آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت آزمایش :7 خشک کن پاششی ()Spray Dryer 1 آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت مقدمه: فرآيند خشك كردن توسط خشك كن پاششي ،عبارت است از تبديل خوراك از حالت محلول ،به ذرات خشك جامد .اين فرايند توسط اسپري كردن محلول در محيطي كه گرماي الزم جهت خشك كردن با استفاده از هواي گرم تأمين شده است ،انجام مي- گيرد .اين سيستم ،يك فرآيند مداوم و پيوسته است و خوراك مورد نظر ميتواند محلول ،دوغاب و يا حتي خمير باشد .بر اساس خصوصيات فيزيكي و شيميايي خوراك ،محصول بدست آمده پودري متشكل از ذرات منفرد و ذرات بهم چسبيده ميباشد .مهم- ترين ويژگي پودر بدست آمده يكن واختي ذرات آن است ،كه باعث بوجود آمدن خصوصياتي نظير روان بودن ،حل شدن سريع، مخلوط شدن آسان با ديگر مواد و همچنين سهولت انجام عمليات بعدي بر روي آن ميشود .خشك كردن از طريق خشككنهاي پاششي يكي از روشهاي جديد خشك كردن محلولها است .از خشككنهاي پاششي به صورت وسيع براي خشك كردن محلولها، سوسپانسيون ها ،امولسيونها و خميرها در صنايع غذايي ،شيميايي ،داروسازي ،سراميك و ...استفاده ميشود .وسيلهي مخصوصي به نام اتمايزر ( ) Atomizerمايع را به قطرات ريز تبديل كرده و به طور هم زمان به همراه هواي داغ به داخل محفظه پراكنده مي- شود .در اين روش رطوبت ذرات تبخير شده و محصول خشك به صورت پودر يا دانهاي يا به شكل كلوخه به دست ميآيد .فرم ذرات به نوع مواد خشك شونده بستگي دارد .وقتي خوراك به صورت محلول يا دوغاب وارد شود ذرات تقريبا كروي شكل و توخالي به دست خواهد آمد .چگالي توده تا حد زيادي به نوع اتمايزر و شيوه عمل كرد آن بستگي دارد ].[1 عمليات خشك شدن شامل سه مرحله است: - اسپري كردن مواد براي تبديل شدن به قطرات يا ذرات ريز - تبخير رطوبت ماده در اثر تماس آن با گاز داغ - جدا كردن محصول خشك از گازهاي خروجي روشهاي مختلفي براي هوادهي به محفظه خشككن وجود دارد .در بعضي از ساختارها هوا از باالي خشك كن و در بعضي ديگر از ميان سوراخ هاي مخصوصي كه در نقاط مختلف تعبيه شدهاند وارد محفظه ميشود .در محفظههاي مخروطي جهتدهندههايي در دهانه ورودي هوا نصب شدهاند تا حركت چرخشي در هوا ايجاد كنند .اين روش به بهتر مخلوط شدن هوا و ذرات ريز محلول كمك ميكند .در برخي از خشك كنهاي پاششي ذرات جامد به همراه هواي خروجي از محفظه خشككن خارج شده و در يك سيستم جداسازي مانند كيسه صافي و سيكلون از هوا جدا ميشود .اغلب ذرات جامد خشك در كف محفظه خشككن تهنشين و از آنجا تخليه ميشوند .تبخير در محفظه خشككن به صورتي كه در باال توضيح داده شده است تقريبا به صورت لحظهاي انجام ميشود به 2 آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت طوري كه زمان خشك شدن حدود سه تا شش ثانيه در نوع همسو و 25تا 30ثانيه در نوع ناهمسو ميباشد كه اين زمان كوتاه براي خشك كردن مواد حساس به حرات مناسب مي باشد .معموال يك خشككن پاششي از قسمتهاي زير تشكيل ميشود(شكل :)1 )1محفظه خشك كن )2وسيلهاي براي تزريق هوا به داخل اتمايزر (كمپرسور) )3وسيلهاي براي مكش هوا از داخل محفظه (ونتيالتور) )4وسيله اي براي پاشيدن خوراك به داخل محفظه (پمپ پريستالتيك و نازل) )5وسيله اي جهت جداسازي ذرات خشك شده از هواي خروجي (سيكلون) شکل :1نمای کلی فرایند. به عمل پاشيدن خوراك اتمايزره كردن خوراك گويند و براي اين عمل معموال از سه نوع وسيله استفاده ميشود: )1نازلهايي كه در آنها خوراك تحت فشار زياد از سوراخهاي كوچك عبور ميكند. )2نازلهايي كه در آن ها از يك سيال ديگر مانند هوا براي اعمال فشار استفاده ميشود. )3صفحه چرخان. 3 آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت در اتمايزر فشاري ،مايع با فشار زياد وارد نازلي كوچك شده و از سوي ديگر به صورت يك جريان جامد و يا يك سطح (در سرعت هاي باال) خارج ميگردد(شكل . )2اصطكاك ميان هوا و مايع در ابتدا موجب شكسته و تكه شدن اين جريان و در نهايت و بر اثر اصطكاك مدام با هوا ،قطرات تشكيل ميشوند .منبع انرژي براي اين شكل از ريزسازي ،از تبديل فشار مايع پشت نازل به انرژي جنبشي آن به هنگام خروج از نازل به دست ميآيد .سه عامل كه اتمايزرهاي فشاري را تحت تاثير قرار ميدهند ،عبارتند از :قطر اريفيس (روزنه) اتمايزر ،اتمسفر و سرعت نسبي بين مايع و هوا .هر قدر قطر يا اندازه روزنه اتمايزر بزرگ باشد ،متوسط اندازه ذرات توليدي بزرگتر خواهد بود .اتمسفر با ايجاد مقاومت در برابر جريان مايع و غلبه بر خواص مايع (كشش سطحي ،ويسكوزيته و دانسيته) ،آن را ميشكند .سرعت سيال نتيجه فشار موجود در پشت نازل است .با افزايش فشار؛ سرعت افزايش يافته و درنتيجه اندازه متوسط ذرات كاهش مييابد ].[1 شکل :2اتمایزر فشاری. در اتمايزرهاي هواي فشرده مايع با سرعت زيادي از نازل خارج ميشود(شكل .)3اين در حالي است كه جريان پرسرعتي از هوا نيز آن را احاطه كرده است .اين تماس باعث شتاب بخشيدن به ذرات مايع شده و در نتيجه سبب ريز شدن خوراك ميشود .اين طرح براي بهرهگيري از انرژي گاز فشرده شده براي تبديل كردن مايع به پودر است كه براي طيف وسيعي از مواد خورنده به كار ميرود. خواص رئولوژيكي هوا و خوراك ،مانند كشش سطحي ،دانسيته و ويسكوزيته ،كيفيت محصول نهايي را تعيين ميكنند .اين سيستمها داراي مشكالتي مانند رسوب گرفتگي ميباشند .از جمله مزاياي استفاده از اين نازلها ،توانايي آن براي توليد ذرات بسيار ريز و قابليت استفاده براي محتواي با ويسكوزيته باال ميباشد .فشار هوا منبع انرژي اين دسته از فرآيندها است. 4 آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت شکل :3اتمایزر هوای فشرده ].[1 در اتمايزرهاي صفحه چرخان ،يك نازل مايع را در تماس با مركز يك ظرف يا صفحه چرخان قرار ميدهد(شكل .)4نيروي گريز از مركز ،مايع را به سمت لبه صفحه رانده و باعث پرتاب مايع ميشود .بدين ترتيب مايع شكسته و به قطرات ريزي تيديل ميشود .در اين سيستمها ،اندازه ذرات ارتباط مستقيمي با ويسكوزيته ،دانسيته و كشش سطحي؛ و رابطهاي معكوس با قطر صفحه سانتريفوژ و سرعت چرخيدن دارد .اين سيستم قادر است محصوالتي با ويسكوزيته باال و در حجم هاي زياد توليد كند .توان اسپري اين سيستم چيزي حدود 27تن در هر ساعت است .مزاياي استفاده از اتمايزرهاي دوار عبارتند از :انعطافپذيري باال و سهولت عمليات، سازگاري با فشار پايين مايع ،فاقد مشكالتي از قبيل رسوب گرفتگي ،كار با خورندهها و سايندهها ،سهولت كنترل اندازه قطرات از طريق تنظيم سرعت چرخش .با اين وجود داراي معايبي هم ميباشد از جمله اين كه :مقدار زيادي ذرات ريز توليد ميكند كه ميتواند ايجاد آلودگي كند ،هزينه باال ،نگهداري گران ،دشواري استفاده براي مواد بسيار چسبناك و اين كه نميتوان در خشككنهاي افقي مورد استفاده قرار گيرد .لذا به خاطر مشكالت و هزينههاي مرتبط با اتميزر چرخان در بخش صنعت عالقه به جايگزيني نازل فشاري وجود دارد .نيروي گريز از مركز منبع انرژي اين دسته از فرآيندها ميباشد ].[1 5 آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت شکل :4اتمایزر صفحه چرخان ].[1 يكي از مهمترين عوامل در تسريع و يكنواختي عمل خشك شدن ،توزيع مناسب هواي گرم در محفظه خشك كن است .مهمترين وظيفه توزيع كننده هوا ،هدايت جريان هوا بصورتي است كه حداكثر تماس بين هوا و قطرات خوراك بوجود آيد و از ماندگي پودر بر روي بدنه خشك كن ،در حد امكان ،جلوگيري نمايد .طراحي توزيع كننده هوا عموماً بستگي به نوع سيستم پاشش خوراك، شكل محفظه و نحوه تماس هوا و خوراك دارد .معموالً تماس خوراك و هوا به سه صورت انجام ميگيرد: )1همسو :در خشككن با جريان همسو مايع همسو با هواي گرم خشك كننده ،اسپري شده و هر دو در يك جهت از محفظه عبور ميكنند .دماي هواي خشك كننده به خاطر تبخير آب به سرعت كاهش مييابد .به همين دليل محصول دچار تخريب حرارتي نميشود .اغلب مواد دارويي ،لبنيات و ديگر محصوالت غذايي حساس به حرارت معموال در خشك كن با جريان همسو خشك ميگردند. )2غيرهمسو :در طراحي اين خشككن خوراك و هوا از دو انتهاي مخالف به محفظهي خشك كن وارد شده به صورتي كه اتمايزر در موقعيت باال و ورودي هوا در پايين است .بنابراين ،خشكترين ذرات در تماس با داغ ترين هوا قرار ميگيرند. لذا اين طرح براي محصوالت حساس به حرارت مناسب نيست .خشككن با جريان غيرهمسو ،تبخير سريع تر و بازده انرژي باالتري نسبت به خشك كن با جريان همسو ،ارائه ميدهد .در خشككن با جريان مخالف به طور معمول از نازلها براي اسپري كردن استفاده ميشود تا قدرت كافي براي اسپري در مقابل حركت هوا داشته باشد .توليد صابونها و مواد شوينده معموال با استفاده از اين نوع خشك كن صورت ميگيرد. 6 آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت )3جريان مختلط :اين نوع از خشك كن ،تركيبي از هر دو جريان همسو و مخالف است .در خشك كن جريان مختلط هوا از باال وارد ميگردد و اتمايزر در پايين قرار دارد .مانند طراحي جريان مخالف ،در خشك كن جريان مختلط نيز خشكترين ذرات در معرض داغ ترين هواست ،بنابراين ،اين طراحي نيز براي محصوالت حساس به حرارت استفاده نميشود. متداولترين روش ،نصب سيستم پاشش خوراك و توزيع كننده هوا در باالي محفظه خشككن است كه جهت همسو به هوا و خوراك مي دهد .از اين سيستم در خشك كردن اغلب مواد غذايي و موادي كه نسبت به افزايش دما حساسيت دارند استفاده مي- شود. بخشي از پودر حاصل از خشك شدن قطرات خوراك همراه با هوا از محفظه خشككن خارج ميشود .به منظور جداسازي آن از هوا به طور مرسوم از سيكلون استفاده ميشود .در سيكلونها جداسازي براساس اعمال نيروي گريز از مركز است كه سبب ميشود ذرات پودر كه سنگين تر هستند بر روي بدنه سيكلون حركت كرده و هوا از وسط سيكلون عبور كند(شكل .)5بدين ترتيب ذرات جامد پودر از انتهاي سيكلون توسط شير چرخان خارج ميشود و هوا از طريق كالهك بااليي سيكلون و توسط فن مكش شده و به بيرون هدايت ميگردد .تعداد سيكلون هاي انتخابي جهت جداسازي به ميزان هوا و پودر همراه آن بستگي دارد و به طور متداول از يك تا چهار سيكلون استفاده ميشود .به طور كلي در صورتي كه قطر سيكلونها از يك متر كمتر باشد راندمان جداسازي پودر بيشتر است ولي در بهترين شرايط اين عدد از ٪95تجاوز نخواهد كرد .به همين دليل براي افزايش راندمان از سيكلونهاي راندمان باال ( )High Efficiencyاستفاده ميشود و براي دست يابي به راندمان ٪100فيلتر اضافه ميشود .مواردي كه در طراحي سيكلون ها جهت دستيابي به راندمان حداكثري بايستي مدنظر قرار گيرد ابعاد سيكلون و شكل ورودي مخلوط هوا و پودر ميباشد ].[1 7 آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت شکل :5نمایی از اجزای یک سیکلون. شرح دستگاه: به طور كلي در يك سيستم خشك كن پاششي چهار مرحله زير به ترتيب صورت ميگيرد: )1اسپري كردن خوراك )2تماس بين فاز هواي داغ و مايع اسپري شده )3خشك شدن قطرات اسپري شده )4جداسازي محصول خشك شده از هوا 8 آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت هريك از مراحل فوق براساس خصوصيات محصول مورد نظر و خواص فيزيكي و شيميايي خوراك بررسي و طراحي ميشود. همچنين چگونگي قرار گرفتن دستگاه ها و تجهيزات الزم نسبت به هم به عوامل مذكور بستگي دارد .اسپري كردن مايع و تبخير سريع رطوبت از قطرات اسپري باعث مي شود كه دماي محصول خشك شده به طور قابل توجهي از دماي هواي ورودي محفظه خشككن كمتر باشد ،بنابراين محص ول تحت تأثير دماهاي باال قرار نگرفته و به هنگام جدا شدن از هواي گرم هيچ گونه آسيب حرارتي نميبيند .خوراك از طريق يك مخزن و به وسيله پمپ و كمپرسور به دستگاه اتمايزر يا نازل دو سياله كه در باالي محفظه خشك كن قرار دارد ،منتقل ميشود و به قطرات ريز مايع تبديل ميگردد .در محفظه خشككن اين قطرات در تماس با هواي داغ قرار مي گيرند .هوا با توجه به نوع محصول توسط هيتر ،بخار يا مشعل ،گرم شده و توسط يك فن به داخل محفظه فرستاده مي شود .تبخير سريع مايع (كه اغلب آب مي باشد) باعث مي شود كه خشك شدن به سرعت انجام گيرد .پودر بعد از خروج از محفظه خشك كن توسط سيستمهاي جداساز نظير سيكلون و يا فيلتر كيسهاي از هوا جدا ميشود .جهت كنترل عملكرد خشككن و توليد محصول مناسب ،كنترل پارامترهايي نظير درجه حرارت هواي ورودي و خروجي ،كنترل ميزان خوراك و درصد مواد جامد آن ضروري است ] .[2در اين آزمايش دو هدف زير دنبال ميشود: )1آشنايي كامل با كاركرد يك خشككن پاششي. )2بررسي پارامترهاي موثر در فرايند خشك كردن در خشككنهاي پاششي. دستگاه مورد استفاده در اين آزمايش شامل اجزاي زير است: - محفظه اصلي خشككن - فن دستگاه - سيستم گرمايش - توزيع كننده و كانال انتقال هواي گرم - سيستم و پمپ خوراك - سيستم پاشش خوراك (اسپري كننده) - سيستم خنك كننده خشك كن - سيستم جداسازي پودر - صفحه نمايشگرلمسي همراه با نرم افزار تخصصي 9 آزمایشگاه عملیات واحد - خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت كمپرسور هوا به همراه كليه متعلقات در ادامه به توضيح بيشتر هر يك از قسمتهاي فوق پرداخته ميشود كه در شكل ۶نيز نشان داده شدهاند. شکل :6قسمت های مختلف خشک کن پاششی ].[2 )1محفظه اصلی خشککن :محفظه خشك كن قسمتي از دستگاه است كه در آن تماس بين قطرات مايع و هواي داغ و در نتيجه فرآيند خشك شدن صورت ميپذيرد و از دو قسمت استوانهاي و مخروطي ،تشكيل شده است .خوراك پس از خشك شدن از انتهاي قسمت مخروطي و يا از قسمت ورودي به سيكلون از محفظه خارج ميشود .جهت خنك كاري محفظه خشككن و كمك به عدم چسبندگي محفظه از لولههاي مسي و آب استفاده شده است .سيستم از طريق آب شهري تغذيه ميشود. )2سیستم گرمایش :جهت گرم كردن هوا ،از دو روش زير استفاده ميشود: )2-1روش مستقيم :در اين روش هوا بصورت مستقيم با منبع گرمايش (مشعل يا المنت هاي برقي) در تماس است. ) 2-2روش غير مستقيم :هوا بصورت غير مستقيم و توسط مبدل حرارتي ،گرم ميشود .در اين روش منبع حرارتي روغن داغ، بخار ،مشعل گازي يا گازوئيلي ميباشد .بار حرارتي به دبي هوا ،ظرفيت گرمايي آن و مقدار افزايش دما بستگي دارد و مقدار بخار مصرفي با انجام موازنههاي جرم و انرژي محاسبه ميشود. 10 آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت در اين دستگاه ،هوا به صورت مستقيم با يك دسته المنت برقي در تماس بوده و گرم ميشود .توان المنتهاي گرمايي 9 كي لووات بوده و يك فن در ابتداي كانال جهت افزايش راندمان سيستم گرمايش نصب شده است .توان المنتها بوسيله نرم افزار دستگاه و با وارد كردن set pointقابل تغيير و تنظيم است. )3توزیع کننده و کانال انتقال هوای گرم :در اين دستگاه براي تماس خوراك و هوا از روش همسو استفاده شده است. )4سیستم و پمپ خوراك :سيستم خوراك دهي وظيفه انتقال خوراك به سيستم پاشش خوراك را به عهده دارد و شامل مخزن خوراك ،پمپ خوراك ،لوله كشي و متعلقات ميباشد .دبي پمپ به وسيله نرم افزار دستگاه قابل تنظيم ميباشد. )5سیستم پاشش خوراك(اسپری کننده) :سيستم پاشش خوراك يا اسپري كننده ،به عنوان قلب خشككن پاششي با تبديل خوراك به قطرات ريز و ايجاد سطح وسيع تماس با هواي داغ ،شرايط را جهت تبخير يكنواخت و سريع قطرات فراهم ميآورد. هرچه قطرات يكنواختتر باشند ،ضمن يكسان بودن زمان خشك شدن آنها ،محصول از ذرات يكنواختتري برخوردار بوده و قابليت بستهبندي و نگهداري طوالني مدت را داراست .خشك شدن قطرات در چند ثانيه كه سبب جلوگيري از آسيب حرارتي محصول ميشود ،از مزاياي اين سيستم به شمار ميرود .اين دستگاه شامل سيستم اسپري كننده نازل دو سياله ميباشد كه با ايجاد جريان مغشوش در محفظه خود و شتاب دادن به مايع باعث تبديل آن به قطرات ريز ميشوند. )6سیستم جداسازی پودر :بخشي از پودر حاصل از خشك شدن قطرات خوراك ،همراه با هوا از محفظه خشككن خارج ميشود .به منظور جداسازي آن از هوا ،در اين دستگاه از سيكلون و فيلتر كيسهاي استفاده شده است .ذرات جامد پودر از انتهاي سيكلون خارج مي شود و هوا از طريق كالهك بااليي سيكلون و توسط فن ،مكش شده و به بيرون هدايت ميگردد .از آنجا كه راندمان سيكلونها ،در بهترين شرايط بين 90تا 95درصد است ،لذا خروج پودر از سيستم به علت مسائل زيست محيطي قابل قبول نيست .به همين دليل اين دستگاه شامل تعدادي كيسه از جنس الياف ميباشد كه مانع عبور پودر ميگردند ،ولي هوا را از خود عبور ميدهند. )7فن دستگاه :به منظور تأمين هواي خشك كن از يك فن سانتريفيوژ استفاده شده است .برخي از انواع فن ،هوا را به درون سيستم خشككن فرستاده كه به آنها فن دمنده گفته ميشود و معموالً در ابتداي سيستم تأمين هوا نصب ميشوند .برخي ديگر از انواع فن ،هوا را از سيستم خارج ميكنند كه به آنها فن مكنده گفته ميشود و معموالً در انتهاي سيستم خشك كن پس از سيكلونها نصب ميشوند .فن مكنده هوا در اين دستگاه ،در انتهاي مسير هوا بعد از سيكلون قرار گرفته است و بوسيله آن هوا به درون گرم كن هوا و نهايتاً محفظه خشككن مكيده ميشود .دبي فن بوسيله نرم افزار دستگاه قابل تنظيم است. 11 آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت )8کمپرسور هوا به همراه کلیه متعلقات :در اتمايزرهاي نازلي از نوع نازل دو سياله ،از هواي فشرده جهت ايجاد اغتشاش در جريان خوراك و شتاب دادن به مايع و نهايتا تبديل مايع به قطرات ريز استفاده ميشود .منبع تامين اين هواي فشرده يك يا تعدادي كمپرسور هوا يا خط هواي فشرده ميباشد .در اين خشك كن پاششي از يك دستگاه كمپرسور هوا استفاده شده است. رگوالتور جهت تنظيم فشار كمپرسور بر روي استراكچر نصب شده است .روشن و خاموش كردن كمپرسور نيز از طريق نرم افزار امكان پذير است. همچنين جهت كنترل بعضي از پارامترهاي فرايندي خشك كردن پودر ،نرم افزار كنترلي طراحي شده است كه در شكل 7نشان داده شده است .نمايش و كنترل دماها ،تنظيم دبي فن و پمپ خوراك و كنترل توان الكتريكي مصرفي هيترها توسط اين مجموعه كه در دستگاه فوق شامل يك صفحه نمايشگر لمسي و نرم افزار ميباشد ،انجام ميشود .دماي هواي ورودي و خروجي محفظه خشك كن و همچنين دماي آب ورودي و خروجي سيستم خنك كننده در نرم افزار نشان داده ميشود .دماي هواي ورودي مخزن با استفاده از نرم افزار و در آيكون AIR HEATING SETPOINTقابل تنظيم است .دبي فن سانتريفيوژ و فن خوراك بصورت بازه درصدي تعريف شدهاند و پس از وارد كردن درصد دلخواه تنظيم ميشوند .با استفاده از آيكون ،AIR COMPRESSOR كمپرسور روشن يا خاموش ميشود ].[2 شکل :7نمایی از صفحه نرمافزار کنترل دستگاه ].[2 12 آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت روش انجام آزمایش: )1از بسته بودن دريچه هاي خشككن مطمئن شويد .همچنين از خشك بودن كانال انتقال پودر و سيكلون اطمينان حاصل نماييد. )2از پر بودن مخزن خوراك و عدم گرفتگي در مسير عبور مايع و نازل اطمينان حاصل نماييد. )3ظروف شيشهاي مربوط به جمع آوري پودر را ابتدا در حالت خالي وزن كرده و سپس در انتهاي قسمت مخروطي محفظه خشك كن و انتهاي سيكلون ببنديد. )4مقدار 250گرم نمك طعام را وزن كرده و آن را در 1ليتر آب مقطر حل كنيد .محلول را از يك صافي عبور دهيد. )5جهت راهاندازي دستگاه بايد ابتدا با استفاده از نرم افزار كنترل دستگاه فن هواي ورودي را روي ٪100تنظيم و روشن كنيد( .ماكزيمم دبي هواي ورودي 500 m3/hrميباشد). توجه :قبل از روشن شدن هیتر ،حتما ابتدا فن دستگاه روشن شود و حتما از کار کردن فن پشت هیتر اطمینان حاصل کنید. )۶دماي محفظه را با استفاده از SETكردن دماي ورودي روي 1۶0درجه سانتي گراد در نرم افزار كنترل دستگاه تنظيم كنيد .به سيستم زمان دهيد تا به دماي تنظيم شده برسد( .توان هيتر 9كيلووات ميباشد). توجه :هرگز بخش هیتر دستگاه را لمس نکنید چون به علت حرارت باال ممکن است باعث ایجاد سوختگی شود. )7كمپرسور را با باال كشيدن دكمه قرمز روي آن روشن كنيد و هنگامي كه فشار درون مخزن كمپرسور به 8 barرسيد شير خروجي هواي روي كمپرسور را باز كنيد .توسط نرم افزار مسير هواي فشرده به محفظه دستگاه را باز كرده و شير آبي رنگ تنظيم فشار هواي ورودي به دستگاه (كنار جعبه برق دستگاه ) را روي 2 barتنظيم كنيد. )8پس از رسيدن دماي خشككن به دماي تنظيم شده و پس از چك كردن نازل و اطمينان از عدم گرفتگي آن ،خوراك را به درون مخزن پمپ كنيد .دبي خوراك به وسيله كنترل دور پمپ در نرم افزار كنترل دستگاه قابل تنظيم ميباشد .دور پمپ را روي ٪35تنظيم كنيد (معادل دبي 18ميلي ليتر بر دقيقه). )9زمان انجام آزمايش از لحظه شروع به كار پمپ خوراك تا وقتي كه محلول تمام شود را يادداشت كنيد و در طي اين مدت دماي ورودي و خروجي هوا را يادداشت كنيد .همچنين دبي هوا و دبي پمپ مايع را نيز يادداشت كنيد. 13 آزمایشگاه عملیات واحد خشک کن پاششی SPRAY DRYER دانشکده مهندسی شیمی و نفت )10در هنگام اسپري شدن خوراك با استفاده از دريچههاي تعبيه شده روي بدنه دستگاه ،عمل كرد نازل را مشاهده كنيد. )11مقدار رطوبت هواي آزمايشگاه را با استفاده از دستگاه رطوبت سنج ( )Psychometerاندازه بگيريد. )12پس از پايان آزمايش هيتر را خاموش كرده و اجازه دهيد 15دقيقه فن كار كرده تا دماي سيستم كاهش يابد .همچنين ظروف شيشهاي محصول را از دستگاه جدا كنيد. )13جهت شستشوي نازل در حالي كه هنوز فن و كمپرسور روشن است ،آب مقطر را با دبي كم وارد مدار كرده و به سيستم 10دقيقه زمان ميدهيم تا داخل نازل از نمك پاك شود. )14ظرفهاي محصول را همراه نمك به دست آمده وزن كرده و مقدار معيني از محصول را به مدت نيم ساعت در اتوكالو با درجه حرارت 100درجه سانتي گراد قرار دهيد تا ميزان رطوبت آن مشخص شود. )15در انتها پمپ خوراك ،كمپرسور و فن را خاموش كرده و دريچه روي بدنه دستگاه را باز كرده و توسط شلنگ آب بدنه دستگاه و نازل را شستشو كنيد .مساله شستشو در اين دستگاه جهت افزايش طول عمر مفيد دستگاه ،الزامي است. گزارش: )1موازنه انرژي و مواد را براي نمك ،هوا و آب به طور كامل برقرار سازيد. )2درصد نمك از دست رفته و درصد انرژي تلف شده را محاسبه كنيد. )3شرحي راجع به چگونگي ريز و درشت شدن ذرات به وجود آمده و عوامل موثر بر آنها بنويسيد. )4چگونه با كمك اتمايزر ميتوان اندازه ذرات خروجي را تعيين كرد؟ )5براي بهتر كردن كاركرد دستگاه راهكاري پيشنهاد نماييد. )۶عالوه بر سه اتمايزري كه در متن ذكر شد تحقيق كنيد كه آيا روشهاي ديگري نيز براي اسپري كردن خوراك وجود دارد يا خير. منابع و مراجع: [1] Unit Operations of Chemical Engineering; McCabe [2] http://www.radmansanatco.com/home 14