spray dryer

9
Spray dryer Spray drying has achieved wide acceptance for drying concentrated solutions and slurries. The feed is reduced to a fine spray, mixed with a hot gas stream, dried, and then separated as a dry product. Elapsed time for the whole operation ranges from 5 to 30 s for most installations. A flow diagram of a spray dryer is shown in Fig.4. Spray dryers are especially adapted for large production units due to their high installation cost 1. Spray drying is a single- step operation from liquid feed to dry product. Frequently this eliminates such steps as precipitating or cryistallizing, centrifuging or filtering, grinding, classifying, and perhaps the additional pumping, storage, and dust collecting operations associated with them. 2. The process is continuous, although it can operate with feed from a prior batch process. 3. Maintenance cost are low because there are few moving parts. 4. Labor costs are low because only one operator is required, even on large installations. Because the evaporation usually is done under slight vacuum, it is easy to keep the equipment and area clean. 5. Corrosion is reduce or prevented because the material does not contact the equipment surfaces until it is dry. This permits selection of lower-cost materials of construction. 6. in cocurrent designs, surface temperatures are low (except at the gas inlet) because the extremely rapid evaporation cools the inlet gas nearly to its outlet temperature a few inches from the point of atomization. This feature further restrains corrosion of the equipment. 7. most materials spray dry to uniform, hollow, spherical particles. 8. the porous or hollow nature of the particle, together with uniform particle size, usually means lower bulk densities than obtained from other methods of processing.

Upload: wati-nawa

Post on 29-Nov-2015

40 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Spray Dryer

Spray dryerSpray drying has achieved wide acceptance for drying concentrated solutions and slurries. The feed is reduced to a fine spray, mixed with a hot gas stream, dried, and then separated as a dry product. Elapsed time for the whole operation ranges from 5 to 30 s for most installations. A flow diagram of a spray dryer is shown in Fig.4. Spray dryers are especially adapted for large production units due to their high installation cost

1. Spray drying is a single- step operation from liquid feed to dry product. Frequently this eliminates such steps as precipitating or cryistallizing, centrifuging or filtering, grinding, classifying, and perhaps the additional pumping, storage, and dust collecting operations associated with them.

2. The process is continuous, although it can operate with feed from a prior batch process.

3. Maintenance cost are low because there are few moving parts.4. Labor costs are low because only one operator is required, even on large

installations. Because the evaporation usually is done under slight vacuum, it is easy to keep the equipment and area clean.

5. Corrosion is reduce or prevented because the material does not contact the equipment surfaces until it is dry. This permits selection of lower-cost materials of construction.

6. in cocurrent designs, surface temperatures are low (except at the gas inlet) because the extremely rapid evaporation cools the inlet gas nearly to its outlet temperature a few inches from the point of atomization. This feature further restrains corrosion of the equipment.

7. most materials spray dry to uniform, hollow, spherical particles.8. the porous or hollow nature of the particle, together with uniform particle size,

usually means lower bulk densities than obtained from other methods of processing.

9. a spray dried product usually has high solubility and reaction rates due to its uniformly sized and generally porous particles.

10. spray drying has an unusual ability to preserve the quality of a material. Drying is rapid and, especially with cocurrent flow, the particle in the hot drying zone are wet. They are maintained at approximately the wet bulb temperature by evaporation.

11. spray drying is an airborne process, hence there is very low material holdup in the equipment.

12. it is possible to regulate operating variables to control product qualities. For example, final moisture can be varied from above 20% to below 0,2 %, depending upon the material and the operating requirements. Bulk density can be varied by regulating temperature, particle size can be varied by a change in atomization.

Laboratory data can be obtained in small dryers but it is hard to scale up this data for the design of a production unit. Among the many materials suitable for use in spray dryers are dilute solutions to thick pastes of the following detergents, blood, skim milk, eggs, starch, yeast pigments, zinc sulfate, lignin, aluminum hydroxide, silica jell, magnesium chloride, manganese sulfate, aluminum sulfate, urea, and sodium sulfide. Spray pengeringan telah mencapai penerimaan luas untuk pengeringan solusi dan slurries pekat. Pakan dikurangi denda semprot, dicampur dengan aliran gas panas, kering, dan

Page 2: Spray Dryer

kemudian dipisahkan sebagai produk kering. Berlalu waktu untuk seluruh operasi berkisar 5-30 s untuk kebanyakan instalasi. Sebuah diagram alir pengering semprot ditunjukkan dalam Gambar 4. Spray pengering terutama diadaptasi untuk unit produksi yang besar akibat tingginya biaya instalasi 1. Spray pengeringan adalah satu-langkah operasi dari cairan feed untuk produk kering. Sering ini mengeliminasi langkah-langkah seperti mempercepat atau cryistallizing, centrifuging atau penyaringan, menggiling, mengklasifikasi, dan mungkin memompa tambahan, penyimpanan, dan operasi mengumpulkan debu yang terkait dengan mereka. 2. Proses ini terus-menerus, meskipun dapat beroperasi dengan feed dari proses batch sebelumnya. 3. Biaya pemeliharaan yang rendah karena ada beberapa bagian yang bergerak. 4. Biaya tenaga kerja rendah karena hanya satu operator yang diperlukan, bahkan pada instalasi besar. Karena penguapan biasanya dilakukan di bawah sedikit vakum, mudah untuk menjaga peralatan dan daerah bersih. 5. Korosi adalah mengurangi atau dicegah karena tidak bahan menghubungi permukaan peralatan sampai kering. Hal ini memungkinkan pemilihan bahan dengan biaya lebih rendah konstruksi. 6. di cocurrent desain, suhu permukaan rendah (kecuali di inlet gas) karena penguapan yang sangat cepat mendinginkan gas inlet outlet hampir ke suhu beberapa inci dari sudut atomisasi. Fitur ini lebih dapat menahan korosi peralatan. 7. semprotan paling bahan kering untuk seragam, berongga, partikel berbentuk bola. 8. yang berpori atau berongga sifat partikel, bersama-sama dengan seragam ukuran partikel, biasanya berarti lebih rendah daripada kerapatan massal yang diperoleh dari pengolahan metode lain. 9. semprot produk kering biasanya memiliki kelarutan yang tinggi dan tingkat reaksi karena ukuran yang seragam dan umumnya partikel berpori. 10. pengeringan semprot memiliki kemampuan luar biasa untuk menjaga kualitas dari suatu material. Pengeringan yang cepat dan, terutama dengan aliran cocurrent, partikel di zona pengeringan panas yang basah. Mereka kira-kira dipertahankan pada suhu bola lampu basah oleh penguapan. 11. semprotan pengeringan adalah proses udara, maka ada perampokan materi sangat rendah di dalam peralatan. 12. adalah mungkin untuk mengatur variabel operasi untuk mengontrol kualitas produk. Sebagai contoh, kelembaban akhir dapat bervariasi dari di atas 20% menjadi di bawah 0,2%, tergantung pada material dan kebutuhan operasi. Kerapatan curah dapat divariasikan dengan mengatur suhu, ukuran partikel dapat divariasikan dengan perubahan dalam atomisasi. Laboratorium data dapat diperoleh dalam pengering kecil tetapi sulit untuk meningkatkan data ini untuk desain sebuah unit produksi. Di antara banyak bahan yang cocok untuk digunakan dalam pengering semprot encer solusi untuk pasta tebal deterjen berikut, darah, susu skim, telur, tepung kanji, ragi pigmen, seng sulfat, lignin, aluminium hidroksida, silika mengental, magnesium klorida, mangan sulfat, aluminium sulfat, urea, dan natrium sulfida.

Vibrating tray dryers

Page 3: Spray Dryer

Vibrating tray dryers are used a great deal when material shape is quite important and the product can’t stand handling. A good example is the drying of short macaroniVibrating pengering nampan digunakan banyak ketika bentuk materi cukup penting dan produk tidak dapat berdiri penanganan. Sebuah contoh yang baik adalah pengeringan makaroni pendekFreeze dryingFreeze drying of food products has become a very important part of food conservation. The process is quite expensive, so it is possible to obtain large savings by more efficient use of the equipment. Most authors have used the receding-front model to determine drying schedule. Heat must flow through a region where there is no ice in order to sublime the ice at the receding front. The cycle time for a dryer is determined by the maximum product temperature (char temperature), the geometry of the product, and the bound water which remains after the ice has been removed. The platens can be programmed so that the surface temperature can be held close to the char temperature. Freeze drying is usually the choise for drying meat, seafoods, vegetables, fruit, coffe,concentrated beverages, pharmaceuticals, veterinary medicines, and blood plasma. Membekukan pengeringan produk makanan telah menjadi bagian yang sangat penting makanan konservasi. Proses ini cukup mahal, sehingga mungkin untuk mendapatkan tabungan besar dengan lebih efisien menggunakan peralatan. Kebanyakan penulis telah menggunakan surut-model depan untuk menentukan jadwal pengeringan. Panas harus mengalir melalui sebuah wilayah di mana tidak ada es dalam rangka sublim es di depan surut. Siklus waktu untuk pengering ditentukan oleh suhu produk maksimum (char suhu), geometri produk, dan air terikat yang tersisa setelah es telah dihapus. Yang dapat diprogram platens sehingga suhu permukaan dapat diadakan dekat dengan suhu char. Pengeringan beku biasanya merupakan choise untuk pengeringan daging, makanan laut, sayuran, buah-buahan, kopi, terkonsentrasi minuman, obat-obatan, obat-obatan hewan, dan plasma darah.Bin dryersThese dryers are used for free-flowing materials which require long residence time. There is no showering of the material so the dryer usually has very little dust problems. The dryer is operated full of solid and product is discharge by rotating vanes. The speed of rotation of the vanes determines the residence time in the dryer. Grains are one of the main product dried in these dryers.Pengering ini digunakan untuk mengalir bebas bahan-bahan yang memerlukan waktu tinggal lama. Tidak ada mandi dari bahan pengering sehingga biasanya memiliki sedikit masalah debu. Pengering dioperasikan penuh padat dan lelehan produk dengan memutar baling-baling. Kecepatan putaran baling-baling menentukan waktu tinggal di pengering. Butir adalah salah satu produk utama dikeringkan dalam alat pengering. Fluid-bed dryersFluid-bed dryers are best for many applications. A flow diagram is shown in FIG.13. these units may be staged by using units in series or by using baffles in the dryer. Fluid-bed units are very close to total back-mix, high temperature gas can be used with a resulting high efficiency for the dryer. It is necessary to run pilot data to check the fluidization characteristics of the solid. It is possible to feed liquid feed into the fluid bed in some cases if that is desired. Fluid bed units are best used where the residence time is fairly short. When drying grain, the residence time is too long for fluid bed dryers so

Page 4: Spray Dryer

spouted-bed dryers can be used. Fluid-bed dryers require too much blower power for drying most grains.Tidur pengering cairan yang terbaik untuk banyak aplikasi. Sebuah diagram alir ditampilkan dalam FIG.13. unit-unit ini dapat dipentaskan dengan menggunakan unit secara seri atau dengan menggunakan speaker dalam pengering. Unit tempat tidur cairan sangat dekat dengan total kembali-campuran, suhu tinggi gas dapat digunakan dengan menghasilkan efisiensi tinggi untuk pengering. Hal ini diperlukan untuk menjalankan data pilot untuk memeriksa karakteristik fluidization padat. Dimungkinkan untuk pakan cair cairan disisipkan kedalam tempat tidur dalam beberapa kasus jika yang diinginkan. Unit tempat tidur fluida paling baik digunakan dimana waktu tinggal cukup pendek. Ketika pengeringan biji-bijian, kediaman waktu terlalu lama untuk tidur pengering cairan menyembur-tempat tidur sehingga alat pengering dapat digunakan. Tidur cairan pengering blower membutuhkan terlalu banyak daya untuk pengeringan paling butir.Flash dryersFlash dryers are used where the needed residence time is a few seconds. They have the advanteg of little space requirements and low maintenance. These units have been adaptep to the drying of filter cakes, centrifuge cakes, damp solids, and slurries. The turbulent nature of the flow system tends to deagglomerate the material down to the particle size present in the feed material. The larger wet particles will have a longer drying time and hence be exposed to further reduction in size. A simple flow diagram for a flash dryer is shown in fig 12. the wet solids are added to the dry air in a disintegrator. Recycled solids can be added to the hot air or mixed with the wet feed. If a large fraction of the larger particles need to be recycled, an internal recycling system has many advantages. The dryer itself is a closed-loop cyclone with the dry product being withdrawn from the center. Advantages of flash dryers :

1. low resistance time at the dryer temperature. In many cases the degradation of a product is a function of both time and temperature.

2. the unit tends to deagglomerate powders down to the original powder size.3. the unit has small floor area requirements.4. maintenance and capital cost are usually low.5. as residence time are low, the unit is quite adaptable to continuous operation.

flash dryers are often the first choise for drying yeast filter cake, whey, starch, sewage sludge, gypsum, fruit pulp, copper sulfate, clay, chrome green, synthetic casein, and potassium persulfate.Pengering flash digunakan di mana waktu tinggal yang diperlukan adalah beberapa detik. Mereka memiliki ruang kecil advanteg persyaratan dan pemeliharaan rendah. Unit-unit ini telah adaptep ke penyaring kue kering, centrifuge kue, basah padat, dan slurries. Sifat yang bergolak sistem aliran cenderung deagglomerate materi ke ukuran partikel hadir dalam bahan pakan. Basah partikel yang lebih besar akan memiliki waktu pengeringan yang lebih lama dan karenanya akan terkena pengurangan lebih lanjut dalam ukuran. Sebuah diagram alir sederhana untuk sebuah flash Pengering ditunjukkan pada gambar 12. makanan padat yang basah ditambahkan ke udara kering dalam disintegrator. Padat daur ulang dapat ditambahkan ke udara panas atau dicampur dengan makanan basah. Jika sebagian besar dari partikel yang lebih besar harus didaur ulang, sistem daur ulang internal memiliki banyak keuntungan. Pengering sendiri adalah topan loop tertutup dengan produk kering yang ditarik dari pusat. Keuntungan dari alat pengering flash:

Page 5: Spray Dryer

1. waktu resistansi rendah pada suhu pengering. Dalam banyak kasus degradasi suatu produk adalah fungsi dari waktu dan suhu. 2. unit deagglomerate serbuk cenderung ke ukuran bubuk asli. 3. unit memiliki luas lantai kecil persyaratan. 4. pemeliharaan dan biaya modal biasanya rendah. 5. seperti waktu tinggal rendah, unit cukup beradaptasi untuk terus beroperasi. pengering flash sering choise pertama untuk pengeringan filter ragi kue, whey, pati, limbah lumpur, gips, buah pulp, tembaga sulfat, tanah liat, krom hijau, sintetis kasein, dan kalium persulfate.Rotating- shelf dryersThe rotating- shelf dryer is used for drying many types of granular material. Fig 10 shows the detail of a tray in a wyssmont dryer an fig 11 shows the cross-section view of a model of a closed circuit dryer. This type of dryer gives close control of drying conditions, high fuel economy, continuous reliable operation, and usually has little particulate in the exhaust air.Yang berputar-rak dryer digunakan untuk mengeringkan berbagai jenis bahan mentah. Gambar 10 menunjukkan detil dari nampan dalam pengering yang wyssmont ara 11 menunjukkan penampang pandangan model sirkuit tertutup pengering. Pengering jenis ini memberikan kontrol dekat kondisi pengeringan, bahan bakar tinggi, terus-menerus operasi yang dapat diandalkan, dan biasanya memiliki sedikit partikel di udara knalpot.Continuous conveyor dryersMany material have properties that make continuous conveyor dryers the most economical unit to install. A cross section of a proctor dryer is shown in fig 9. some typical products dried in conveyor dryers are yeast, charcoal briquettes, synthetics rubber, catalysts, soap, glue, silica gel, titanium dioxide, urea formaldehyde clays, white lead, chrome yellow, and metallic stearates. The advantages are that the product rests on and is not moved with respect to the conveyor. This type of dryer should be considered for material that can’t stand tumbling, or where the final shape is important. The material needs to be able to form a porous bed and requires very close process control.Banyak materi memiliki sifat yang terus-menerus membuat pengering conveyor unit yang paling ekonomis untuk menginstal. Lintas bagian dari sebuah pengering pengawas ditunjukkan pada gambar 9. beberapa produk khas kering di pengering conveyor ragi, arang briket, karet sintetis, katalis, sabun, lem, silika gel, titanium dioksida, urea formaldehida lempung, timah putih, kuning krom, dan logam stearates. Keuntungan adalah bahwa produk terletak pada dan tidak bergerak terhadap ban. Pengering jenis ini harus dipertimbangkan untuk materi yang tidak dapat berdiri jatuh, atau di mana bentuk akhir adalah penting. Materi harus dapat membentuk ranjang keropos dan membutuhkan kontrol proses yang sangat dekat.Drum dryer