مجفف دوار تحت الضغط

أنواع مجففات الفراغ الدوارة

مجفف الفراغ الدوار هو وعاء أسطواني به محمل دعم. يتم تدوير الأسطوانة بمساعدة محرك أو مجموعة علب تروس. هناك نوعان من المجففات: مجففات الفراغ الدوارة المباشرة وغير المباشرة. يقوم مجفف الفراغ الدوار المباشر بتسخين الهواء وتحريكه على طول الأسطوانة. في مجفف الفراغ الدوار غير المباشر، تنتقل الحرارة من خلال الغلاف لتجفيف المادة عن طريق تدويرها داخل الوعاء. المجفف غير المباشر هو مجفف فراغ دوار. يتكون عادةً من أسطوانة مجوفة، أسطوانية الشكل، مثبتة بشكل عام على منحدر وتدور ببطء لتعزيز حركة المادة الرطبة على مساحة السطح، مع وجود مصدر للحرارة ونظام لاستخراج الرطوبة.

النوعان الرئيسيان من المجففات الدوارة غير المباشرة هما مجففات القرص ومجففات الأسطوانة المزدوجة:

• مجفف الأسطوانة:

  مجفف الأسطوانة الدوارة هو نوع من آلات التجفيف التي تُستخدم بشكل أساسي في تجفيف الخبث، الفحم، الطين، الخبث، الطين، إلخ. تنقسم مجففات الأسطوانة إلى فئتين: أسطوانات مزدوجة وأسطوانات مفردة. تعتمد العمليات في تجفيف الأسطوانة على نقل الحرارة من مرحلة البخار إلى عنصر الطعام المجفف. بالإضافة إلى منتجات الأغذية، يمكن أيضًا استخدامها لتجفيف المنتجات الكيميائية. تتمثل ميزة مجفف الأسطوانة في إمكانية دمجها في نظام كامل في خط إنتاج لوحدات معالجة وتصنيع أخرى لإنتاج منتج نهائي. عند تجفيف المنتجات الكيميائية وتسخينها، قد تكون نشطة. مجفف الأسطوانة غير المفرغ من الهواء له العديد من الاستخدامات في الصناعة الكيميائية. التمييز النوعي بين مجففات الأسطوانة والدوارة هو الشكل. مجفف الأسطوانة هو قرص ثابت يدور في بيئة ساخنة. عند اقتراب المنتج من التجفيف، يتم إسقاطه على قرص دوار ساخن، ثم يدخل المنتج إلى البيئة حيث تتواجد الحرارة والرطوبة في وقت واحد لتسهيل التبخر.

• مجفف القرص:

  يتم تحقيق تجفيف منتجات الأغذية عن طريق نقل الحرارة من أقراص ساخنة مغطاة بطبقة رقيقة من الطعام الرطب الذي يتم تجفيفه. ينتمي مجفف القرص الدوار ذو الفراغ إلى فئة المجففات الدائمة. يتكون مجفف الفراغ الدوار من وعاء أسطواني به نظام محرك، محاريث، ترتيبات دعم وإغلاق، محامل، عزل، أوعية ضغط، مضخات فراغ، أوعية تكثيف، جاكيتات تبريد، صمامات تغذية وتفريغ، ومضخة تغذية وتفريغ. مبدأ عمل مجفف الفراغ الدوار ذو المجداف هو أن الحرارة يتم نقلها بواسطة التوصيل إلى المواد الرطبة التي على اتصال بأقراص أو أسطوانات ساخنة. يتم إعادة تدوير المادة بشكل مستمر بواسطة مجاديف مثبتة على الأقراص. عادةً ما تكون الأقراص مائلة. مجففات الفراغ هي أسطوانات مغطاة بمساحات يتم نشر المواد الرطبة عليها. في بعض الأحيان، يتم توفير جاكيتات تبريد بالماء للحفاظ على الأسطوانات عند درجة حرارة معينة. من مزايا مجففات أقراص الفراغ إمكانية تجفيف المواد المعرضة للأكسدة. يتم استخراج الهواء باستخدام مضخة فراغ. في ظل ظروف الفراغ، يمكن تجفيف الهواء الرطب، وسيتم إزالة المادة منه. يتم إزالة الهواء والرطوبة من المادة عن طريق عملية التبخر.

مواصفات وصيانة مجففات الفراغ الدوارة

تختلف مواصفات مجفف الفراغ الدوار وفقًا للتطبيق الصناعي ومتطلبات الإنتاج. هذه هي المعلمات الرئيسية التي يجب الانتباه إليها عند شراء مجفف.

• قطر وطول الأسطوانة

  يحتوي المجفف على حجرة تجفيف أسطوانية تسمى أسطوانة التجفيف. تقيس الأسطوانة قطر وطول الأسطوانة. يمكن أن يكون للمجفف قطرًا صغيرًا إلى ضخم يبلغ 0.9-3.4 مترًا وطولًا يبلغ 3.7-8.1 مترًا. تنتج الأسطوانة ذات الأبعاد الأكبر نواتج أكبر وأعلى. ومع ذلك، فإن أبعاد الأسطوانة لها تأثير إضافي على جودة المادة المجففة.

• درجة حرارة التجفيف

  تشير درجة حرارة التجفيف إلى أقصى درجة حرارة يصل إليها المجفف أثناء عملية التجفيف. يمكن أن تتراوح درجة الحرارة من 120 درجة مئوية إلى 360 درجة مئوية. تؤدي درجة حرارة المجفف الأعلى إلى تحسين معدل التجفيف والحفاظ على الإنتاجية عالية. يمكن أيضًا تقليل لزوجة المادة. الجانب السلبي هو أن مجفف الفراغ الدوار قد يتعرض لتغيرات كيميائية في المادة التي تتم معالجتها أو زيادة التآكل.

• ضغط الفراغ

  تعمل مجففات الفراغ الدوارة بشكل جيد تحت نطاق ثابت من ضغط الفراغ. تقوم معايير إدارة الغذاء والدواء (FDA) والمتطلبات التنظيمية بإنشاء مستويات الضغط المناسبة. تختلف هذه المستويات حسب المادة المراد تجفيفها والصناعات التي تُستخدم فيها.

• التثبيت والتشغيل

  تحدد شروط تثبيت المجفف وتشغيله ما إذا كان يمكن تثبيت المجفف أو إصلاحه أو نقله. قد يتطلب أيضًا دمج معدات إزالة الهواء مع الدُفعات أو كوحدة مستقلة. يعتمد المزيج على المساحة المتاحة في المنشأة لتثبيت معدات التجفيف.

يعتمد تشغيل مجفف الفراغ الدوار ذو المجداف بشكل جيد والحصول على مواد مجففة عالية الجودة باستمرار على تنظيفها وصيانتها بشكل متكرر. سيتم اتباع جدول الصيانة في دليل الشركة المصنعة. فيما يلي بعض الخطوات المهمة:

• يجب على المشغل قراءة الدليل قبل بدء تشغيل المجفف لأول مرة، وبعد ذلك، كلما احتاج إلى تجفيف أي شيء جديد. سيوفر الدليل عملية تدريب الأشخاص على تشغيل الجهاز بأمان والخطوات المطلوبة لإعداد الجهاز لتجفيف مواد جديدة.
• قبل بدء التشغيل، تأكد من عدم وجود تسربات في الحشية حول خطوط الفراغ وأن مقاعد الصمام في صمام تخفيف الضغط خالية من التسربات. استمع وانظر إلى أي أصوات أو ظروف غير طبيعية أثناء تشغيل المجفف. إذا تم ملاحظة أي شيء، أوقف النظام على الفور، وقم بجولة، وأعد تشغيله، شريطة حل المشكلة التي تم تحديدها. حدد المشكلة دائمًا وقم بتصحيحها قبل أن تصبح مشكلة أكبر.
• يتم إنتاج المواد الجافة عندما يتم معايرة درجات الحرارة بشكل مناسب، ويتم إنشاء مناطق الضغط الصحيحة، ونظم الإغلاق ونزاهة الفراغ موجودة. راقب هذه الأنظمة يوميًا.

سيناريوهات الصناعة لاستخدام مجففات الفراغ الدوارة

يستخدم مجفف الفراغ الدوار بشكل أساسي في الصناعة الكيميائية. قدرته على تجفيف المواد الحساسة للحرارة بشكل مثالي تجعله الخيار الأول في العديد من التطبيقات.

فيما يلي سيناريوهات صناعية بارزة تستخدم مجفف الفراغ الدوار:

• الصناعة الكيميائية

  عادةً ما يتم معالجة المواد الكيميائية مثل الأنيليد الخالية من الكبريت، وكلوريد البوتاسيوم، إلخ، في مجفف الفراغ الدوار. يعمل العمل تحت الفراغ على تقليل الضغط في المجفف. نتيجة لذلك، يتم خفض نقطة غليان المذيبات، والتي هي الماء أو أي سائل آخر في هذه الحالة. يسمح ذلك للمواد الكيميائية بالجفاف دون إحداث أي تفاعل كيميائي. يمكن أيضًا تجفيف المواد الكيميائية ذات نقاط الغليان المتفاوتة في وقت واحد. يزيد هذا من إنتاجية الصناعة الكيميائية بشكل عام.

• الصناعة الدوائية

  في الصناعة الدوائية، يلزم تجفيف المواد الحساسة للحرارة مثل الأدوية. تعتبر مجففات الفراغ الدوارة مثالية لتجفيف هذه الأنواع من المواد. حتى أثناء العملية، تبقى التركيبة الكيميائية للأدوية سليمة. تُستخدم مجففات الفراغ الدوارة لتجفيف العديد من المواد الأخرى في الصناعة الدوائية، مثل المضادات الحيوية، مساحيق البروتين، الفيتامينات، إلخ.

• صناعة الأغذية

  يستخدم مجفف الفراغ الدوار على نطاق واسع في صناعة الأغذية لتجفيف الأطعمة الحساسة للحرارة. يساعد المجفف على الحفاظ على نكهة الطعام وقيمته الغذائية ولونه. يتم تجفيف الأطعمة مثل اللحوم، الفطر، الثوم، البطاطس، والجزر باستخدام مجففات الفراغ الدوارة.

• صناعة الأسمدة

  يستخدم مجفف الفراغ الدوار لتجفيف الأمونيا، نترات الأمونيوم، فوسفات الأمونيوم، اليوريا، إلخ، التي لها مستوى رطوبة مرتفع. يساعد المجفف على تقليل محتوى الرطوبة بشكل كبير. اعتمادًا على الطلب، يمكن تجفيف المواد حتى 0-10٪ من محتوى الرطوبة.

• صناعة النسيج

  تُطور مجففات الفراغ الدوارة حرارة جافة للقضاء على الرطوبة في القطن، الصوف، الحرير، الكتان، الألياف الكيميائية، الغزل، القماش، إلخ. تُستخدم على نطاق واسع في صناعات النسيج والملابس لتجفيف الأقمشة والملابس ومواد النسيج الأخرى. تُستخدم مجففات الفراغ الدوارة أيضًا لتجفيف الطلاء والجلد أثناء الطلاء.

• صناعة مستحضرات التجميل

  في صناعة مستحضرات التجميل، تُستخدم مجففات الفراغ الدوارة بشكل كبير لتجفيف المواد الحساسة للحرارة مثل مسحوق الفيتامينات، حمض الهيالورونيك، الكولاجين، إلخ.

• صناعة البلاستيك والبوليمرات

  يزيل مجفف الفراغ الدوار الرطوبة من البلاستيك والبوليمرات مثل PVC و PET و ABS و PS لتحسين خصائص المواد وإعدادها لعمليات البثق والتشكيل.

• صناعة المنظفات

  تُستخدم مجففات الفراغ الدوارة في صناعة المنظفات لتجفيف المواد السطحية، المواد البانية، والمكونات المسحوقية الأخرى. فهي تعزز تكوين مساحيق منظفات متدفقة بحرية ذات جودة متسقة.

• صناعة المطاط

  تُستخدم مجففات الفراغ الدوارة في صناعة المطاط لتجفيف مركبات المطاط، المطاط المُبركن، وأوراق المطاط. فهي تُسهّل التجفيف المُتحكم به لتحقيق المرونة المُطلوبة ومحتوى الرطوبة.

كيفية اختيار مجففات الفراغ الدوارة

عند اختيار مجفف فراغ دوار للاستخدام الصناعي، من المهم مراعاة المعلمات التالية:

• خصائص المادة المجففة

  من الضروري فهم خصائص المادة المراد تجفيفها، مثل بعد الجسيمات، الوزن، اللزوجة، وحساسية درجة الحرارة. على سبيل المثال، تتطلب المواد ذات أحجام الجسيمات التي تتجاوز 20 مم أو الحبوب ذات درجة عالية من اللزوجة عادةً كمية كبيرة من سطح التجفيف. وبالتالي، يجب شراؤها مع مساحة كبيرة لسطح التجفيف، وربما تحريك داخلي إضافي.

• متطلبات الإنتاج

  تؤثر كمية المادة المراد تجفيفها والوقت المتاح للتجفيف على اختيار المجفف. يعتمد وقت التجفيف على محتوى الرطوبة الأولي والنهائي للمادة، ودرجة حرارة التجفيف، وأبعاد المجفف. بشكل عام، يجب أن يكون اختيار المجفف قادرًا على تلبية متطلبات الإنتاج مع وجود هامش.

• مصاريف الطاقة

  من الضروري مراعاة تكلفة الطاقة المطلوبة للتجفيف، مثل تكاليف التسخين، الكهرباء، ومصاريف ضاغط الهواء. يمكن أن يكون مجفف الفراغ الدوار الجيوحرارية اختيارًا اقتصاديًا إذا كانت الحرارة منخفضة الدرجة متاحة.

• الاحتياجات الخاصة

  عند اختيار مجفف لتلبية متطلبات فريدة، مثل مخاطر الانفجار أو الحريق، أو الامتثال لمعايير صحية أو غذائية محددة، من الضروري مراعاة ميزات معينة مثل صمامات مضادة للانفجار، بناء صحي، أو مراقبة البيانات والتحكم المضمنة.

• مضخة الفراغ

  يعد اختيار مضخة فراغ مناسبة أمرًا بالغ الأهمية أيضًا. يجب أن تكون قادرة على سحب الفراغ المطلوب بمعدل معقول. قد يفكر المرء في اختيار ضاغط هواء نظيف (CAC)، وهو ضاغط مصمم خصيصًا لمعالجة فوهات فنتوري لنظام الفراغ المركزي.

أسئلة وأجوبة مجفف الفراغ الدوار

س1: ما هو حجم سوق مجفف الفراغ الدوار؟

ج1: تم تقييم حجم سوق مجففات الفراغ العالمية بنحو 3.5 مليار دولار في عام 2022. من المتوقع أن يصل السوق إلى 5.4 مليار دولار بحلول عام 2032، مع نمو بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 4.5٪ من 2023 إلى 2032.

س2: ما هي فوائد مجفف الفراغ الدوار؟

ج2: يحتوي مجفف الفراغ الدوار على العديد من الفوائد. يمكنه تجفيف المواد عند درجات حرارة منخفضة، مما يجعله مناسبًا للمواد الحساسة للحرارة. يمنع التصميم المحكم للمجفف الدوار أي تبخر للمذيبات ويعزز استرداد المنتجات القيمة. يتمتع المجفف أيضًا بقابلية قوية للتكيف. يمكنه التعامل مع مواد تغذية متنوعة مثل الطين، العجين، والتعليق. يتحكم نظام HVAC في المجفف في تدفق الهواء، مما يمكّن من تدوير أنواع مختلفة من الجسيمات. من الفوائد الأخرى أنه يحقق تجفيفًا موحدًا من خلال تعريض جميع أجزاء المادة لسطح التسخين. تتمتع المعدات أيضًا بكفاءة عالية لأنها تسرع عملية التجفيف.

س3: كيف يعمل مجفف الفراغ الدوار؟

ج3: يعمل مجفف الفراغ الدوار ذو المجداف من خلال تطبيق الحرارة من الجدران ومجاديف المُحرّك. يتم تغذية المادة الرطبة في المجفف. يحدث توصيل الحرارة بين الجدران الساخنة، المجداف المُسخّنة، والمادة الرطبة. يتم تسخين الجدران والمجاديف بالبخار أو الماء الساخن. تتبخر الرطوبة من المادة ويتم إزالتها بواسطة مضخات الفراغ أو المكثفات.

س4: ما هي حدود مجفف الفراغ الدوار؟

ج4: يحتوي مجفف الفراغ الدوار على بعض القيود. تُعد المعدات باهظة الثمن للشراء والتثبيت. تكون تكاليف التشغيل مرتفعة بسبب استهلاك الطاقة. يُعد المجفف مناسبًا فقط لحجم إنتاج صغير إلى متوسط. يجب على منشآت الإنتاج على نطاق واسع اختيار خيارات تجفيف أخرى. أيضًا، فإن متطلبات صيانة وإصلاح المجفف الدوار عالية.