2.3. Исследование гидродинамики атмосферной сублимационной сушки

С целью определения гидродинамического режима, структуры слоя в течение атмосферной сублимационной сушки были проведены исследования гидродинамики ваппарате MiniGlatt, на базе которого была создана сублимационная установка.

В ходе эксперимента были использованы материалы близкого гранулометрического состава (табл. 2.3): монодисперсная целлюлоза со средним диаметром частиц 1000, 700 и 350 мкм; гранулированная лактоза со средним диаметром частиц 125 мкм; маннитол, полученный в процессе атмосферной сублимационной сушки со средним размером частиц 150 мкм.

Таблица 2.3.

Дисперсные материалы, используемые для исследования гидродинамики, и их характеристики

Тип дисперсного материала	Средний диаметр частиц, мкм	Насыпная плотность, кг/м3
Целлюлоза	1000	820
	700	800
	350	820
Лактоза	125	920
Маннитол	150	920

Для изучения гидродинамического режима в аппарате MiniGlatt масса загружаемого дисперсного материала изменялась от 15 до 750 г. Для каждой из загрузок скорость воздуха варьировалась от 0.5 до 3 м/с.

При помощи визуального наблюдения серии экспериментов при варьировании скорости поступающего в аппарат воздуха были получены зависимости высоты фонтана в режиме устойчивого фонтанирования от скорости воздуха.

На рис. 2.11 показана зависимость высоты фонтана от скорости воздуха на входе в аппарат для дисперсной целлюлозы с диаметром частиц 1000 мкм массой загрузки 500, 250, 100 г.

Рис. 2.11. Зависимость высоты фонтана от скорости входящего воздуха для дисперсной целлюлозы с диаметром частиц 1000 мкм массой 500, 250, 100 г

Режимы фонтанирования 500 г дисперсной целлюлозы в аппарате MiniGlatt с размером частиц 1000 мкм при различных скоростях входящего воздуха приведены на рис. 2.12.

а б в

г д е

Рис. 2.12. Режимы фонтанирования дисперсной целлюлозы массой 500 г

при скоростях воздуха на входе в аппарат, м/с: а – 1.63 ; б – 1.8; в – 2.3; г – 2.68; д – 3.05; е – 3.39

Дополнительно были проведены эксперименты для изучения режима фонтанирования целлюлозы с диаметром частиц 700 и 350 мкм (рис. 2.13, 2.14), а также для гранулированной лактозы с размером частиц 125 мкм (рис. 2.15).

Рис. 2.13. Высота фонтана от скорости входящего воздуха в аппарате MiniGlatt для различной массы дисперсной целлюлозы с диаметром частиц 700 мкм

Рис. 2.14. Высота фонтана от скорости входящего воздуха в аппарате MiniGlatt для различной массы дисперсного целлюлозы с диаметром частиц 350 мкм

Скорость воздуха на входе, м/с

Рис. 2.15. Высота фонтана от скорости входящего воздуха в аппарате MiniGlatt для различной массы дисперсной лактозы с диаметром частиц 125 мкм

По результатам исследования гидродинамики в аппарате MiniGlatt можно сделать следующие выводы: гидродинамический режим, организованный в данных аппаратах для исследуемых дисперсных материалов при определенной массе загрузки, скорости воздуха, соответствует режиму фонтанирования; экспериментально подтверждена возможность устойчивого фонтанирования дисперсного материала с размером частиц от 125 мкм до 1000 мкм; подобраны параметры, соответствующие устойчивому режиму фонтанирующего слоя.

Полученные экспериментальные данные по кинетике и гидродинамике процесса атмосферной сублимационной сушки будут использованы при проверке результатов расчета по уравнениям математической модели на адекватность.

44