трудности возникают и при дальнейшем использовании таких порошков из-за их очень низкой насыпной плотности.A known method of producing bulk products by drying the sprayed liquid on inert carriers in a fluidized bed (www.raston.ru/catalog/=36). Due to the sufficiently high velocity of the fluidizing gas, an intensive convective heat removal and higher abrasion of the particles are ensured in the fluidized bed. However, in the fluidized bed, the abrasion of the particles is not high enough and the maximum concentration of the drying product on the surface of the carrier particles is low. Even a slight excess of this concentration leads to the formation of adherent agglomerates and, as a consequence, the cessation of the process. In addition, by abrasion of thin layers of dried material, finely dispersed lamellar particles are obtained. Such particles have a high windage and their separation from the gas phase is fraught with great difficulties. Difficulties arise with the further use of such powders due to their very low bulk density.

Более хорошие результаты достигаются при сушке жидких продуктов в двух встречно закрученных потоках инертного носителя. В зоне контакта двух встречно закрученных потоков носителя происходит интенсивное соударение, что способствует лучшему истиранию и скалыванию сухого продукта и удалению его из зоны сушки. На этом принципе работает сушильный аппарат АС3-5 (www.poli-nom.ru). Однако ведение процесса во встречных струях недостаточно эффективно для процесса отбивки сухого материала с поверхности частиц носителя из-за взаимного проникновения струй. Процесс ведется при давлении газа 0,3 МПа. При таком давлении температура кипения воды составляет 134°C. Т.е. для обеспечения скорости сушки, соответствующей скорости при атмосферном давлении, необходимо значительно повысить температуру процесса - более чем на 30°C. Это серьезный недостаток, особенно при сушке термолабильных веществ, Кроме того, стоимость нагнетателей, обеспечивающих такое давление, и необходимый расход газа в несколько раз выше стоимости обычных вентиляторов среднего давления.Better results are achieved when drying liquid products in two counter-swirling flows of an inert carrier. An intensive collision occurs in the contact zone of two counter-swirling carrier flows, which contributes to better abrasion and chipping of the dry product and its removal from the drying zone. The AC3-5 dryer (www.poli-nom.ru) operates on this principle. However, the process in the opposing jets is not effective enough for the process of driving dry material from the surface of the carrier particles due to the mutual penetration of the jets. The process is conducted at a gas pressure of 0.3 MPa. At this pressure, the boiling point of water is 134 ° C. Those. to ensure the drying speed, the corresponding speed at atmospheric pressure, it is necessary to significantly increase the process temperature - more than 30 ° C. This is a serious drawback, especially when drying thermolabile substances. In addition, the cost of superchargers providing such pressure and the required gas flow are several times higher than the cost of ordinary medium-pressure fans.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является способ, изложенный в патенте №2398163 «Способ тепломассообмена в вихревом псевдоожиженном слое и аппарат для его осуществления». Он включает ввод нагретого сжижающего газа в реактор в тангенциальном направлении, формирование вращающегося слоя с горизонтальной осью вращения и образование в вихревом потоке зоны ускорения, вращения и ниспадающей зоны, выход газа из вихревого слоя в надслойное пространство в верхней открытой области ниспадающей зоны. Достоинством известного способа является эффективный тепломассообмен в вихревом псевдоожиженном слое. Однако и этот способ имеет существенный недостаток - в ниспадающей зоне скорость движения частиц может упасть до нулевой, особенно в зоне столкновения частиц со стенкой реактора. Резкое снижение скорости движения частиц приводит к увеличению толщины слоя, его малой подвижности и образованию агломератов, что ведет к прекращению процесса.The closest set of essential features to the proposed is the method described in patent No. 2398163 "Method of heat and mass transfer in a vortex fluidized bed and apparatus for its implementation." It includes the introduction of heated fluidizing gas into the reactor in the tangential direction, the formation of a rotating layer with a horizontal axis of rotation and the formation of an acceleration, rotation, and falling zone in the vortex flow, gas leaving the vortex layer in the superlayer space in the upper open region of the falling zone. The advantage of this method is the efficient heat and mass transfer in a vortex fluidized bed. However, this method also has a significant drawback - in the falling zone, the particle velocity can drop to zero, especially in the zone of collision of particles with the wall of the reactor. A sharp decrease in the particle velocity leads to an increase in the layer thickness, its low mobility and the formation of agglomerates, which leads to the cessation of the process.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание способа получения сыпучих продуктов из жидких с использованием вихревого псевдоожиженного слоя.The problem solved by the invention is the creation of a method for producing bulk products from liquid using a vortex fluidized bed.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемый способ, так же, как и известный, предусматривает ввод нагретого сжижающего газа в реактор в тангенциальном направлении, формирование вращающегося слоя с горизонтальной осью вращения и образование в вихревом потоке зоны ускорения, вращения и ниспадающей зоны, выход газа из вихревого слоя в надслойное пространство в верхней открытой области ниспадающей зоны. Но, в отличие от известного, в предлагаемом способе дополнительно подают сжижающий газ в направлении вращения слоя в зону реактора, расположенную выше ниспадающей зоны, вращающийся слой формируют из частиц инертного материала, на которые в зоне ускорения подают в импульсном режиме обрабатываемый жидкий продукт в виде струй под углом к касательной реактора в точке ввода струй углом к касательной реактора в точке ввода струй и плоскости сечения реактора, в направлении движения инертных частиц, причем подачу каждой порции жидкости производят при достижении влажности пленки обрабатываемого продукта 10%, а при достижении влажности 3-5% в реактор подают охлажденный воздух и выводят сыпучий продукт вместе с газом.The problem is solved due to the fact that the proposed method, as well as the known one, involves the introduction of heated fluidizing gas into the reactor in the tangential direction, the formation of a rotating layer with a horizontal axis of rotation and the formation of an acceleration, rotation and falling zone in a vortex flow, exit gas from the vortex layer to the superlayer space in the upper open area of the falling zone. But, unlike the known method, in the proposed method an additional fluidizing gas is supplied in the direction of rotation of the layer to the reactor zone located above the falling zone, the rotating layer is formed from particles of inert material, to which the processed liquid product in the form of jets is fed in the acceleration zone in a pulsed mode at an angle to the tangent of the reactor at the point of entry of the jets, the angle to the tangent of the reactor at the point of entry of the jets and the plane of the cross-section of the reactor, in the direction of motion of the inert particles, and each portion of the liquid ny when the film processed product moisture of 10%, and when the moisture content of 3-5% to the reactor and cooled air is withdrawn particulate product together with gas.

Достигаемый технический результат - повышение эффективности получения сыпучих продуктов из жидких.Achievable technical result - improving the efficiency of obtaining bulk products from liquid.

Технический результат достигается за счет выполнения последовательности операций сушки, позволяющих предотвратить слипание обрабатываемого материала при использовании технологии сушки в вихревом псевдоожиженном слое с ее высоким коэффициентом тепломассообмена.The technical result is achieved by performing a sequence of drying operations to prevent sticking of the processed material when using the technology of drying in a vortex fluidized bed with its high heat and mass transfer coefficient.

Предотвращение слипания реализуется организацией дополнительной зоны ускорения частиц путем подачи газа в зону торможения слоя о стенку реактора. При этом достигается быстрый отвод частиц с поверхности торможения за счет динамического напора газа и гравитационных сил. Тем самым для следующих частиц обеспечивается чистая поверхность для торможения и исключаются застойные зоны, способствующие образованию агломератов. При этом необходимой операцией является импульсная подача обрабатываемой жидкости в виде струй непосредственно в псевдоожиженный слой частиц инертного материала. Это способствует нанесению жидкости непосредственно на поверхность частиц и исключает образование тумана из мелкодисперсных частиц, как при распылительной сушке. Благодаря импульсной подаче жидкости, нанесенный слой подсушивается перед нанесением следующего слоя. Температурный режим обеспечивает окончательное высушивание материала. В период, когда частицы носителя попадают в ниспадающую зону, происходят соударение их со стенками реактора и отбивка высушенного материала. Это становится возможным благодаря тому, что в эту зону подается холодный воздух. Подача холодного воздуха на этой стадии обеспечивает быстрое охлаждение напыленного материала, его термическое растрескивание и быструю отбивку с поверхности частиц носителя. После отбивки высушенного материала с поверхности частиц он попадает в холодную газовую среду, где быстро охлаждается до температуры подаваемого воздуха непосредственно в реакторе и выходит вместе с газом из вихревого слоя в надслойное пространство в радиальном направлении в верхней открытой области ниспадающей зоны через слой вращающегося материала.The prevention of sticking is realized by organizing an additional zone of particle acceleration by supplying gas to the zone of stagnation of the layer on the wall of the reactor. In this case, a quick removal of particles from the braking surface is achieved due to the dynamic pressure of the gas and gravitational forces. Thus, for the following particles, a clean surface for braking is provided and stagnant zones conducive to the formation of agglomerates are eliminated. In this case, the necessary operation is the pulsed supply of the processed fluid in the form of jets directly into the fluidized bed of particles of inert material. This contributes to the application of liquid directly to the surface of the particles and eliminates the formation of fog from fine particles, as with spray drying. Due to the pulsed fluid supply, the applied layer is dried before applying the next layer. The temperature regime provides the final drying of the material. In the period when the carrier particles fall into the falling zone, they collide with the walls of the reactor and beat off the dried material. This is made possible by the fact that cold air is supplied to this zone. The supply of cold air at this stage provides rapid cooling of the sprayed material, its thermal cracking and rapid chipping from the surface of the carrier particles. After the dried material is beaten off from the surface of the particles, it enters a cold gaseous medium, where it is rapidly cooled to the temperature of the supplied air directly in the reactor and exits with the gas from the vortex layer into the superlayer space in the radial direction in the upper open region of the falling zone through a layer of rotating material.

Известно несколько разновидностей устройств, предназначенных для получения сыпучих продуктов из жидкостей.Several types of devices are known for producing bulk products from liquids.

Известно устройство (А.С. СССР №881484) для получения сыпучих продуктов из жидкостей в виде растворов, суспензий и паст, содержащее заключенный в кожух с образованием кольцевой полости сушильный реактор с боковой поверхностью из пластин, установленных с зазором относительно друг друга для ввода газа в реактор и распылительным устройством внутри, а также тангенциальным патрубками ввода сушильного агента в полость реактора через пластины и отвода газовой взвеси в сепарационную систему для выделения готового порошка.A device is known (AS USSR No. 881484) for producing bulk products from liquids in the form of solutions, suspensions and pastes, containing a drying reactor enclosed in a casing with the formation of an annular cavity with a lateral surface of plates installed with a gap relative to each other for introducing gas into the reactor and the spray device inside, as well as the tangential nozzles for introducing the drying agent into the reactor cavity through the plates and removing the gas suspension into the separation system to separate the finished powder.

Основной недостаток рассматриваемого устройства - налипание высушиваемого материала на стенки реактора.The main disadvantage of this device is the adhesion of the dried material on the walls of the reactor.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является устройство тепломассообмена в вихревом псевдоожиженном слое (Патент РФ №2398163), которое содержит реактор, над которым установлена воздушная камера, загрузочное устройство обрабатываемого материала, в нижней части корпуса по всей его длине выполнены щелевые форсунки с тангенциальным подводом сжижающего газа, причем верхний уровень среза стенки корпуса, расположенный со стороны форсунок, выше, чем противоположный.The closest set of essential features to the proposed one is a heat and mass transfer device in a vortex fluidized bed (RF Patent No. 2398163), which contains a reactor over which an air chamber is installed, a loading device for the material to be processed, slotted nozzles with tangential nozzles are made along the entire length of the case along its entire length by supplying a fluidizing gas, the upper cut-off level of the body wall located on the nozzle side being higher than the opposite.

Известное устройство обеспечивает высокий уровень тепломассопереноса и за счет этого высокую эффективность сушки сыпучих материалов. Но оно не предназначено для получения сыпучих материалов из жидкостей.The known device provides a high level of heat and mass transfer and due to this high drying efficiency of bulk materials. But it is not intended to produce bulk materials from liquids.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание устройства получения сыпучих продуктов из жидких с минимальным налипанием продукта на стенки реактора.The problem solved by the invention is the creation of a device for producing bulk products from liquid with minimal sticking of the product to the walls of the reactor.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемое устройство, так же как и известное, содержит реактор, над которым установлена воздушная камера, загрузочное устройство обрабатываемого материала, щелевые форсунки с тангенциальным подводом сжижающего газа, выполненные в нижней части реактора по всей его длине, причем верхний уровень среза стенки корпуса, расположенный со стороны форсунок, выше, чем противоположный. Но, в отличие от известного, предлагаемое устройство снабжено дополнительными форсунками подвода сжижающего газа, установленными выше ниспадающей зоны реактора с направлением ввода вдоль стенки реактора в направлении вращения слоя инертных частиц, а загрузочное устройство обрабатываемого продукта выполнено в виде форсунок для подачи жидкости, установленных ниже нижней линии размещения форсунок для подачи сжижающего газа.The problem is solved due to the fact that the proposed device, as well as the known one, contains a reactor over which an air chamber is installed, a loading device for the processed material, slotted nozzles with a tangential supply of liquefied gas, made in the lower part of the reactor along its entire length, and the upper cut-off level of the body wall located on the nozzle side is higher than the opposite. But, in contrast to the known one, the proposed device is equipped with additional nozzles for supplying a fluidizing gas installed above the drop-down zone of the reactor with the direction of entry along the wall of the reactor in the direction of rotation of the inert particle layer, and the loading device of the processed product is made in the form of nozzles for supplying liquid installed below the lower nozzle placement lines for fluidizing gas supply.

Достигаемый технический результат - уменьшение налипания обрабатываемого продукта на стенках реактора.Achievable technical result - reduction of sticking of the processed product on the walls of the reactor.

Совокупность признаков, сформулированная в пункте 3 формулы изобретения, характеризует устройство, в котором торцевые поверхности форсунок для подачи жидкого продукта установлены на одном уровне с внутренней поверхностью реактора.The set of features formulated in paragraph 3 of the claims characterizes a device in which the end surfaces of the nozzles for supplying a liquid product are installed at the same level with the inner surface of the reactor.

Такое размещение форсунок исключает зарастание их выходного отверстия и увеличивает срок службы реактора без его чистки.This arrangement of nozzles eliminates the clogging of their outlet and increases the life of the reactor without cleaning it.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором схематически изображено поперечное сечение предлагаемого устройства для получения сыпучих продуктов из жидкостей.The invention is illustrated by a drawing, which schematically shows a cross section of the proposed device for producing bulk products from liquids.

Устройство для получения сыпучих продуктов из жидкостей содержит реактор 1, воздушную камеру 2, щелевые форсунки 3 с тангенциальной подачей сжижающего газа, расположенные по всей длине реактора в нижней его части. Верхний уровень среза стенки реактора, расположенный со стороны форсунок выше, чем противоположный. Выше линии их расположения и выше ниспадающей зоны реактора помещены дополнительные форсунки 4 подвода сжижающего газа. Они установлены с направлением ввода вдоль стенки реактора в направлении вращения слоя материала, а ниже нижней линии расположения форсунок 3 для подачи сжижающего газа расположены форсунки 5 для подвода обрабатываемой жидкости. Торцевые поверхности форсунок 5 установлены на одном уровне с внутренней поверхностью реактора.A device for producing bulk products from liquids contains a reactor 1, an air chamber 2, slotted nozzles 3 with a tangential supply of liquefying gas, located along the entire length of the reactor in its lower part. The upper cut-off level of the reactor wall located on the nozzle side is higher than the opposite. Above the line of their location and above the falling zone of the reactor, additional nozzles 4 for supplying the fluidizing gas are placed. They are installed with the input direction along the reactor wall in the direction of rotation of the material layer, and nozzles 5 for supplying the processed liquid are located below the lower line of the nozzles 3 for supplying the fluidizing gas. The end surfaces of the nozzles 5 are installed at the same level with the inner surface of the reactor.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа на примере работы устройства.Consider the implementation of the proposed method as an example of the operation of the device.

Нагретый до необходимой температуры газ поступает через форсунки 3 и 4 в реактор 1, в котором находятся частицы инертного материала, например, выполненные из фторопласта, с размером граней 3-6 мм. Эти частицы за счет динамического напора газа начинают вращательное перемещение и образуют вращающееся кольцо. Обрабатываемый продукт подается через форсунки 5, которые установлены в нижней части ниспадающей зоны реактора. Торцевая поверхность форсунок устанавливается на одном уровне с внутренней поверхностью реактора. Такое положение форсунок не мешает движению частиц носителя и способствует очищению их выходных отверстий струей газа и частицами носителя. Порция раствора в течение короткого промежутка времени (1-3 с) подается во вращающийся слой частиц под углом к плоскости вращения слоя. В течение действия импульса подачи жидкости происходят обволакивание ею частиц носителя и ее нагревание как за счет тепла, накопленного в частице, так и тепла, омывающего частицу газа. За счет высокой скорости газа (до 50 м/сек) достигаются большой коэффициент теплообмена в поверхностном слое и быстрое испарение влаги из него. На поверхности частицы образуется подсушенная пленка. При снижении влажности ниже 10% она начинает интенсивно истираться и удаляться газовым потоком из слоя носителя. В этом случае образуется мелкодисперсный порошок. Это является большим недостатком известных способов. Поэтому для получения крупнодисперсных порошков следующий импульс жидкости осуществляют при снижении влажности подслоя до 102%. С каждым импульсом подачи жидкости происходит увеличение толщины пленки. При достижении ее толщины до 0,1-0,3 мм подачу раствора прекращают и осуществляют окончательную сушку слоя. По истечении времени сушки до 3-5% прекращают подачу горячего воздуха и подают в реактор охлажденный газ через форсунки 3 и 4. Напор газа в форсунке 4 должен обеспечивать сохранение режима вращения в ниспадающей зоне. При этом происходит быстрый отвод частиц от области торможения. При резком охлаждении поверхности частиц носителя, т.е. напыленного слоя, происходит термическая деформация слоя и он легко отделяется (скалывается) от частиц носителя в зоне торможения и газовым потоком выносится из реактора. Охлажденный воздух, поступающий через форсунку 4, не только способствует растрескиванию пленки, поддержанию высокой скорости вращения, но и тому, что он устраняет слипание частиц носителя и образование слипшихся агломератов в зоне ударного торможения. В результате воздействия струи газа частицы не задерживаются на стенке реактора, а начинают ускоренное ниспадающее движение к форсунке 3. После отбивки с поверхности частиц высушенный материал попадает в холодную газовую среду, обеспечиваемую форсунками 3, где осуществляется его быстрое охлаждение до температуры подаваемого газа непосредственно в реакторе. При этом поверхность реактора, подвергающаяся ударному воздействию частиц, очищается и подготавливается к взаимодействию со следующими частицами носителя.The gas heated to the required temperature enters through the nozzles 3 and 4 into the reactor 1, in which there are particles of inert material, for example, made of fluoroplastic, with a face size of 3-6 mm. Due to the dynamic pressure of the gas, these particles begin rotational movement and form a rotating ring. The processed product is fed through nozzles 5, which are installed in the lower part of the falling zone of the reactor. The end surface of the nozzles is installed flush with the inner surface of the reactor. This position of the nozzles does not interfere with the movement of the particles of the carrier and helps to clean their outlets with a gas stream and particles of the carrier. A portion of the solution for a short period of time (1-3 s) is fed into the rotating layer of particles at an angle to the plane of rotation of the layer. During the action of the liquid supply pulse, it envelops the carrier particles and heats it both due to the heat accumulated in the particle and the heat washing the gas particle. Due to the high gas velocity (up to 50 m / s), a large coefficient of heat transfer in the surface layer and rapid evaporation of moisture from it are achieved. A dried film forms on the surface of the particle. When humidity drops below 10%, it begins to wear out intensively and is removed by the gas stream from the carrier layer. In this case, fine powder is formed. This is a big disadvantage of the known methods. Therefore, to obtain coarse powders, the next liquid pulse is carried out with a decrease in the moisture content of the sublayer to 102%. With each pulse of the fluid supply, an increase in the film thickness occurs. Upon reaching its thickness up to 0.1-0.3 mm, the flow of the solution is stopped and the final drying of the layer is carried out. After a drying time of up to 3-5%, the flow of hot air is stopped and the cooled gas is supplied to the reactor through nozzles 3 and 4. The gas pressure in the nozzle 4 should ensure that the rotation mode is maintained in the falling zone. In this case, a quick removal of particles from the area of inhibition occurs. With a sharp cooling of the surface of the carrier particles, i.e. sprayed layer, thermal deformation of the layer occurs and it is easily separated (chipped) from the particles of the carrier in the braking zone and the gas stream is removed from the reactor. Cooled air entering through the nozzle 4, not only contributes to the cracking of the film, maintaining a high speed of rotation, but also by the fact that it eliminates the adhesion of carrier particles and the formation of adhering agglomerates in the area of impact braking. As a result of the action of a gas jet, particles do not linger on the wall of the reactor, but begin to accelerate descending movement to the nozzle 3. After beating off the particle surface, the dried material enters the cold gas medium provided by nozzles 3, where it is rapidly cooled to the temperature of the feed gas directly in the reactor . In this case, the surface of the reactor exposed to the impact of particles is cleaned and prepared for interaction with the following particles of the carrier.

На опытной установке были проведены исследования по сушке различных растворов, эмульсий и суспензий. Давление подаваемого сжижающего газа не превышало 3500 Па. При сушке пищевых продуктов - зостерина, дрожжей, моркови, картофеля, помидор, БАДов были получены крупнодисперсные порошки в виде пластинок и стаканчиков, которые в дальнейшем, при необходимости перемалывались обычными мельницами до необходимого грансостава. Качество порошков обеспечивало практически 100% восстанавливаемость при их дальнейшем разведении и использовании. Производительность, которую обеспечивает устройство, например, при сушке раствора зостерина достигает 15 кг/час. При этом поверхность реактора ни в зоне поступления жидкого продукта, ни в зоне торможения не зарастает.At the pilot plant, studies were carried out on the drying of various solutions, emulsions and suspensions. The pressure of the supplied fluidizing gas did not exceed 3500 Pa. When drying food products - zosterol, yeast, carrots, potatoes, tomatoes, dietary supplements, coarse powders were obtained in the form of plates and cups, which were then ground, if necessary, with ordinary mills to the required grain size. The quality of the powders ensured almost 100% recoverability upon their further dilution and use. The performance that the device provides, for example, when drying a solution of zosterol reaches 15 kg / hour. At the same time, the surface of the reactor does not overgrow neither in the zone of the liquid product or in the braking zone.

Claims (3)

1. Способ получения сыпучих продуктов из жидких, включающий ввод нагретого сжижающего газа в реактор в тангенциальном направлении, формирование вращающегося слоя с горизонтальной осью вращения и образование в вихревом потоке зоны ускорения, вращения и ниспадающей зоны, выход газа из вихревого слоя в надслойное пространство в верхней открытой области ниспадающей зоны, отличающийся тем, что дополнительно подают ожижающий газ в зону реактора, расположенную выше ниспадающей зоны в направлении вращения слоя, вращающийся слой формируют из частиц инертного материала, на которые в зоне ускорения подают в импульсном режиме обрабатываемый жидкий продукт в виде струй под углом к касательной реактора в точке ввода струй и плоскости сечения реактора в направлении движения инертных частиц, причем подачу каждой порции жидкого продукта производят при достижении влажности пленки обрабатываемого продукта 10%, а при достижении влажности 3-5% в реактор подают охлажденный воздух и выводят сыпучий продукт вместе с газом.1. The method of obtaining bulk solids from liquid, including the introduction of heated fluidizing gas into the reactor in the tangential direction, the formation of a rotating layer with a horizontal axis of rotation and the formation in the vortex stream of the zone of acceleration, rotation and cascading zone, the exit of gas from the vortex layer into the superlayer space in the upper open area of the falling zone, characterized in that it additionally serves fluidizing gas in the reactor zone located above the falling zone in the direction of rotation of the layer, the rotating layer is formed from stits of inert material, to which the processed liquid product is supplied in a pulsed mode in the form of jets at an angle to the tangent of the reactor at the point of entry of the jets and the plane of the reactor cross section in the direction of movement of inert particles, and each portion of the liquid product is supplied when the moisture content of the processed film is reached the product is 10%, and when the moisture content is 3-5%, cooled air is fed into the reactor and the bulk product is removed together with the gas. 2. Устройство для получения сыпучих продуктов из жидких, содержащее реактор, над которым установлена воздушная камера, загрузочное устройство обрабатываемого продукта, щелевые форсунки с тангенциальным подводом ожижающего газа, выполненные в нижней части реактора по всей его длине, причем верхний уровень среза стенки реактора, расположенный со стороны форсунок, выше, чем противоположный, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительными форсунками подвода ожижающего газа, установленными выше ниспадающей зоны реактора с направлением ввода вдоль стенки реактора в направлении вращения слоя инертных частиц, а загрузочное устройство обрабатываемого продукта выполнено в виде форсунок для подачи жидкости, установленных ниже нижней линии размещения форсунок для подачи ожижающего газа.2. Device for producing bulk solids from liquid, containing a reactor over which an air chamber is installed, a loading device for the processed product, slotted nozzles with a tangential supply of fluidizing gas, made in the lower part of the reactor along its entire length, with the upper cut-off level of the reactor wall located from the side of the nozzles, higher than the opposite, characterized in that the device is equipped with additional nozzles for supplying a fluidizing gas mounted above the falling zone of the reactor with injection along the wall of the reactor in the direction of rotation of the layer of inert particles, and the loading device of the processed product is made in the form of nozzles for supplying liquid installed below the lower line of nozzles for supplying fluidizing gas. 3. Устройство для получения сыпучих продуктов из жидких по п.2, отличающееся тем, что торцевая поверхность форсунок для подачи жидкости установлена на одном уровне с внутренней поверхностью реактора. 3. A device for producing bulk solids from liquid according to claim 2, characterized in that the end surface of the nozzles for supplying liquid is installed at the same level with the inner surface of the reactor.
RU2011105512/05A 2011-02-14 2011-02-14 Method of producing loose products from fluids and device to this end RU2457025C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011105512/05A RU2457025C1 (en) 2011-02-14 2011-02-14 Method of producing loose products from fluids and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011105512/05A RU2457025C1 (en) 2011-02-14 2011-02-14 Method of producing loose products from fluids and device to this end

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2457025C1 true RU2457025C1 (en) 2012-07-27

Family

ID=46850615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011105512/05A RU2457025C1 (en) 2011-02-14 2011-02-14 Method of producing loose products from fluids and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2457025C1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU881484A1 (en) * 1980-01-03 1981-11-15 Могилевский технологический институт Spray drier for solutions, suspensions and pastes
SU921618A1 (en) * 1980-01-15 1982-04-23 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Ленинградского Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Технологического Института Им.Ленсовета Apparatus for granulating and/or encapsulating loose materials
SU1095979A1 (en) * 1982-10-12 1984-06-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт химической промышленности Apparatus for granulating pulverulent materials
UA10033C2 (en) * 1995-03-10 1996-09-30 Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Вітагал" apparatus for application of coatings on particles
US6152992A (en) * 1997-10-22 2000-11-28 Linde Aktiengesellschaft Reactor and process of using same
WO2001044319A2 (en) * 1999-12-16 2001-06-21 Basell Technology Company B.V. Process and apparatus for making supported catalyst systems for olefin polymerisation
DE10054557A1 (en) * 2000-10-31 2002-05-16 Herbert Huettlin Device for treating particulate material
RU2381056C2 (en) * 2004-10-08 2010-02-10 Герберт ХЮТТЛИН Unit to process powder materials
RU2398163C2 (en) * 2008-09-22 2010-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Ингредиент" (ООО "Ингредиент") Method for heat-mass exchange in vortex fluidised bed and device for its realisation

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU881484A1 (en) * 1980-01-03 1981-11-15 Могилевский технологический институт Spray drier for solutions, suspensions and pastes
SU921618A1 (en) * 1980-01-15 1982-04-23 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Ленинградского Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Технологического Института Им.Ленсовета Apparatus for granulating and/or encapsulating loose materials
SU1095979A1 (en) * 1982-10-12 1984-06-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт химической промышленности Apparatus for granulating pulverulent materials
UA10033C2 (en) * 1995-03-10 1996-09-30 Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Вітагал" apparatus for application of coatings on particles
US6152992A (en) * 1997-10-22 2000-11-28 Linde Aktiengesellschaft Reactor and process of using same
WO2001044319A2 (en) * 1999-12-16 2001-06-21 Basell Technology Company B.V. Process and apparatus for making supported catalyst systems for olefin polymerisation
DE10054557A1 (en) * 2000-10-31 2002-05-16 Herbert Huettlin Device for treating particulate material
RU2381056C2 (en) * 2004-10-08 2010-02-10 Герберт ХЮТТЛИН Unit to process powder materials
RU2398163C2 (en) * 2008-09-22 2010-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Ингредиент" (ООО "Ингредиент") Method for heat-mass exchange in vortex fluidised bed and device for its realisation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9788566B2 (en) Process for drying and powderizing functional foods, nutraceuticals, and natural health ingredients
US9751064B2 (en) Vortex chamber device, and method for treating powder particles or a powder particles precursor
JP3031923B2 (en) Granulation coating apparatus and granulation coating method using the same
EP0961646B1 (en) Spray drying method and apparatus and cleaning method for such an apparatus
US4052255A (en) Spray dryer discharge system
JP2763806B2 (en) Granulation coating method and apparatus
AU1194295A (en) Process and apparatus for drying liquid-borne solid material
Szczap et al. Atomization and spray drying processes
JPS63214340A (en) Method and device for treating granular material
JP7216657B2 (en) Apparatus and method for particle isolation and/or preparation
RU2457025C1 (en) Method of producing loose products from fluids and device to this end
RU2267066C1 (en) Drying plant to obtain powder from liquid product and liquid product drying method
US2921383A (en) Method and apparatus for spray drying
EP3124110A1 (en) A process and spray drying apparatus for spray drying products
RU2079366C1 (en) Jet facility for grinding friable materials
JPS63190629A (en) Spray drying fluidization granulator
RU2705335C1 (en) Plant for drying paste-like materials in a swirled suspended layer of polydisperse inertial bodies
RU2323396C1 (en) Spraying drier
JP2005052826A (en) Powder processing method, powder processing device and powder manufacturing method
RU2770524C1 (en) Installation for drying pasty materials in a swirling suspended layer of inert bodies
RU2625629C1 (en) Dryer for pasty materials on polydisperson inert carrier
WO2005007294A1 (en) Powder treatment method, powder treatment device, and powder manufacturing method
RU2295398C1 (en) Chamber-type air separator
RU2229331C2 (en) Method and a device for agglomeration of powders
RU2191334C2 (en) Dryer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140215