온도에 따른 고체 처리

Peter Koenig, Bepex 제품 관리자 | 2021년 9월 15일

직접 건조와 간접 건조 기술 모두 체류 시간이 짧다는 장점을 제공합니다. 기계식 플래시 건조기(직접 건조)와 박막 패들 건조기(간접 건조)의 두 가지 유형의 건조기는 열에 민감한 재료에 최적의 솔루션을 제공합니다. 각 적용 분야의 요구 사항에 따라 건조기 선택이 결정됩니다.

화학, 식품, 광물 및 기타 산업 분야의 제조업체는 재료가 최소한의 폐기물, 최적의 효율성 및 최고 품질로 생산되도록 산업 프로세스를 지속적으로 평가합니다. 열처리는 가공 단계에 필수적이며 재료의 수분 함량 및 기타 특성에 대한 철저한 분석이 필요합니다. 각 산업 프로세스는 고유합니다. 제조업체는 재료 평가, 배치 테스트, 파일럿 규모 시험 및 상업적 평가를 포함하는 신중한 개발 프로세스를 거쳐야 최고의 성능을 보장받을 수 있습니다. 온도에 민감한 재료를 건조하는 두 가지 접근 방식은 폴리머, 비료, 전분, 밀가루 및 효모(동물 보충제의 경우도 포함)를 포함한 다양한 재료의 공정 및 제품 품질을 최적화합니다.

건조는 기계적 수단 이외의 방법으로 액체를 고체로부터 분리하는 단위 작업입니다. 이를 위해서는 일반적으로 열 공급이 필요하며 이로 인해 액체가 증발하게 됩니다. 직접 건조와 간접 건조라는 두 가지 유형의 건조 기술을 온도에 민감한 가공에 적용할 수 있습니다(그림 1 참조).

그림 1: 온도에 민감한 가공을 위한 직접 및 간접 건조

직접 또는 대류 열 공정(그림 2)은 일반적으로 가열된 가스 또는 주변 가스(예: 공기 또는 질소)를 처리할 재료와 직접 혼합합니다. 일부 직접 열 기술은 기계적 교반기를 사용하여 재료와 가스의 혼합을 증가시키며, 거의 모든 직접 기술은 공압식 이송을 사용하여 프로세스를 통해 재료를 이동시킵니다.

이 공정은 열 전달 매체로 가스를 사용하기 때문에 배기 처리 및 환경 고려 사항으로 인해 이 공정이 특정 용도에 대한 간접 처리보다 덜 바람직할 수 있습니다.

그러나 공기/가스의 양이 많기 때문에 직접 건조 작업은 증발 냉각을 통해 이점을 얻을 수 있습니다. 증발된 물이 공기 흐름을 냉각시키고 이어서 건조된 물질을 냉각시키는 경우입니다. 이는 결과적으로 낮은 작동 온도를 유지하고 온도에 민감한 재료의 성능 저하를 방지하는 데 도움이 됩니다.

간접 또는 전도성 건조 공정은 가열된 표면과의 접촉을 통해 재료에 간접적으로 열을 전달합니다. 재료는 금속 벽에 의해 열 전달 매체와 분리되며, 열은 재료 또는 열 전달 매체(보통 증기 또는 뜨거운 오일(또한 물, 글리콜 용액, 전기 저항 또는 용융염))를 통해 전도됩니다. 재료 자체는 열 전달 매체와 직접 접촉하지 않습니다. 균일한 가열을 강화하고 운반을 제공하기 위해 간접 시스템은 기계적 교반을 사용하여 처리된 재료를 금속 표면을 가로질러 다음 공정 단계로 이동시킵니다.

간접 열 처리는 공간이 제한된 경우, 단거리 운반 또는 공정 내 운반 장비 감소에 특히 유용합니다. 간접 열 처리는 재료 취급 문제를 제거하고 최종 제품의 가치를 높이는 경우가 많습니다.

그림 2: 직접 및 간접 열 개념

여러 유형의 건조기가 작업을 수행할 수 있지만 특히 열에 민감한 재료를 건조하는 데 이상적인 두 가지 유형은 기계식 플래시 건조기와 박막 패들 건조기입니다. 각 개별 적용 분야의 요구 사항과 공급원료 형태에 따라 건조기 선택이 결정됩니다. 각 애플리케이션에는 애플리케이션과 정확히 일치하는 항목을 테스트, 설계 및 지정하기 위한 철저한 개발 프로세스가 필요합니다(사이드바: 최상의 결과를 위한 평가, 테스트 및 샘플 자료 참조).

플래시 건조기는 직접 열 기술을 기반으로 하며 습식/필터 케이크, 페이스트 및 슬러리와 같이 다루기 어려운 형태의 습도가 높고 온도에 민감한 물질을 건조하도록 설계되었습니다(그림 3 참조). 전통적인 플래시 건조기는 비기계적 분무 건조기 또는 링 건조기입니다. 대체 유형의 플래시 건조기는 기계식이며 분무 건조기나 링 건조기에 비해 입자 유연성이 더 뛰어납니다. 분무 건조기는 일반적으로 미세한 분말만 생산하는 반면, 링 건조기는 일반적으로 더 큰 과립을 생산하며 분말을 생산하려면 추가 밀링 단계가 필요합니다. 기계식 플래셔 건조기는 미세하게 분쇄된 분말(~5μm) 또는 더 큰 과립(일반적으로 최대 1-2mm)을 생성할 수 있습니다.