Prinsip kerja vibrating fluidized bed

Abstrak:

Pengering unggun terfluidisasi getar umumnya terbagi dalam dua kategori utama. Salah satu jenisnya terdiri dari pengering melingkar horizontal persegi panjang dan vertikal dimana motor getar dipasang langsung pada fluidized bed untuk penggerak. Pengering ini dicirikan oleh struktur unggun terfluidisasi yang sederhana, pemasangan yang mudah, dan biaya rendah. Tipe lainnya adalah tipe pegas pelat dimana bagian yang bergetar dipisahkan dari motor, dan vibrator tipe kotak-dipasang pada salah satu ujung unggun terfluidisasi. Tipe ini memiliki mekanisme getaran dan transmisi yang kompleks serta harganya lebih mahal.

1.1 Jenis dan Struktur

Pengering unggun terfluidisasi getar umumnya terbagi dalam dua kategori utama. Salah satu jenisnya terdiri dari pengering melingkar horizontal persegi panjang dan vertikal dimana motor getar dipasang langsung pada fluidized bed untuk penggerak. Pengering ini dicirikan oleh struktur unggun terfluidisasi yang sederhana, pemasangan yang mudah, dan biaya rendah. Tipe lainnya adalah tipe pegas pelat dimana bagian yang bergetar dipisahkan dari motor, dan vibrator tipe kotak-dipasang pada salah satu ujung unggun terfluidisasi. Tipe ini memiliki mekanisme getaran dan transmisi yang kompleks serta harganya lebih mahal. Jenis yang terakhir ini umumnya digunakan dalam pengering unggun terfluidisasi berukuran besar, menawarkan pengoperasian yang stabil dan fluidisasi yang seragam. Saat ini, industri karet umumnya menggunakan pengering fluidized bed getar dengan penampang persegi panjang horizontal. Struktur pengering fluidized bed getar persegi panjang horizontal ditunjukkan pada Gambar 1. Ini terdiri dari cangkang, pelat distribusi, vibrator (termasuk motor getar dan pegas isolasi getaran), dan sistem udara panas dan dingin. Vibrator biasanya mencakup dua motor eksentrik yang berputar berlawanan, yang disebut vibrator linier inersia sumbu ganda yang tersinkronisasi mandiri. Udara panas masuk dari bawah ke atas melalui pelat distribusi yang berlubang, sedangkan material masuk dari belakang atas. Bahan tersebut difluidisasi dalam unggun terfluidisasi oleh udara panas dan getaran, sekaligus mengalami pertukaran panas dan massa. Bahan kering didinginkan dan dibawa ke tempat pembuangan melalui getaran. Udara panas dan dingin dikeluarkan dari lubang pembuangan di bagian atas cangkang.

1.2 Karakteristik

Saat mengeringkan bahan granular, lapisan terfluidisasi biasa mungkin menghadapi masalah berikut: ketika ukuran partikel kecil, lapisan saluran atau lapisan mati dapat terbentuk; ketika rentang distribusi partikel besar, entrainment bisa sangat parah; karena adanya pencampuran balik partikel, waktu tinggal bahan di dalam mesin bervariasi, mengakibatkan kadar air yang tidak merata pada partikel kering; ketika material memiliki kadar air yang tinggi, aglomerasi dan penggumpalan dapat terjadi, menyebabkan penurunan fluidisasi, dll. Lapisan terfluidisasi yang bergetar dibuat dengan menerapkan getaran pada lapisan terfluidisasi konvensional. Ini merupakan perbaikan yang berhasil pada fluidized bed konvensional, mengatasi kekurangan fluidized bed konvensional yang disebutkan di atas. Dibandingkan dengan pengering fluidized bed konvensional, vibrating fluidized bed memiliki keuntungan sebagai berikut:

(1) Dalam fluidisasi konvensional, fluidisasi material dicapai seluruhnya melalui aliran udara, sedangkan pada fluidisasi getar, fluidisasi dan pengangkutan terutama dilakukan melalui getaran. Di bawah aksi ganda gaya eksitasi dan udara panas dengan tekanan tertentu, material menunjukkan keadaan fluidisasi yang ideal, memungkinkan terjadinya kontak penuh antara material dan udara panas.

(2) Akibat penambahan getaran, kecepatan fluidisasi minimum material berkurang sehingga menyebabkan fluidisasi terjadi lebih awal. Secara khusus, bahan partikulat di dekat bagian bawah pelat distribusi gas mulai terfluidisasi terlebih dahulu, yang membantu menghilangkan fenomena dinding dan meningkatkan kualitas fluidisasi.

(3) Udara panas yang masuk ke pengering terutama digunakan untuk perpindahan panas dan massa selama proses pengeringan. Dengan menggunakan suhu udara masuk yang lebih tinggi dan meningkatkan ketebalan lapisan material, efisiensi termal yang lebih tinggi dapat diperoleh. Efisiensi termal dari pengering unggun terfluidisasi getar adalah antara 30% dan 60%. Oleh karena itu, volume udara sangat berkurang, hanya 20%~30% dari volume pengering unggun terfluidisasi konvensional. Beban pada sistem pemulihan serbuk halus berkurang, dan masuknya serbuk halus secara umum berkurang. Spesifikasi sumber panas pendukung, kipas, pemisah siklon, dll. juga dikurangi, sehingga menghasilkan efek-penghematan energi yang signifikan.

(4) Lapisan terfluidisasi yang bergetar dapat mengeringkan material dengan distribusi partikel yang luas dan waktu tinggal yang relatif seragam; mereka juga dapat mengeringkan bahan kental atau termoplastik, mengurangi persyaratan keseragaman dan keteraturan bahan, dan mempermudah memperoleh produk kering yang seragam.

(5) Struktur lapisan ditingkatkan, koefisien perpindahan panas meningkat, luas antarmuka fase meningkat, dan derajat turbulensi lapisan batas meningkat, sehingga memperkuat proses pengeringan.

(6) Dapat mengurangi masalah penyaluran awal fluidisasi, sehingga menghasilkan stabilitas operasional yang baik. Kecepatan operasi udara dan penurunan tekanan unggun lebih rendah dibandingkan dengan pengering unggun terfluidisasi konvensional. Karena tidak adanya backmixing yang intens, kerusakan partikel material menjadi minimal.