PÜSKÜRTMELĠ KURUTMA (Spray Drying)
1. Deneyin amacı ve temel prensipler
2. Deney sisteminin fotoğrafları ve teknik resmi
3. Deney yöntemi
4. Deney sisteminin işletilmesi
5. Deney verilerinin elde edilmesi
6. Verilerin Değerlendirilmesi
7. Sorular
8. Tasarım soruları
9. Kaynaklar
10.Ek bilgiler
KYM454 KĠMYA MÜHENDSĠLĠĞĠ LAB-111 ATOMĠZER DENEYĠ
Prof.Dr.Hasip Yeniova
DENEYİN AMACI:
Bu deneyin amacı, katı-sıvı çözelti ya da süspansiyonlar içerisinde bulunan
katı maddenin kuru olaral elde edilmesidir.
Atomizer deneyinde püskürtmeli kurutma gerçekleştirilmektedir.
Püskürtmeli kurutmada kurutulacak ürün çok küçük damlacıklar halinde sıcak
hava akımı içine gönderilerek, çözeltinin buharlaşması sağlanır.
Bu tip bir kurutma cihazının en önemli birimi atomizerdir.
Atomizer, kurutulacak olan sıvıyı, çeşitli faktörlere bağlı olarak 50-500µm
çapında küçük zerreciklere parçalayan cihazdır. Atomizerde ne kadar küçük
damlacıklar elde edilirse, o kadar hızlı kurutma gerçekleşir.
Kurutulacak olan çözelti, atomizerde zerreciklere ayrılarak sıcak gaz akımı
içine püskürtülür. Sikloidal hava hareketiyle önce damlacık, birkaç saniye
içinde katı partiküle dönüşerek ilerleyen ürün, siklonda gaz akımından
ayrılarak ürün toplama kabında elde edilir.
Prof.Dr.Hasip Yeniova
Püskürtmeli kurutma en fazla gıda endüstrisinde uygulanmaktadır.
Örneğin: süttozu, hazır çorba, instant-cafe vb içecekler bu şekilde elde
edilir.
Prof.Dr.Hasip Yeniova
Püskürtmeli kurutucu
Hava
~ 200°C
Hava.girişi
.15°C
Girdinin
püskürtülmesi
Katı madde ve
Nemli hava
Ürün
Çıkan
hava
Siklon
Kurutma
bölgesi
Püskürtmeli kurutucunun (Niro)fotoğrafları
Prof.Dr.Hasip Yeniova
Prof.Dr.Hasip Yeniova
Püskürtmeli Kurutucunun Teknik Resmi
Prof.Dr.Hasip Yeniova
DENEY YÖNTEMĠ
Besleme çözeltisi, 5-6 kg/cm2 lik hava basıncında, 40.000 devir/dakika hızla çalışan atomizer adı verilen birimde çok ince zerrecikler halinde pulverize edilir. Sıcak hava akımı ile konik bölgeye sürüklenen bu zerrecikler içindeki çözücü buharlaşarak gaz faza geçer ve kuru tanecikler şekline dönüşür. Kurutulmuş tanecikler sıcak hava akımı ile (pnömatik) taşınmakta ve bir siklon yardımı ile ayrılarak ürün toplama kabında biriktirilmektedir.
Prof.Dr.Hasip Yeniova
DENEY SİSTEMİNİN İŞLETİLMESİ
1. Sisteme enerji veren düğme açılır. Kurutma odası (26) ve panelin (13)
lambaları yanar.
2. Çalışma düğmesi (14) “0” konumundan “ M” konumuna getirilir. Fan
çalışmaya başlar. İstenilen hava giriş sıcaklığına göre düğme I, II veya
III konumuna getirilir
4. İstenilen hava giriş sıcaklığı elde edilinceye kadar zaman ayarlayıcı (15) ile
hava sıcaklığı ayarlanır. Isıtıcı ve fan çalışır durumdayken panelin
üzerindeki mavi vana açılarak atomizer çalıştırılır. Bu sırada, atomizer
son hızına ulaşıncaya kadar (basınç 5-6 kg/cm2) şiddetli bir ses çıkarır.
Göstergeden izlenen hava basıncı sabit tutulmalıdır. Basınçtaki azalma,
atomizerin hızının düşmesine neden olur. Atomizerin etkin çalışabilmesi
için hızının sabit tutulması gerekir.
5. Atomizer çalışmaya başladıktan 30 saniye sonra son hızına ulaşır. İstenen
hava çıkış sıcaklığı elde edilinceye kadar atomizere saf su beslenir. (Hava
çıkış sıcaklığı kurutulan ürüne bağlıdır. Bir çok ürün için bu sıcaklık 85°C
dir.
6. İstenen hava çıkış sıcaklığı elde edildikten ve bu sıcaklığın sabit kalması
sağlandıktan sonra atomizere saf su yerine sıvı besleme gönderilir.
Böylece kurutma işlemi başlamış olur.
Prof.Dr.Hasip Yeniova
NOT : Deney sistemi, maksimum 350°C lik hava giriş sıcaklığı, maksimum 120°C hava çıkış sıcaklığına göre tasarlanmıştır
DENEY VERĠLERĠNĠN ELDE EDĠLMESĠDeney sırasında hesaplamalarda kullanılmak üzere aşağıdaki veriler elde edilecektir: Boş ve dolu piknometre tartımlarıın alınması Çözelti ve ortam sıcaklığının ölçülmesi Başlangıçtaki besleme çözeltisinin hacminin ölçülmesi (ml) Havanın giriş ve çıkış sıcaklıklarının ölçülmesi Besleme çözeltisi akış hızının ölçülmesi Yatışkın koşullarda işletme süresinin belirlenmesi Ürün toplama şişesinin boş ve dolu tartımlarının alınması Sistem basıncının ölçülmesi Havanın ısıtılmasında kullanılan elektrik enerjisi Disk dönüş hızının ölçülmesi Disk çapının ölçülmesi
Prof.Dr.Hasip Yeniova
DENEY VERĠLERĠNĠN DEĞERLENDĠRĠLMESĠ
Ürün veriminin bulunması Sistem için enerji dengesinin kurulması ve enerji kaybının hesabı Ortalama damlacık çapının hesaplanması Maksimum damlacık çapının hesaplanması Üründeki en küçük tanecik çapının hesaplanması
Prof.Dr.Hasip Yeniova
Damla
katı ve
sıvı
SORULAR
1.Püskürtmeli kurutma (Atomizör) deneyinin amaçları nelerdir
2.Püskürtmeli kurutucuların kullanıldığı sektörlere örnekler veriniz
3.Deney sisteminin elementer akım şemasını çiziniz
Kütle denkliğini yazınız.
Enerji denkliğini yazınız.
4. Mutlak Nem ve Bağıl Nem’in tanımını yapınız
5. Aşağıdaki şemayı göz önüne alarak
sıcak hava ortamına püskürtülen bir damlacık ile sıcak hava arasındaki
kütle ve ısı aktarım olaylarını irdeleyiniz.
İlgili kütle ve ısı aktarım denkliklerini yazınız
Sıcak hava
6. Damlacık büyüklüğüne etki eden parametreler nelerdir irdeleyiniz.
Prof.Dr.Hasip Yeniova
TASARIM SORULARI
1. Yılda 100 ton SÜT TOZU üretmek için kuruluşu yapılacak olan bir fabrikada grekeli olan püskürtmeli kurutucunun spesifiksyonlarınıhesaplayınız.
2. Püskürtmeli kurutma prosesinde katı madde kayıplarının en aza indirilmesiamacıyla sistemde yapılması gerekli değişikleri tasarlayınız.
3. Püskürtmeli kurutma prosesinde enerji kayıplarının en aza indirilmesiamacıyla sistemde yapılması gerekli değişikleri tasarlayınız.
Prof.Dr.Hasip Yeniova
KAYNAKLAR
1. Yeniova, H.., Akay, B. , Katıların Kurutulması, Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü Ders notları, Mayıs 1990, Ankara.
2. Perry, R.H., Green. D., Perry’s Chemical Engineers’ Handbook”,6th ed., pp. 18,48, 18-57 and 20-51, 20-63, McGraw Hill, 1985.
3. Geankoples, C. J., Transport Process and Unit Operations, Prentice-Hall International, Inc 3rd ed.,1993.
4. Master, K., Spray Drying Handbook, 3rd ed., George Godwin, London 1979.5. Mc Cabe, W.L., Smith, J. C., Unit Operations of Chemical Engineering,
4th ed., McGraw Hill, 19856. Treybal, R. E., Mass Transfer Opertions, 3rd ed. McGraw Hill, Kogakusha,
Tokyo, 1981.
Top Related