Materijali koji se obrađuju opremom za sušenje su bezbrojni. Pored razlika u fizičko-hemijskim svojstvima različitih materijala i zahtevima proizvoda, termofizička svojstva materijala tokom procesa sušenja i zahtevi materijala za opremu sistema za sušenje tokom grejanja takođe su ključna razmatranja za dizajnere. Ovaj članak predlaže neke metode za odabir materijala u opremi za sušenje za referencu dizajnera.
Karakteristike opreme za sušenje
Do danas su uspješno razvijene stotine tipova opreme za sušenje, od kojih se preko stotinu najčešće koristi u industrijskoj proizvodnji. Postoje i različite metode klasifikacije opreme za sušenje. Na osnovu načina prijenosa topline u procesu sušenja, mogu se podijeliti na konvekcijske sušare (kao što su sušači sa protokom zraka, sušači u raspršivanju, rotirajuće brze sušare, sušare s fluidiziranim slojem itd.), provodne sušare (kao što su sušare s grabuljama, sušare sa valjcima) i sušare radijacije (kao što su mikrovalne sušare, daleko{3}}infracrvene sušare). Osim toga, postoji oprema za sušenje koja kombinira nekoliko metoda prijenosa topline, kao što su lopatice za sušenje.
Velika većina sušara je nestandardna oprema, uglavnom zato što svaka sušilica obrađuje različite materijale, a mnogi uvjeti sušenja se mijenjaju u zavisnosti od materijala, što dovodi do promjena u strukturi i materijalima sušara. Stoga je bitno jasno definirati specifične parametre materijala koji se suši, kao što su stanje materijala, vrste sadržaja vlage, propusnost, karakteristike materijala tokom procesa sušenja, prisustvo korozivnosti, zapaljivosti i eksplozivnosti, stvaranje statičkog elektriciteta, specifični zahtjevi za proizvodom i termoosjetljiva temperatura materijala, kako bi se odredili različiti parametri sušenja. Iz tog razloga, mnoge sušilice se ne mogu masovno-proizvoditi; stoga se u procesu projektovanja mora obratiti pažnja na specifičnost materijala i njegovu prilagodljivost radnim uslovima.
Metoda odabira materijala koji se koriste u opremi za sušenje je dobro-poznata. Materijal opreme za sušenje je ključni element u troškovima jedinice za sušenje, a razuman odabir materijala je važno sredstvo za kontrolu cijena opreme. Generalno, sljedeće aspekte treba uzeti u obzir pri odabiru materijala za opremu za sušenje: Zadovoljavanje potreba materijala koji se obrađuje. Glavni zadatak opreme za sušenje je sušenje određenog materijala. Budući da sušilice rukuju širokim spektrom materijala, pokrivajući mnoga polja kao što su žitarice, hrana, farmaceutski proizvodi, hemikalije, šumski proizvodi, papir i metalurgija, broj proizvoda je bezbroj. Zahtjevi za materijale koji se suše uvelike variraju. Na primer, hemijski reagensi, farmaceutski proizvodi, elektronski materijali i električni keramički materijali ne smeju se mešati sa ionima gvožđa tokom procesa sušenja; stoga pri odabiru opreme treba izbjegavati materijale od ugljičnog čelika. Nadalje, ako vlaga u materijalu sadrži kiseline, alkalije, soli ili organska otapala, može korodirati različite metalne materijale. Ova korozija se pogoršava, posebno tokom zagrijavanja. Stoga je potrebno odabrati odgovarajuće materijale na osnovu karakteristika sadržaja vlage u materijalu.
Što se tiče odabira materijala na osnovu tipa sušara, kao što je ranije spomenuto, postoje različite vrste sušara, od kojih svaka ima drugačiji princip rada. Stoga ovo treba u potpunosti uzeti u obzir pri odabiru materijala. Na primjer, kada se magnezijev oksid suši u sušilici za protok zraka, velika brzina materijala u cijevi za protok zraka i tvrdoća magnezijevog oksida uzrokuju ozbiljno habanje na krivinama cijevi za sušenje. Stoga, za ovo područje treba dizajnirati konstrukciju-otpornu na habanje ili-materijal otporan na habanje. Nadalje, nehrđajući čelik ima znatno nižu toplinsku provodljivost od ugljičnog čelika. Stoga, u opremi za sušenje gdje je provodljivost primarni način prijenosa topline, ako je nehrđajući čelik odabran kao glavni materijal, područje izmjene topline treba izračunati na osnovu toplinske provodljivosti nehrđajućeg čelika. Inženjerski primjeri pokazuju da pri odabiru parnih izmjenjivača topline, nehrđajući čelik zahtijeva 30% više površine od ugljičnog čelika.
Izbor materijala za proces sušenja varira u zavisnosti od materijala i uslova sušenja. Jednom sam dizajnirao-sušač na visokim temperaturama koji istovremeno suši neorganske soli i pokreće reakciju polimerizacije. Potrebna temperatura vazduha za sušenje bila je iznad 800 stepeni, što je zahtevalo upotrebu skupog nerđajućeg čelika otpornog na visoke{4} temperature. Međutim, s obzirom na to da nisu sve komore za sušenje u zoni visokih-temperatura, proračuni su pokazali da su materijali otporni na visoke{7}temperature korišteni samo u području visokih-temperatura. Radi normalno već više od godinu dana.
Odabir materijala na osnovu okruženja za ugradnju opreme: U mnogim slučajevima, čak i ako su gore navedeni uvjeti ispunjeni, moraju se uzeti u obzir zahtjevi okruženja za ugradnju opreme na materijale. Ako je oprema instalirana u hemijskom postrojenju, korozivnost okoline za opremu, kontrolni sistem i električni sistem mora se pažljivo razmotriti kako bi se razvilo razumno rešenje za dizajn.
Metode zaštite od korozije opreme za sušenje: Većina opreme za sušenje sastoji se od zavarenih dijelova, ploča i cilindara. Obrada zaštite od korozije neophodna je za sušare različite primene. Ispod su neka iskustva u zaštiti materijala od korozije i proizvodnim metodama.
Proces fosfatiranja{0}}pasivacije: U proizvodnji vibrirajućih sušara s fluidiziranim slojem, 70% dijelova je napravljeno od ugljičnog čelika. Dugo vrijeme između procesa rezultira velikom količinom hrđe koja se formira na površini, što zahtijeva značajan ručni rad za uklanjanje rđe prije farbanja. Fosfatiranjem-pasivacijom, kroz elektrohemijsku reakciju, tretiraju se čelični obradaci-prekriveni rđom u jednom koraku, otkrivajući originalnu metalnu boju dok istovremeno formira gust film protiv -rđe. Ova folija može izdržati izlaganje vlažnom zraku više od deset dana bez hrđe. Njegov rad je jednostavan, poboljšava radno okruženje, smanjuje radni intenzitet i štedi radnu snagu i resurse. Rastvor za fosfatiranje{10}}pasivacije sadrži emulgatore, molibdate, rastvorljive fosfate i razne kiseline. Ova metoda nije primjenjiva samo na gore navedene tipove strojeva već se može koristiti i za zaštitu od korozije drugih sličnih konstrukcija ili okvira.
Primjena elektrostatičkog praškastog premaza u proizvodnji opreme za sušenje: Tradicionalne boje su tekućine koje sadrže velike količine estera, ketona i ugljovodonika, što uzrokuje brojne probleme u proizvodnji, skladištenju, transportu i izgradnji. Oni su zapaljivi, eksplozivni i veoma nesigurni. Zbog svoje toksičnosti, isparavaju u atmosferu, ozbiljno zagađujući okoliš. Stoga su domaći i međunarodni proizvođači premaza posvećeni razvoju novih tipova premaza koji koriste manje ili nimalo rješenja. Jedna takva nova vrsta premaza je premaz u prahu.
Gornji poklopac vibrirajuće sušare s fluidiziranim slojem uglavnom je napravljen od hladno{0}}valjanog nehrđajućeg čelika, što rezultira visokim troškovima. Razlog za korištenje nehrđajućeg čelika umjesto običnog ugljičnog čelika je taj što će oprema tokom rada doći u kontakt sa raznim korozivnim materijalima i plinovima, a nehrđajući čelik ima odličnu otpornost na koroziju; stoga se koristi hladno-nerđajući čelik.
Elektrostatskim raspršivanjem premaza u prahu od poliesterske smole na običan ugljični čelik postiže se otpornost na koroziju uporedivu sa nerđajućim čelikom. Budući da je ova vrsta praškastog premaza čvrsta, izdržljiva i ima dobra dekorativna svojstva, kao i odličnu otpornost na vanjske vremenske uvjete i toplinu, uz odličnu otpornost na koroziju, otpornost na kredanje, sjaj i performanse boje, elektrostatičko prskanje prahom je savršeno pogodno za zaštitu od korozije školjki sušara.
Diskusija o zavarivanju austenitnog nikla-kroma nerđajućeg čelika Mnoge komponente opreme za sušenje su zavarene limene konstrukcije, pri čemu je većina limova 1Cr18Ni9Ti (18-8 tip). Problemi korozije i loma često se javljaju tokom procesa zavarivanja. Ovo ozbiljno utiče na životni vek i performanse proizvoda. Razlika između austenitnog nehrđajućeg čelika i običnog ugljičnog čelika leži u njegovoj slaboj toplinskoj provodljivosti, velikom koeficijentu toplinskog širenja tijekom zagrijavanja i visokoj električnoj otpornosti. Zbog ovih karakteristika, potrebni su posebni postupci zavarivanja austenitnog čelika. Intergranularna korozija je jedan od glavnih problema visokolegiranih čelika. Dok sam ovaj čelik ima visoku otpornost na koroziju, proces zavarivanja smanjuje tu otpornost. Oblici korozije pri zavarivanju austenitnog čelika uključuju: ukupnu, lokaliziranu i intergranularnu koroziju. Domaća fabrika je uvezla opremu za sušenje iz inostranstva. Nepravilne metode zavarivanja oštetile su mikrostrukturu okvira vrećastog filtera od nehrđajućeg čelika, uzrokujući međugranularnu koroziju. Tokom procesa sušenja, materijal je sadržavao kisele komponente, što je dovelo do brzog loma čeličnog okvira.
Zaključak Kako se tehnologija sušenja razvila do sadašnjeg stanja, kao inženjerska tehnologija, njen uspjeh zavisi ne samo od nivoa teorije sušenja već i usko od strukture opreme, odabira materijala i metoda proizvodnje. Uzimajući u obzir različite faktore, razvoj razumnog plana proizvodnje ima značajan ekonomski značaj.