1. التجفيف بالحمل الحراري
في معدات التجفيف، يُعد مجفف نقل الحرارة بالحمل الحراري النوع الأكثر شيوعًا. على سبيل المثال،تجفيف بالهواء الساخن، اتصال الهواء الساخن بالمادة لتبادل الحرارة لتبخير الرطوبة. من بين أنواع معدات التجفيف بالحمل الحراري الشائعة مجففات التعليق الهوائي، مثل مجففات الطبقة المميعة، ومجففات الفلاش، ومجففات الهواء، ومجففات الرش، ومجففات التهوية، ومجففات التدفق، ومجففات تدفق الهواء الدوارة، ومجففات التحريك، ومجففات التدفق المتوازي.مجففات دوارةوهكذا دواليك.
في التطبيق العملي، تُستخدم آلات فردية وأخرى مُركّبة. تستخدم مجففات تدفق الهواء، ومجففات الطبقة المميعة، ومجففات الرش، وغيرها، الهواء الساخن كمصدر للحرارة، وتكتمل عملية نقل المواد أثناء التجفيف، وتتميز هذه المجففات بشكل رئيسي بعدم وجود أجزاء ناقل حركة.
لتجفيف مواد المساحيق والحبيبات والرقائق، تُستخدم عادةً طريقة تطبيق الهواء الساخن أو تدفق الغاز على سطح الحبيبات، ونقل الحرارة إلى المادة عبر تدفق الهواء لتبخير الماء. يتصاعد بخار الماء المتبخر مباشرةً إلى الهواء ويُسحب. وسائط التجفيف الشائعة في نظام التجفيف بالحمل الحراري هي الهواء، أو الغاز الخامل، أو غاز الاحتراق المباشر، أو البخار المسخن.
تتيح هذه الطريقة للهواء الساخن التلامس المباشر مع المادة، مما يُزيل الرطوبة أثناء التسخين. يكمن السر في تحسين مساحة التلامس بين المادة والهواء الساخن لمنع انحرافه. تكون درجة حرارة المادة أثناء التجفيف المتساوي الحركة تقريبًا مساوية لدرجة حرارة الهواء الساخن في درجة حرارة اللمبة الرطبة، لذا يُمكن استخدام الهواء الساخن عالي الحرارة لتجفيف المواد الحساسة للحرارة أيضًا. تتميز هذه الطريقة بمعدل تجفيف مرتفع وتكلفة معدات منخفضة، لكن كفاءتها الحرارية منخفضة. وفيما يلي الوضع الأساسي للعديد من معدات التجفيف بالحمل الحراري:
(1) مجفف التهوية
اجعل سطح الكتلة أو المادة التي أصبحت ثابتة الشكل ملامسًا للهواء الساخن. معدل التجفيف منخفض، لكن نطاق الاستخدام واسع.
(2) مجفف السرير المميّع
دع الهواء الساخن يتدفق بالتساوي من أسفل طبقة المسحوق والحبيبات، مما يُساعد على خلط المواد وتوزيعها بفعالية. معدل التجفيف مرتفع.
(3) مجفف تدفق الهواء
هذه الطريقة تُشَتَّت المسحوق في هواء ساخن عالي الحرارة، وتنقل المادة أثناء التجفيف. يتميز هذا النموذج بفترة تجفيف قصيرة، وهو مناسب للتعامل مع المواد بكميات كبيرة. يُعدّ استخدام الطرق الميكانيكية لإزالة معظم الماء قبل دخول المجفف أكثر توفيرًا.
(4) مجفف الرش
يتم تجفيف المواد المحلولية أو الملاطية في ذرات الهواء الساخن عالية الحرارة، مع سقوط قطرات الماء في نفس الوقت. تتميز هذه الطريقة بقصر وقت التجفيف، وهي مناسبة للإنتاج الضخم، والمستحضرات الصيدلانية، واللكم، وتجفيف الصبغات.
(5) مجفف أسطواني دوار
يتم تحويل المسحوق والكتل والطين إلى مواد صلبة عبر أسطوانة دوارة تتلامس مع الهواء الساخن. هذه الطريقة مناسبة للإنتاج بالجملة. بعد التجفيف، يمكن تفريغ مادة الطين على شكل حبيبات، وتُستخدم العديد من عمليات تجفيف المعادن المقاومة لدرجات الحرارة العالية بهذه الطريقة.
(6) مجفف فلاش
يتم تحريك المادة بواسطة شفرة تحريك دوارة عالية السرعة، مما يؤدي إلى تشتيتها مع حركة دوران تيار الغاز أثناء التجفيف. تُستخدم هذه الطريقة بشكل عام لتجفيف المواد متوسطة الحجم، وتُستخدم غالبًا لتجفيف المواد المعجونية.
2. التجفيف بالتوصيل
يتميز التجفيف بالتوصيل بمرونته العالية في التعامل مع الجسيمات الرطبة، كما يتميز جهاز التجفيف بالتوصيل بكفاءة حرارية عالية. يُستخرج بخار الماء المتبخر بالتفريغ أو يُفرّغ بواسطة تدفق الهواء، وهو الناقل الرئيسي للرطوبة، ويُنصح باستخدامه في حالة المواد الحبيبية الحساسة للحرارة. في جهاز التجفيف بالتوصيل، يُستخدم مجفف التجديف لتجفيف مواد المعجون. وقد صُممت مجففات دوارة مزودة بأنابيب تدفق داخلية، مثل مجفف السرير المميع بالغمر لتجفيف البوليمرات الحساسة للحرارة أو حبيبات الدهون، وهو بحجم ثلث حجم مجفف السرير المميع العادي.
التجفيف بالتفريغ هو عملية تجفيف منخفضة الحرارة والضغط، عن طريق تسخين المادة تحت ظروف التفريغ، مما يجعل الرطوبة تنتشر داخليًا، وتتبخر داخليًا، وتتسامى، وتتبخر على السطح. يتميز بمزايا درجة حرارة التسخين المنخفضة، والأداء الجيد لمضادات الأكسدة، ومحتوى رطوبة المنتج الموحد، والجودة العالية، والتطبيق. يُعد التجفيف بالتفريغ مكلفًا، ويُنصح به فقط عندما يجب تجفيف المادة في درجات حرارة منخفضة أو نقص الأكسجين، أو عندما تتدهور بسبب التجفيف في وسط تسخين ودرجة حرارة عالية. لتحقيق كفاءة تبخر معينة، يُستخدم التشغيل في درجات حرارة عالية لتقليل معدل تدفق الغاز وتقليل حجم الجهاز. لعملية التجفيف في درجات الحرارة المنخفضة، يمكن اختيار حرارة النفايات منخفضة الحرارة المناسبة أو المجمع الشمسي كمصدر للحرارة، ولكن حجم المجفف كبير نسبيًا.
Ⅲ. التجفيف المركب
يمكن استخدام طرق تجفيف مختلفة، ودمج مبادئ تجفيف مختلفة، لاستغلال نقاط القوة والضعف في معدات التجفيف. على سبيل المثال، يوفر التجفيف المباشر وغير المباشر معظم الحرارة اللازمة للتجفيف. بهذه الطريقة، يمكن تحسين معدل التجفيف، والحصول على معدات تجفيف مباشرة وغير مباشرة ذات حجم معدات صغير وكفاءة حرارية عالية.
تُستخدم معدات التجفيف المُدمجة بشكل متزايد، مثل مُجفف الرش ومُجفف السرير المُميع الاهتزازي، ومُجفف الجرف ومُجفف السرير المُميع الاهتزازي، ومُجفف الخلط الدوار، ومُجفف الخلط بالتوصيل، ومُجفف الهواء ومُجفف السرير المُميع. الغرض من هذه المُجففات هو تقليل نسبة الرطوبة، حيث يُمكن الحصول على نسبة رطوبة تتراوح بين 1% و3% في مُجفف الرش المُفرد، وإذا كانت نسبة الرطوبة 0.3% أو أقل، فإن درجة حرارة العادم غالبًا ما تكون مطلوبة حتى 120 درجة مئوية أو أكثر، مما يُؤدي إلى فقدان كبير للطاقة الحرارية. وبالمثل، إذا كانت هناك متطلبات إضافية للرطوبة، فإن نسبة الرطوبة أقل من 0.1%، ويجب أن تكون درجة حرارة العادم أعلى من 130 درجة مئوية. من أجل توفير الطاقة الحرارية، في تصميم الاستخدام العام لدرجة حرارة عادم 90 ℃ لمجفف الرش، بحيث يمكن استخدام الرطوبة إلى 2٪، واستعادة الحرارة الناتجة عن الهواء الساخن 60 ℃ في سلسلة لتجفيف السرير المميّع الأفقي، يمكن أن تصل نهاية الرطوبة إلى 0.1٪ أو أقل، ويمكن للطاقة الحرارية توفير 20٪.
في بعض الحالات، عند تجفيف المنتج أو معالجته، قد تتغير حساسيته للحرارة، أو تتغير خصائصه. ومن البديهي في هذه الحالة استخدام نوعين أو أكثر من معدات التجفيف المختلفة.
إذًا، كيف تختار المجفف المناسب لموادك؟ مرحبًا بك!
وقت النشر: ٢٥ أبريل ٢٠٢٤
