amixon®は大型真空混合乾燥機システムの設計を支援します

パイロットプラントから大規模プラントにどのように外挿するのか？

設置する産業プラントが、テクニカルセンターのプロセスマシンの100倍の大きさである場合、困難が生じる。熱運動学的な問題については、幾何学的類似性解析は失敗する。熱力学計算の応用に関する実践的な専門知識は、ここで役立つ。

amixonは、テストプラントの何倍も大きな処理機への外挿に役立つ。私たちの計算方法の正確さは、amixon®によって何度も証明されています。すなわち、産業環境における大規模なシステムが、計算された性能を達成するか、それを上回るときはいつでも、である。

amixon®は、近隣や遠方のお客様にも喜んでトライアルに参加していただき、事前に非常に良い結果をお約束します。何十年にもわたる経験のおかげで、私たちはこのようなことができるのです。

amixon®テクニカルセンターでの乾燥テストは常に目標に向かい、高い知識を得ることができます。つまり、情報交換の秘密は常に守られる。

乾燥試験は古典的な混合試験とは異なる。処理時間はかなり長くなる。amixon®のテクニカルセンターでは、乾燥工程中に多くのデータが記録されます。これはほとんど自動化されている。

これによって、建設的な詳細を議論するのに十分な時間を残すことができる。詳細な工場見学は必ず行うべきである。この時間を利用して、後工程の混合試験を行う顧客もいる。また、凝集テストに時間を使う者もいる。

高温・高圧で行われるプロセスに特別な特徴はありますか？

amixon®テクニカルセンターでは、過酷なプロセス条件下での試験も実施できます：

• プロセスチャンバー内のシステム圧力は最大25 barの過圧：熱伝導は、厚い容器壁の影響を受ける。一方、プロセスチャンバー内の温度は、システム圧力を変えることで極めて迅速に変化させることができる。プロセスチャンバー内のシステム圧力を上げると、例えば気固反応が促進される。例えば、拡散プロセス......
• 350℃まで加熱可能：従来のポリマーシールは、温度が恒常的に240℃を超えると故障する。その場合、金属シーリング・システムかグラファイト・ガスケットしか使用できない。
• 絶対圧1mbarの微真空：このような絶対圧力は、装置とすべての連絡接続ラインを極めてタイトにする必要がある。これは特に撹拌軸のシーリングに当てはまる。

真空混合乾燥のプロセスはどのように可視化できるのか？

試験手順の乾燥工程は、このように図で表すことができる。横軸は時間。様々な物理量が縦軸にプロットされている：

• プロセスチャンバー内のシステム圧力、
• 乾燥した液体の質量、
• 乾燥させる塊の温度と
• フローとリターンの熱媒体の温度。

真空ミキサー乾燥機は通常、乾燥工程を開始する前に最大バッチ容量で満たされる。原則として、乾燥が進むにつれてミックスの体積は減少する。

まれに、ミックスが乾燥して軽くなるにもかかわらず、充填量が一定に保たれることがある。ごくまれに、乾燥中に体積が増えることもある。ミキサー／ドライヤーは過充填してはならないので、この容積の増加を考慮しなければならない。

充填量が減少すると、伝熱面はどのように変化しますか？

真空乾燥機の熱伝達面積は、充填レベルによって変化します。この場合、混合室は円錐形と円筒形で構成されています。以下の導出では、充填容積が混合乾燥機の円錐部分よりも小さい場合の熱伝達面積を計算します。まず、円錐形の充填高さh_FK を計算します。

円錐部の熱伝達面積A_F は、混合物と接触している面積のみです。

乾燥プロセス中に混合乾燥機の充填率が変化すると、温度調整された混合ツールの接触面積も変化します。この事象は、閉じた関数として記述することはできません。amixon^® は、CAD システムで、さまざまな充填率における混合ツールの熱交換面積を測定します。データは表形式で記録され、補間されます。

大規模工場での乾燥工程にはどれくらいの時間がかかるのですか？

基準プラントと大規模プラントで湿潤製品の密度「ρ」が同じであると仮定すると、充填率「Φ」がわかれば、大規模プラントでの製品の質量を計算することができます。

大規模プラントで蒸発させる質量「m_T」は、乾燥終了時の水分度「f_T1」および乾燥開始時の水分度「f_T2」で計算されます。

大規模プラントでの乾燥時間は、以下のようになります。

大型ドライヤー用のベーパーフィルターはどのくらいの大きさにすべきですか？

許容フィルター負荷「f_s」に基づいて必要なフィルター面積を見積もる

蒸気の体積流量「dV/dt」、質量流量「dm/dt」、密度「ρ」を使って計算する。

粉塵を含む未処理ガスの速度「v」は

フィルター面積負荷「f_s」は、単位 [m³/h/m²] で定義されます。

直線は凝縮水の質量流量を理想化する

直線上の凝縮水質量流量を平均化する意図は何か？ この概算により、連続運転の並流熱交換器との比較が可能となる。 プロセスパラメータの変化による影響は、非常に正確な近似値で計算できる。

熱流体の温度を変えた場合、大規模システムでの乾燥プロセスにはどれくらいの時間がかかりますか？

計画中の大規模乾燥プラントは、より高温またはより低温の熱媒体で稼働することができます。その場合、乾燥時間は変化します。これらの考察は、「並流熱交換器」の稼働に類似して行われます。「T_2,heat」の値は数値的に反復計算することしかできません。これにより、興味深い曲線を近似することができます。この曲線により、熱媒体の温度が異なる場合の乾燥時間を推定することができます。

乾燥粉末を冷却するのに、湿った粉末を加熱するよりも時間がかかるのはなぜですか？

冷却時間「Δ t_T」を推定する際には、試験装置と大型乾燥機では同じ条件であることが前提となります。これは、熱伝達係数と、熱媒体と製品温度の平均温度差の両方に当てはまります。大規模プラントの製品は、試験プラントで試験されたものと同じ最終温度まで冷却される必要があります。

この図の混合物の冷却について、注目すべき点は？

典型的な冷却曲線を下図に示します。乾燥粉末の冷却には、湿潤粉末の加熱よりも長い時間がかかります。これには2つの理由があります。

• 液体は、ほとんどの固体よりもはるかに熱伝導率が高い。
• 湿った粒子の周囲に液体の膜ができると、熱伝導壁を湿らせることができます。これにより熱伝導が促進されます。これに対し、乾燥した粒子は表面の数箇所でしか接触しません。

この場合、乾燥機は非常に大きな温度差で加熱されます。熱媒体油は当初約120℃の高温です。この場合、熱媒体油貯蔵タンク全体をまずシステムフローで冷却する必要があります。その結果、乾燥粉末の冷却には顕著なヒステリシスが生じます。

熱伝達媒体として水を使用すれば、冷却プロセスは加速されます。

他に質問はありますか？いつでもご連絡ください。