SUSZENIE PARĄ PRZEGRZANĄ (SHS)

Suszenie to istotny etap procesów w wielu gałęziach przemysłu. Tradycyjna metoda polegająca na suszeniu gorącym powietrzem oznacza zwykle bardzo duże zużycie energii w całym łańcuchu obróbki. Malejące zasoby i rosnące ceny sprawiają, że popyt na metody suszenia o znacznie niższym zapotrzebowaniu na energię jest coraz większy. Wiąże się z tym potrzeba optymalizacji stosowanych procesów suszenia, ale również stosowanych do nich urządzeń. Suszenie parą przegrzaną pod ciśnieniem atmosferycznym ma przewagę nad konwencjonalnym suszeniem gorącym powietrzem (para przegrzana, SHS). We współpracy z Instytutem Fraunhofera udoskonaliliśmy ten proces i obecnie wykorzystujemy go w wielu instalacjach.

1.1 Porównanie procedury z aktualnym stanem technologii

Proces suszenia bazuje na konstrukcji aparatury znanego procesu ciągłego suszenia gorącym powietrzem. Produkt wprowadzany jest przez gazoszczelny wlot produktu, zgodnie z określoną przepustowością. W suszarni produkt jest przenoszony z wlotu do wylotu, a przy tym intensywnie cyrkulowany i rozluźniany przez strumień gorącego gazu. W przeciwieństwie do znanych procesów suszenia, gorące powietrze jest tu jednak całkowicie zastąpione przez przegrzany strumień pary wodnej, stale przesuwany za pomocą wentylatora w suszarni. Suszarnia pracuje w warunkach niemal beztlenowych. Pozwala to praktycznie wykluczyć niebezpieczeństwo pożaru lub wybuchu. Urządzenie grzewcze w systemie suszenia cyklicznie podgrzewa strumień pary do żądanej temperatury suszenia. Instalacje mogą być wyposażone w wymienniki ciepła ogrzewane za pomocą pary grzewczej, oleju termicznego lub gazów spalinowych. Ponadto oferujemy ogrzewanie wysokiej jakości palnikami renomowanych producentów, które gwarantują niskie wartości emisji oraz długotrwałą i bezpieczną eksploatację. Palniki mogą być zasilane następującymi nośnikami ciepła: lekki i ciężki olej opałowy, gaz ziemny, gaz płynny, biodiesel lub biogaz.


W wyniku intensywnego kontaktu produktu ze strumieniem przegrzanej pary następuje bardzo dobra wymiana ciepła. Produkt się nagrzewa i powoduje odparowanie wody. Ilość pary przegrzanej zwiększyła się o składniki lotne, a jej temperatura spadła zgodnie z przekazaniem ciepła do produktu podczas suszenia. Poprzez rozgałęzienie w systemie z obiegu może zostać wyprowadzona ilość gorącego gazu, która w wyniku procesu suszenia dostała się do strumienia pary przegrzanej. Ciepło pobierane z wyprowadzonego z obiegu strumienia gazu kondensuje parę wodną oraz zawarte w niej substancje aromatyczne i zapachowe.


W celu uzyskania dalszych informacji prosimy o kontakt: Beatrice Forester tel: 04231-9540-34



Więcej informacji na temat zasady suszenia parą przegrzaną można znaleźć na stronie internetowej naszego partnera: Instytutu Fraunhofera


http://www.igb.fraunhofer.de/de/kompetenzen/physikalische-prozesstechnik/trocknung.html

1.2 Porównanie procedury z aktualnym stanem technologii

Z zastosowania pary przegrzanej jako gazu suszącego wynikają zasadnicze różnice w porównaniu z konwencjonalnym procesem suszenia, który jest prowadzony przy użyciu gorącego powietrza.

Para wodna ma prawie dwa razy większe ciepło właściwe niż powietrze, zatem w odniesieniu do biomasy zawiera podwójną ilość ciepła. Ze względu na niższą gęstość i lepkość pary wodnej w porównaniu z powietrzem, mniejszy strumień masy jest przenoszony przez system przy tym samym przepływie objętościowym. Biorąc pod uwagę wszystkie właściwości fizyczne, strumień gorącej pary w tych samych warunkach procesowych zawiera około 30% więcej energii niż strumień powietrza. W rezultacie podczas procesu suszenia strumień gorącej pary schładza się mniej niż powietrze, co skutkuje poprawą warunków wymiany ciepła i krótszymi czasami suszenia. Zawartość energii w strumieniu gazu pochodzącego z suszarni można w całości ponownie wykorzystać w procesie. W tym przypadku strumień pary wodnej trzeba ogrzać tylko z temperatury na wylocie do temperatury na wlocie do suszarni. Oznacza to, że podczas suszenia można zaoszczędzić znaczną ilość energii cieplnej. W tym trybie pracy przepływ gazów spalinowych jest zredukowany do technologicznie możliwego minimum. Ogólnie rzecz biorąc, z procesu trzeba wyprowadzić tylko tyle nadmiaru pary, ile gazu powstaje podczas suszenia. Para wodna może być prawie całkowicie skroplona z nadmiaru gazu i tym samym jest wytwarzana jako strumień wody ściekowej. Można ją z powodzeniem wykorzystać w innych procesach w łańcuchu produkcyjnym. Przepływ gazów spalinowych jest kilkakrotnie mniejszy niż przy suszeniu gorącym powietrzem, w zależności od trybu pracy.


Użycie pary wodnej oznacza, że w procesie suszenia stosowana jest faza obojętna (tj. gaz beztlenowy). W przeciwieństwie do pracy z użyciem powietrza nie ma niebezpieczeństwa pożaru ani wybuchu. W związku z tym można całkowicie zrezygnować z kosztownych środków ochrony procesu. Dzięki zastosowaniu fazy obojętnej unika się również negatywnego wpływu procesów utleniania na suszony materiał. Rezultatem może być lepsza jakość produktu.


Istotne różnice w wykorzystaniu pary przegrzanej, w porównaniu z gorącym powietrzem, są tak znaczące, że pomimo podobnej aparatury procesowej pojawia się zupełnie nowy tryb pracy, który ma wyraźną przewagę nad procesem suszenia gorącym powietrzem.


Porównanie metod


- znaczne zmniejszenie zapotrzebowania na energię cieplną w procesie suszenia
- redukcja przepływu gazów spalinowych
- zagrożenie wybuchem i pożarem jest zminimalizowane, ponieważ w systemie nie występuje tlen
- uproszczenie procesu (krótsze czasy schnięcia, brak środków ochrony przed wybuchem i pożarem)
- łagodne suszenie produktu (bez procesów utleniania)
- odzysk substancji aromatycznych i wody zawartej w produkcie
- emisja nieprzyjemnych zapachów jest ograniczona do minimum
1.3 Instalacja pilotażowa

Nasza nowa instalacja pilotażowa to element łączący pomysł, koncepcję i realizację. Za pomocą maszyn laboratoryjnych można przetestować, udokumentować i potwierdzić planowane procesy suszenia. Tutaj testujemy nowe rozwiązania, a klientom z wielu gałęzi przemysłu oferujemy szeroki zakres usług. To specjalny sposób suszenia produktu decyduje o technologii i adaptacji suszarni. W testach praktycznych nasi inżynierowie oraz technolodzy obliczają i określają właściwe rozwiązanie. Za testy w instalacji pilotażowej pobieramy stawkę dzienną, która jest zaliczana na poczet późniejszego zamówienia.


Parametry poddawane testom


- studium wykonalności
- zwiększenie skali dla przyszłych maszyn produkcyjnych
- wartości PH
- wilgotność resztkowa
- czasy procesowe
- reakcja na suszenie
- porównanie między powietrzem a parą przegrzaną w kontekście energetycznym i dotyczącym produktu
- pomiar zapotrzebowania na energię we wszystkich suszarniach testowych
- włączenie suszenia do istniejących procesów
- zmiany w produkcie podczas procesu suszenia
- określenie właściwej metody suszenia

1.3.1 Suszarnia laboratoryjna

Przenośna suszarnia laboratoryjna (powietrze + SHS) została specjalnie zaprojektowana do suszenia szerokiej gamy produktów za pomocą powietrza i pary przegrzanej oraz do określania różnic energetycznych i jakościowych. Suszarnia laboratoryjna została zaprojektowana wyłącznie jako półtechniczna instalacja pilotażowa i nie jest ukierunkowana na wydajność.


W tym urządzeniu technologia procesowa jest oddzielona od komory produktu. Zaletę tego rozwiązania stanowi indywidualne dopasowanie komory suszenia i technologii przenośników do konkretnego produktu. Do różnych zastosowań dostępne są dwie komory suszarnicze, które w razie potrzeby można łatwo i szybko wymienić.


1. Gruboziarniste i drobnoziarniste granulaty można suszyć w trybie ciągłym w komorze wirowej.

2. W komorze złoża fluidalnego w trybie wsadowym można suszyć produkty do maksymalnego rozmiaru 400 mm x 400 mm x 200 mm.

1.3.2 Suszarnie taśmowe SHS

Suszarnia testowa SHS w mniejszej skali odtwarza funkcję suszarni taśmowej ciągłej. Suszarnia taśmowa SHS została opracowana we współpracy z Instytutem Fraunhofera i jest ciągłą suszarnią konwekcyjną. Produkt przeznaczony do suszenia jest transportowany na taśmie ze stali nierdzewnej przez obudowę suszarni, przez którą w tym czasie przepływa przegrzana para. Suszarnia posiada cztery strefy suszenia, które można kontrolować niezależnie od siebie. Parametry takie jak czas przebywania, temperatura, prędkość przepływu itp. można ustawiać indywidualnie dla każdego produktu.
1.3.3 Wibracyjne suszarnie fluidalne SHS

Wibracyjna suszarnia fluidalna / piec do prażenia to system swobodnego ruchu wahadłowego z podwójnym napędem wibracyjnym. Maszyna jest zamocowana elastycznymi sprężynami na ramie, a wzbudzacz znajduje się bezpośrednio pod maszyną. Zaletą wspornika jest regulacja prędkości obrotowej za pomocą przetwornicy częstotliwości, a tym samym zmienna regulacja czasu przebywania produktu w komorze suszenia / rynnie wibracyjnej.


Produkt wprowadza się do suszarni np. na przenośniku ślimakowym. W rynnie wirowej suszarni produkt jest intensywnie omiatany strumieniem od wlotu do wylotu i lekko odwirowywany przez gorący strumień gazu. Przepływ jest podzielony na cztery strefy. W przypadku prażenia kawy i ziaren kakaowych za suszarnią znajduje się np. strefa studzenia i chłodzenia.

1.3.4 Instalacje susząco-mielące

Podczas suszenia z mieleniem strumień gazu jest zasysany z nagrzewnicy i transportowany przez młyn. Podczas rozdrabniania odbywa się tam również suszenie produktu za pomocą strumienia gorącego gazu. Wysuszone cząstki materiału są odprowadzane z młyna przegrzaną parą, następnie pneumatycznie transportowane rurociągiem do cyklonu i filtra tkaninowego, a tam separowane ze strumienia gazu.


Produkt jest wychwytywany w strumieniu pary, poddawany ekstremalnym turbulencjom i rozdrabniany w wyniku zderzania się cząstek ze sobą oraz z szynami do mielenia i narzędziami. Mielenie produktów wybuchowych może się odbywać w przegrzanej atmosferze parowej. Młyn wirowy może być również stosowany do produktów lepkich, pastowatych lub wrażliwych na temperaturę.

1.4 Oferta

  • Doradztwo, ocena, badanie pod kątem suszenia
  • Testy w naszych instalacjach pilotażowych
  • Ocena procesu suszenia w odniesieniu do produktu
  • Projektowanie technologiczne
  • Symulacja numeryczna przepływu, wymiana ciepła
  • Opracowanie indywidualnej koncepcji instalacji
  • Specyfikacja konstrukcyjna w CAD 3D
  • Produkcja, montaż i testowanie instalacji
  • Uruchomienie instalacji u klienta
  • Towarzyszenie klientom od pierwszego badania wstępnego