Sproeidrogers
Sproeidrogers zijn apparaten die het vochtgehalte verlagen in een oplossing of slurry tot deze poeder vormt. In de industrie wordt sproeidrogen al bijna 100 jaar toegepast. Het aantal sproeidrogers is gedurende de afgelopen 30-40 jaar sterk toegenomen. De redenen hiervoor zijn de mogelijkheid een vloeistof of suspensie direct in een droog poeder om te zetten en de eigenschappen van het aldus verkregen poeder. Op dit moment zijn er wereldwijd naar schatting meer dan 20.000 sproeidrogers bij de industrie in gebruik. Sproeidrogen is een industriële methode om poeder te vormen uit een oplossing. De geconcentreerde oplossing wordt door een verstuiver geleid, om vervolgens in een verwarmde toren te worden gespoten. Door deze manier van vernevelen en drogen verkrijgt men een kleine korrelgrootte. De kleine druppels drogen aan de warme lucht, en de droge stof blijft over.
Inhoud |
Werking
1) Luchtfilter
2) Ventilator
3) Brander
4) Feeder
5) Pomp
6) Sproeier
7) Kamerdroger
8) Ontluchting
9) Cycloon
10) Uitdraagssysteem
11 Zakkenfilter
12) Uitlaat
Luchtfilter
Lucht wordt in het systeem gezogen door een luchtfilter. De efficiëntie van het filter is afhankelijk van het te drogen product. In het algemeen hebben chemicaliën minder filtratie nodig dan voedingsmiddelen en farmaceutische producten. De filters hebben twee functies:
- Besmetting voorkomen van het te drogen product
- Voorkomen dat vonken voor ontsteking van het te drogen product vormen
Ventilator
Een ventilator zuigt lucht in het systeem. Sproeidroogsystemen verbruiken veel lucht en hebben relatief luchtdruk nodig vanwege de hoge weerstand in het systeem. Er zijn twee methodes om de lucht te verwarmen:
Brander
In het schema is een directe brander te zien. Directe branders worden vaak gebruikt voor sproeidrogen. Een directe brander heeft als voordeel deze snel inspelen op temperatuurveranderingen en een lage emmisie hebben.
Feeder
De sproeidroger wordt vaak gevoed door een mengtank waar de oplossing of slurry gedoseerd het systeem ingebracht wordt. Bij voedingsmiddelen is dit vaak een afgesloten rvs tank om besmetting te voorkomen. De tank kan verwarmd zijn om de viscositeit te verlagen.
Pomp
Pomp dient robuust te zijn en betrouwbaar. Deze vormt een kritisch onderdeel van het proces. De volgende pompen kunnen worden ingezet:
- Peristaltische pompen Deze zijn geschikt voor een laag debiet en voor sterk viskeuze vloeistoffen.
- Excentrische wormpompen Deze pompen zijn zeer robuust
- Zuigerpompen Deze pompen zijn geschikt voor hoge drukken en zijn zeer betrouwbaar.
Sproeier
De oplossing wordt in de sproeidroger gespoten door een sproeier. De druppels die ontstaan bieden maximale blootstelling aan de verwarmde lucht waarbij het verdampingsproces versneld wordt. Het is ook mogelijk om de straal direct op een ronddraaiende schijf te richten waarbij de vloeistof uiteenspat. Deze methode wordt vaak toegepast bij vloeistoffen die veel vast stoffen bevatten en sprayvorming lastig is. Een sproeier is een goedkopere oplossing dan een draaischijf.
Kamerdroger
Deze drogers lijken veel op silo's of open tanks. In de kamerdrogers wordt de vernevelde vloeistof verwarmd. De verwarmde nevel zal kristalliseren tot een poeder. De buitenzijde van de korrel is meestal droger dan de binnenzijde en vormt een schil.
Ontluchting
Er zijn vaak verschillende openingen verbonden met de kamerdroger waar de vochtige lucht kan uitstromen. In het schema staat een gelijkstroom droger. De nevel en de warme lucht stromen in dezelfde richting.
Cycloon
Een cycloon wordt vaak ingezet om het poeder te scheiden en van de lucht en het poeder op te vangen. Cyclonen zijn relatief eenvoudig schoon te maken en zijn relatief goedkoop. Al is een filtratiegraad van 99% mogelijk, wordt er vaak nog aanvullende filtratie vereist door regelgeving. Aanvullende filters kunnen zijn:
Wanneer er maar één product gedroogd wordt, is het ook mogelijk om uitsluitend een zakkenfilter te gebruiken. Deze heeft een hogere filtratiegraad en voldoet eenvoudig aan de emissie-eisen. De zakkenfilters zijn vaak van het type terugspoelfilter of puls jet gereinigde filter
Uitdraagsysteem
In de dode zones van een cycloon zullen de vaste deeltjes in de luchtstroom door zwaartekracht naar beneden vallen. Om het poeder onderaan de cycloon af te voeren kan men gebruik maken van:
Zakkenfilter
Een zakkenfilter kan dienen als extra filtratie voor de uitgaande restlucht.
Uitlaat
De uitgaande lucht wordt aangezogen door een ventilator en stoot de lucht in de atmosfeer. De uitgaande temperatuur is een zeer belangrijke procesparameter. Deze dient hoog genoeg te zijn om het vocht te absorberen en koud genoeg dat het product niet beschadigd wordt. Des te groter het temperatuurverschil is des te hoger is de drogingsgraad.
Voorbeelden
Er zijn verschillende producten waarvoor de sproeidroogtechniek wordt toegepast. Een aantal voorbeelden:
- Melkpoeder
- Wasmiddel
- Oploskoffie
- Poeder voor soepen
- Verfpigmenten
In theorie is sproeidrogen geschikt voor alle processen waar men uit een oplossing een droog poeder wil fabriceren.
Emissie
De gedroogde materialen zijn stuifgevoeliger dan de oorspronkelijke materialen.De drooglucht moet worden afgevoerd. Meestal wordt deze drooglucht gekanaliseerd afgevoerd. Bij gekanaliseerde afvoer kan het afgas (drooglucht) worden gereinigd. De gekanaliseerde emissie dient te voldoen aan de algemene emissie-eisen van de NeR. De drooglucht kan bij sommige processen na condensatie ook worden gerecirculeerd, zodat er een gesloten systeem is. Bij een gesloten systeem is er geen stofemissie.
