مقدمه پروژه
برای ذرات بزرگ، مواد ورقهای کوچک، مواد استوانهای کوچک و آمورف، خشککن تسمهای خشککن مناسبتری است. در حال حاضر خشککن تسمهای با جریان عبوری رایج است، روش خشک کردن جریان موازی فقط در خشککن تونلی استفاده میشود. خشککن تسمهای معرفی شده در این مقاله، خشککن تسمهای با جریان عبوری است که به آن خشککن تسمهای میگویند.
ترکیب خشک کن تسمه ای:
خشککن تسمهای از چندین واحد مستقل تشکیل شده است. هر واحد شامل یک جعبه، یک تسمه نقاله و یک سیستم انتقال، یک فن گردشی، یک دستگاه گرمایشی، یک سیستم مکش هوای تازه جداگانه یا مشترک و یک سیستم تخلیه گاز زائد است. تعداد واحدها را میتوان با توجه به نیاز تعیین کرد و پارامترهای عملیاتی محیط خشککن مانند حجم هوا، دما، رطوبت و گردش گازهای خروجی را میتوان به طور مستقل کنترل کرد تا از قابلیت اطمینان خشککن و بهینهسازی شرایط عملیاتی اطمینان حاصل شود.
ویژگیهای خشککن تسمهای:
۱. عملکرد خشککن تسمهای انعطافپذیر است. پس از ورود مواد مرطوب به خشککن تسمهای، فرآیند خشک کردن در یک جعبه کاملاً آببندی شده انجام میشود و شرایط کار برای جلوگیری از نشت گرد و غبار بهتر است.
۲. هنگامی که مواد خشک شده در خشک کن تسمه ای با تسمه نقاله حرکت می کنند، موقعیت نسبی بین ذرات ماده نسبتاً ثابت است (که می توان آن را به عنوان یک بستر ثابت در نظر گرفت) و زمان خشک شدن اساساً یکسان است. خشک کن تسمه ای برای برخی از فرآیندهای خشک کردن که در آن رنگ ماده تغییر می کند یا میزان رطوبت باید یکنواخت باشد، بسیار مناسب است. علاوه بر این، لرزش و ضربه مواد روی خشک کن تسمه ای بسیار کم است و ذرات ماده به راحتی شکسته نمی شوند، بنابراین برای خشک کردن برخی از مواد (مانند مواد غذایی) که مجاز به شکستن نیستند نیز مناسب است.
۳. خشککن تسمهای نه تنها میتواند مواد را خشک کند، بلکه گاهی اوقات میتواند آنها را بپزد، آتش بزند یا به عمل آورد.
4. ساختار خشک کن کمربند پیچیده نیست، نصب آن آسان است، میتواند برای مدت طولانی کار کند، در صورت بروز خطا، میتواند وارد تعمیر و نگهداری داخلی جعبه شود و نگهداری آن راحت است.
دامنه کاربرد خشک کن تسمه ای:
خشککن تسمهای رایجترین دستگاه خشککن پیوسته است که به طور گسترده در صنایع غذایی، الیاف شیمیایی، چرم، جنگلداری، داروسازی و صنایع سبک، نمک معدنی و صنایع شیمیایی ظریف نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
ساختار و طبقه بندی خشک کن تسمه ای:

۱. با توجه به تعداد لایههای تسمه نقاله، میتوان آن را به خشککن تسمهای تک لایه، خشککن تسمهای چند لایه و نوع سری بدنه جعبهای تقسیم کرد.
۲. با توجه به جهت جریان هوای گرم، میتوان آن را به نوع جریان هوای گرم رو به پایین، نوع جریان هوای گرم رو به بالا و نوع جریان هوای گرم مرکب متقاطع تقسیم کرد.
۳. طبق طبقهبندی حالت اگزوز: میتوان آن را به اگزوز جریان مخالف، اگزوز جریان موازی و حالت اگزوز جداگانه تقسیم کرد.
الزامات طراحی خشک کن تسمه ای
تسمه نقاله:
۱. در حال حاضر، پرکاربردترین تسمه نقاله از جنس سیم مش فولادی ضد زنگ با شماره مش ۱۰ تا ۱۴ ساخته شده است که با توجه به اندازه ذرات ماده، چگالی ماده و ضخامت ماده تعیین میشود. اگر شبکه تک لایه نازک به نظر برسد، میتوان دو لایه شبکه را با هم استفاده کرد. زیر صفحه نمایش توسط یک غلتک پشتیبانی میشود که با یک غلتک متصل و ثابت شده است. دو انتهای غلتک در شافت توخالی زنجیر نقاله قرار میگیرند و همراه با زنجیر حرکت میکنند.
۲. اگر ماده چسبنده باشد، میتوان یک لایه توری نچسب به توری استیل ضد زنگ متصل کرد.

۳. صفحات فولادی سوراخدار برای تشکیل یک تسمه نقاله به هم متصل میشوند. ضخامت صفحه فولادی ۱ میلیمتر تا ۱.۵ میلیمتر است و میزان باز شدن آن با توجه به سختی صفحه فولادی پس از سوراخ شدن تعیین میشود. طبق اطلاعات، میزان باز شدن ۶٪ تا ۴۵٪ است که خیلی زیاد است. طبق تجربه عملی، اگر ضخامت صفحه فولادی ۱.۲ میلیمتر باشد، میزان باز شدن ۱۲٪ تا ۱۸٪ است. میتواند سوراخ گرد ایجاد کند، دهانه حدود ۲ میلیمتر است. سوراخهای بلند نیز میتوانند سوراخ شوند. عرض هر صفحه فولادی سوراخدار برابر با گام زنجیر است. هر دو انتهای صفحه فولادی سوراخدار را میتوان به صفحه گوش داخلی زنجیر نقاله غیر استاندارد متصل کرد، به طوری که صفحه فولادی سوراخدار میتواند با زنجیر نقاله حرکت کند.
دستگاه تغذیه:
اگر ضخامت لایه تغذیه تسمه نقاله ناهموار باشد، باعث اتصال کوتاه محیط خشک کننده (هوای گرم) یا افت فشار ناهموار می شود، به طوری که لایه نازک مواد "خیلی خشک" است، در حالی که لایه ضخیم مواد به اندازه کافی خشک نیست و بر کیفیت محصول تأثیر می گذارد. بنابراین، طراحی دستگاه تغذیه بسیار مهم است.
۱. قیف تغذیه: این سادهترین وسیله تغذیه است که برای مواد دانهای غیر چسبناک، بلوک و غیره مناسب است.
مواد جامد با سیالیت خوب، مانند میوهها، قرصها و سبزیجات خرد شده به قطعات کوچک یا برشها و غیره. عرض دهانه تغذیه قیف برابر با عرض خشک کردن مؤثر تسمه نقاله است و دهانه تغذیه مجهز به دریچهای برای تنظیم مقدار تغذیه است.
۲. قیف تغذیه با شفت همزن تیغه تخت: یک شفت همزن با تیغه تخت به قیف تغذیه متصل شده است تا از باقی ماندن مواد روی دیواره شیبدار قیف جلوگیری شود که برای مواد دانهای با سیالیت ضعیف مناسب است.
۳. تیغه صاف بالا را به تیغهای با شکل دندانه یکنواخت، مناسب برای مواد فیبری مانند پشم، الیاف مصنوعی، سلولز و غیره تبدیل کنید. به دلیل تیغه دندانه یکنواخت، مواد فیبری میتوانند به طور یکنواخت روی تسمه نقاله ضخیم باشند.
۴. دستگاه تغذیه اکستروژن استوانهای: دستگاه تغذیه یک جفت استوانه فلزی با روکش لاستیکی است که میتواند روی یک صفحه سوراخدار قوسی شکل بچرخد و به جلو و عقب برود و قیف ذخیرهسازی بین استوانهها ثابت شده و بر اساس آن نوسان میکند. قیف ذخیرهسازی اغلب به یک همزن مجهز است تا مواد را در طول قیف ذخیرهسازی هم بزند.
این نوع دستگاه تغذیه برای مواد خمیری مناسب است. مواد خمیری از طریق قیف ذخیره سازی به داخل درام جریان می یابند و سپس به صورت نواری با سطح مقطع بزرگ به قطر 3 تا 8 میلی متر اکسترود می شوند که به طور یکنواخت روی تسمه نقاله توزیع می شود. برای مواد خمیری مرطوب یا مواد تکسیده شده، باید آنها را پیش گرم و خشک کرد یا با استفاده از فیلتر خلاء درام، آبگیری کرده و به مواد خمیری تبدیل کرد و سپس از تغذیه اکستروژن استفاده نمود. دی اکسید تیتانیوم، خاک رس چینی و کربنات کلسیم و سایر مواد معدنی از این نوع دستگاه تغذیه استفاده می کنند.
دستگاه انتقال نیرو:
دستگاه انتقال قدرت از یک زنجیر گام بزرگ غیر استاندارد، چرخدنده، شفت چرخدنده، موتور شش قطبی (960 دور در دقیقه)، مبدل فرکانس، کاهنده سرعت فرفرهای دو مرحلهای سیکلوئیدی و مجموعهای از چرخدنده یا کاهنده سرعت چرخدنده تشکیل شده است.
۱. زنجیر غیر استاندارد با گام بزرگ: برای تسمه نقاله توری سیمی، گام زنجیر عموماً ۷۶.۲ میلیمتر (۳ اینچ) است.
یا، 101.6 میلیمتر (4 اینچ). شفت زنجیر، شفت توخالی است که میتواند از انتهای غلتکی تسمه توری نگهدارنده عبور کند. برای تسمه نقاله صفحه پانچ، فاصله زنجیر 6 تا 8 اینچ است که میتواند عرض صفحه پانچ را افزایش داده و استحکام را افزایش دهد. در قسمت داخلی زنجیر، صفحات گوش وجود دارد که میتوانند صفحه پانچ و صفحه بافل جانبی را ثابت کنند. اگر دمای هوای گرم کمتر از 200 درجه سانتیگراد باشد، جنس زنجیر Q235A است. اگر دمای هوای گرم بالاتر از 200 درجه سانتیگراد باشد، جنس زنجیر باید 16Mn در نظر گرفته شود.
۲. چرخ زنجیر: چرخ زنجیر باید از فولاد ۴۵ ساخته شود، دندانههای چرخ زنجیر باید تا حدی کوئنچ شوند تا مقاومت در برابر سایش افزایش یابد، شیارهای کلید در دو انتهای شفت چرخ زنجیر باید در یک جهت باشند. توصیه میشود یک جفت چرخدنده روی هم قرار گیرند و به خوبی جوش نقطهای داده شوند و سپس شیار کلید را با هم پردازش کنند.
۳. شفت چرخ زنجیر: اگر شفت چرخ زنجیر بلند باشد، میتوان از لوله فولادی کربنی در قسمت میانی استفاده کرد. دو قسمت، دو سر شفت توپر هستند که با لوله فولادی جوش داده شده یا حلقهای، از جنس فولاد ۴۵ ساخته شدهاند. دو سر شفت باید متحدالمرکز باشند و شیار شیار دو سر شفت باید روی یک باس باشد تا اطمینان حاصل شود که زنجیر در دو طرف باعث جابجایی جلو و عقب نمیشود و همچنین اطمینان حاصل شود که نوار نقاله توری و نوار نقاله صفحه سوراخدار کج نمیشوند.

۴. موتور مشترک شش قطبی + مبدل فرکانس: برای موتور مشترک، فرکانس را میتوان به ۱۵ هرتز کاهش داد، به طوری که سرعت خروجی موتور در کمترین حالت میتواند به ۲۹۰ دور در دقیقه برسد.
۵. کاهنده فرفرهای سیکلوئیدی دو مرحلهای: نسبت کاهش سرعت باید ۲۸۹ تا ۳۷۷ باشد، به طوری که حداقل سرعت انتهای خروجی کاهنده ۱ تا ۰.۷۷ دور در دقیقه باشد.
6. مجموعه ای از چرخ دنده یا چرخ دنده کاهش سرعت: نسبت کاهش سرعت آن 2.5 ~ 3 است، به طوری که حداقل سرعت خطی تسمه نقاله 0.4 ~ 0.8 متر در دقیقه است، می تواند زمان خشک شدن مواد را که خشک کردن آن آسان نیست، تضمین کند.
دستگاه گرمایش هوای گرم خشک:
۱. دمای هوای گرم خشک کمتر از ۱۵۰ درجه سانتیگراد است و میتوان از بخار به عنوان منبع گرما استفاده کرد. اگر مبدل حرارتی بخار خارج از جعبه خشککن یا بالای ماده خشک شده باشد، میتوان از مبدل حرارتی بخار نوع SRZ یا SRL استفاده کرد. اگر مبدل حرارتی بخار زیر ماده خشک شده باشد، لازم است بررسی شود که آیا ماده از سوراخ تسمه توری تا شکاف پره مبدل حرارتی مسدود میشود یا خیر. اگر مسدود نشود، میتوان از دو نوع مبدل حرارتی فوق نیز استفاده کرد. اگر مسدود شود، اغلب از مبدل حرارتی لوله سبک استفاده میشود. لطفاً برای انتخاب و محاسبه مبدل حرارتی به مطالب مرتبط در درس ۲ مراجعه کنید.

۲. اگر دمای هوای خشک و گرم مورد نیاز بالاتر از ۱۵۰ درجه سانتیگراد باشد، باید از اجاق گاز داغ به عنوان منبع گرما استفاده شود. اگر مستقیماً وارد و خارج از یک واحد خشک کن شوید، دمای هوای خروجی بالا و رطوبت هوای خروجی کم باشد، میتوان از هوای خروجی این واحد خشک کن به عنوان هوای ورودی واحد خشک کن بعدی استفاده کرد و سپس از واحد خشک کن تخلیه کرد و دو واحد خشک کن مجاور یک ترکیب خشک کن تشکیل میدهند تا میزان استفاده از انرژی گرمایی بهبود یابد.
جعبه خشک کن تسمه ای:
۱. جعبه خشککن تسمهای یکپارچه: وقتی میزان آب خروجی در طول خشک کردن کم و بازده کم باشد، میتوان خشککن تسمهای یکپارچه را در نظر گرفت. حداکثر طول کلی خشککن تسمهای با توجه به طول مجاز حمل و نقل توسط وسیله نقلیه که توسط کامیون حمل میشود، تعیین میشود. حداکثر طول معمولاً ۱۴ تا ۱۵ متر است.
۲. وقتی طول نوار بیش از ۱۵ متر باشد، میتوان آن را در محل ساخت، یا به صورت قطعاتی ساخت و در محل به هم متصل کرد.

۳. ضخامت عایق خشککن ۵۰ میلیمتر است و جنس عایق آن پشم سنگ نمدی است. قاب خشککن تسمهای را میتوان با لولههای مربعی ۵۰×۵۰×۵ جوش داد.
محاسبه خشک کن تسمه ای
در محاسبه خشککن، میزان رطوبت بحرانی ماده در طول فرآیند خشک کردن، پارامتر کلیدی است. میزان رطوبت بحرانی، میانگین میزان رطوبت در محل اتصال مرحله خشک کردن با سرعت ثابت و مرحله خشک کردن با سرعت کاهشی است که پارامتر مهمی در طراحی تجهیزات خشک کردن است. مرحله خشک کردن با سرعت ثابت با نرخ تبخیر آب زیاد مشخص میشود و اساساً ثابت است، دمای سطح ماده نیز اساساً ثابت و نزدیک به دمای حباب مرطوب هوای گرم است. مرحله خشک کردن با کاهش سرعت با کاهش سریع نرخ تبخیر آب مشخص میشود و کوچکتر و کوچکتر میشود، دمای ماده به تدریج افزایش مییابد و نزدیک به دمای هوای گرم میشود. میزان رطوبت بحرانی به میزان آب ماده، شکل ماده (به درجه پیوند، اندازه ذرات، مساحت سطح ویژه، شکل ماده، حفرههای تجمع و غیره اشاره دارد)، روش خشک کردن (خشک کردن سیال، خشک کردن بستر ثابت و خشک کردن پاششی و غیره) و شرایط خشک کردن (دمای هوای گرم، سرعت هوای گرم، نوع محیط گرم و غیره) مربوط میشود. رطوبت بحرانی ماده با آزمایش تحت همان دستگاه آزمایش خشک کردن و همان شرایط خشک کردن واقعی به دست میآید. سایر پارامترهای مهم خشک کردن را میتوان در آزمایش به دست آورد، مانند شدت خشک شدن (تبخیر آب در واحد سطح در واحد زمان، کیلوگرم آب بر متر مربع در ساعت) و غیره. برای آزمایش خشک کردن خشک کن تسمهای، باید آن را روی خشک کن تسمهای کوچک (مانند عرض 0.5 متر، طول 2 تا 3 متر) آزمایش کرد؛ یا در هوای گرم از طریق آزمایش فر. زمان خشک شدن به دست آمده در آزمایش باید به طور مناسب در طراحی واقعی افزایش یابد. در صورت عدم وجود شرایط آزمایش، لازم است نتایج تجزیه و تحلیل کیفی را از منابع مرجع، پارامترهای خشک کردن شناخته شده مواد مشابه و تجربه خود برای انجام طراحی پیدا کنید. باید گفت که در این مورد ریسک خاصی وجود دارد که با افزایش حاشیه به حداقل میرسد.
نکاتی در مورد رطوبت بحرانی و طراحی خشککن تسمهای:
(1) وقتی مواد دانهای روی هم انباشته میشوند، میزان رطوبت بحرانی پایه خشک مواد 0.08 ~ 0.12 است. وقتی مواد کلوئیدی در حالت بستر ثابت خشک میشوند، میزان رطوبت بحرانی پایه خشک ماده > 0.30 است.
(2) برای خشککن تسمهای، مساحت سطح مادهای که قرار است خشک شود، تأثیر زیادی بر سرعت خشک شدن دارد.
(3) برای خشک کن تسمه ای، ضخامت لایه تجمع و چگالی مواد روی تسمه نقاله بسیار مهم است. اگر یکنواخت نباشد، به دلیل تهویه ناهموار، باعث خشک شدن ناهموار می شود. در اتصال کوتاه هوای گرم، به دلیل خشک شدن بیش از حد، کیفیت محصول بدتر می شود، تهویه ضعیف به آرامی خشک می شود که این امر ظرفیت کل دستگاه خشک کن را کاهش می دهد.
(4) به آببندی دو طرف تسمه نقاله و ورودی و خروجی مواد توجه کنید. به دلیل اتصال کوتاه یا نشت هوای گرم، ظرفیت خشک کردن کاهش مییابد.
(5) برای خشک کن تسمه ای، از آنجا که قسمت عقب عموماً به تجهیزات حذف گرد و غبار نیاز ندارد، هوای خروجی مستقیم است، بنابراین میزان رطوبت هوای خروجی میتواند به طور مناسب بهبود یابد. با فرض اینکه دمای هوای خروجی باید بالاتر از دمای نقطه شبنم مربوطه باشد، میزان رطوبت هوای خروجی میتواند d=0.04 ~ 0.08kg آب / kg هوای خشک باشد.
(6) سرعت مثبت بستر هوای گرم تسمه نقاله معمولاً u0=0.5 ~ 1.5 متر بر ثانیه است.
اصل بوزدایی بیولوژیکی
اصل بوزدایی بیولوژیکی استفاده از میکروارگانیسمها برای تبدیل مواد بوزا به ترکیبات بیضرر است. در طول فرآیند رشد، میکروارگانیسمها میتوانند مواد خارجی را به متابولیتهایی مانند دیاکسید کربن و آب تبدیل کنند یا آنها را به مواد سلولی بیضرر تبدیل کنند. این فرآیند بیوشیمیایی، آلایندهها را به مواد غیرآلاینده تبدیل میکند. با این حال، مواد فاز گازی معمولاً به دلیل غلظت کم، به سختی واکنشهای بیوشیمیایی را تحمل میکنند. بنابراین، فرآیند تصفیه بیولوژیکی بو باید از طریق فرآیند فیلتراسیون برج بوزدایی بیولوژیکی تکمیل شود.
اقدامات احتیاطی برای خشک کن تسمه ای:
(1) پارامترهای تنظیم خشککن نیز بیشتر است، بنابراین از خاصیت ارتجاعی تولید نسبتاً زیادی نیز برخوردار است. برای اطمینان از ظرفیت تولید، در انتخاب منبع گرما، فن یا فن اگزوز، حاشیهای را در نظر بگیرید.
(2) یکنواختی مواد با خشک کن بسیار مهم است. زیرا در خشک کن تسمه ای، تسمه توری و لایه مواد در هوا نقش دارند. اگر مواد یکنواخت نباشند، اتصال کوتاه هوای گرم ایجاد می شود و در نتیجه خشک شدن ناهموار مواد روی توری رخ می دهد.
(3) برای بهرهمندی از عملکرد جریان خود هوای گرم، فشار دینامیکی Pd مجرای ورودی هوای گرم باید کمتر از 50 پاسکال باشد. در شرایط ممکن، حجم محفظه ورودی هوای گرم را تا حد امکان بزرگ بگذارید، که این امر همچنین برای باد نیز مفید است.
(4) برای هر واحد خشککن، سعی کنید یکنواختی حجم هوای افقی و عمودی را به دست آورید، میتوانید از هوای صفحه سوراخدار، هوای صفحه راهنما و هوای برگشتی و روشهای دیگر استفاده کنید.
(5) پس از استفاده طولانی مدت از زنجیر نقاله، آن ساییده و کشیده میشود. باید مکانیزمی برای تنظیم موقعیت یاتاقان در هر دو انتهای زنجیر نقاله وجود داشته باشد و اغلب آن را تنظیم کنید تا زنجیر در حالت کار معقول قرار گیرد.
(6) شفت محرک اصلی تسمه شبکه انتقال باید در جلوی جهت انتقال باشد، به طوری که فاصله تسمه شبکه انتقال یاتاقان همیشه در حالت تنش باشد.
برای به دست آوردن بهترین اثر خشک کردن و عملکرد مناسب، لازم است میزان آب مواد، سرعت خطی تسمه توری، حجم توزیع هوا و دمای هوا و سایر پارامترها به طور معقول کنترل شود.

با توجه به کاستیهای خشککن تسمهای سنتی، ما تحولات نوآورانه زیادی انجام دادهایم. از طریق تحقیق در مورد شکلدهی و توزیع مواد، توزیع و گردش هوای گرم از طریق دستگاه برشتهکاری و بازیابی و استفاده از گرمای حاصل از گاز خروجی دستگاه برشتهکاری، راندمان حرارتی تجهیزات، یکنواختی و خروجی محصول بهبود یافته است. در عین حال، از طریق بهینهسازی جزئیاتی مانند چرخه تعویض قطعات فرسوده، عمر مفید و قابلیت اطمینان تجهیزات بهبود یافته است.
خشککن تسمهای توری بهبود یافته نه تنها اثر خشک کردن را به طور قابل توجهی بهبود میبخشد، بلکه خروجی را نیز تا حد زیادی بهبود بخشیده و مصرف انرژی را کاهش میدهد. علاوه بر این، راندمان کاتالیزوری کاتالیزور نیز بهبود یافته است. این تجهیزات نه تنها برای مزارع سنتی مناسب است، بلکه میتواند به طور گسترده در تولید صنعتی جدید نیز مورد استفاده قرار گیرد و راهحلهای خشک کردن کارآمد و سازگار با محیط زیست را در اختیار شرکتها قرار دهد.