درام فلیکر

درام فلیکر چیست و چگونه کار می‌کند

دستگاه یا ماشین درام فلیکر برای خشک کردن محلول‌ها یا تبدیل مواد مذاب به حالت جامد، به کار گرفته می‌شود. در طی یک فرآیند کریستالیزاسیون یا جامدسازی تبدیل حالت انجام می‌شود.

خوراک مذاب یا محلول، در تماس با یک درام (drum) گردان قرار می‌­گیرد که با توجه به عملیات مورد نظر، توسط سیال داخلی، سرد یا گرم می‌­شود.

در صورتی که هدف از عملیات، خشک کردن محلول باشد؛ برای سیال داخلی، سیال گرمی مانند بخار، آب گرم و روغن داغ، انتخاب می‌شود و در مواردی که هدف، تبدیل مواد مذاب به حالت جامد باشد؛ سیال سردی مثل آب، گلیکول و…، به عنوان سیال داخلی درام انتخاب می‌شود.

به این ترتیب با چرخش (دوران) درام، حرارت منتقل می‌شود و محصول مورد نظر به صورت جامد، توسط یک چاقو یا یک تیغه با جنس چدن، کروم-استیل، مس-بریلیوم و… از سطح درام جدا می‌شود.

ابعاد، فرم و اندازه محصول به عواملی نظیر نوع خوراک و همچنین شرایط فرآیند، بستگی دارد. به علاوه، این امکان وجود دارد که اندازه محصول را با تنظیم سرعت چرخش، ضخامت لایه و زاویه تیغه، کنترل کرد.

درام فلیکر بر اساس نوع متریال به کار گرفته شده از جنس‌های مختلفی همچون آلیاژهای نیکل، کربن-استیل، استیل ضد زنگ و حتی در مواری از برنز، ساخته می‌شود.

همچنین بهتر است بدانید طراحی و پیاده سازی و ساخت درام فلیکرها عموما طبق استانداردهای BS یا ASME انجام می‌گیرد و اندازه آن‌ها نیز بر اساس بار حرارتی تعیین می‌شود.

کاربردهای درام فلیکر در صنایع

درام فلیکر در صنایع مختلفی کاربرد دارد که مهم ترین آن‌ها صنایع غذایی، صنایع شیمیایی و صنایع بهداشتی هستند. کاربرد درام فلیکر در صنایع ذکر شده شامل تولید مواد زیر است:

• • صنایع شیمیایی: موادی مانند اسیدهای چرب، کلرید کلسیم، پلی اتین گلیکول، رزین‌ها و…
  • صنایع غذایی: موادی مثل پنیر، سبزیجات، شکلات، خمیر و…
  • صنایع بهداشتی: موادی نظیر صابون

همان‌طور که در بالا گفتیم درام فلیکر در درجه اول برای تولید محصولات شیمیایی و دارویی به کار گرفته می‌شود. با این حال، کاربردهای بیشتری برای این نوع از ماشین‌آلات در صنایع غذایی نیز یافت می‌شود.

این ماشین یعنی درام فلیکر برای طیف وسیعی از کاربردهای دیگر نیز توسعه یافته اند که در ادامه به ذکر برخی از آن‌ها می‌پردازیم:

• صنایع نساجی
• صنایع داروسازی
• محصولات غذایی
• صنایع شیمیایی
• صنایع کاغذ
• رنگدانه‌ها
• محصولات نشاسته‌ای
• آفت کش‌ها و کودها
• صنایع چسب

و بسیاری از کاربردهای دیگر خشک کردن

به علاوه از آنجایی که امکان طراحی درام فلیکر به صورت یک سیستم بسته و محصور نیز وجود دارد، از این ماشین برای مواد سمی یا دارای بوی تند نیز استفاده می‌شود.

 

مزایای درام فلیکر

برخی از مزایای درام فلیکر در لیست زیر آمده است:

• • • در طیف وسیع و گسترده ای از مواد شیمیایی و دارویی کاربرد دارد.
    • انجام عملیات خشک کردن و سرد کردن در این ماشین، به صورت پیوسته انجام می‌شود.
    • کاربری آسان و هزینه عملیاتی پایینی دارد.
    • دارای راندمان حرارتی بالا و حداقل تخریب حرارتی است.
    • سرعت درام برای عملکرد بهینه، قابل تنظیم است.
    • به کمک درام فلیکر می‌توان تنها در یک مرحله، جامدات نسبتا بزرگ را ساخت.
    • امکان تولید محصولاتی با اندازه یکنواخت را دارد.

اجزای درام فلیکر

• • • کاتر
    • درایو
    • هیترها
    • شاسی
    • درام خنک کننده
    • مکانیزم‌های جانبی
    • تابلو برق و ادوات کنترل
    • کاور و سیستم ایزولاسیون

 

طبق جنس و دمای ماده مذاب ورودی به دستگاه (یا به بیان دیگر، ملاحظات خوردگی) و قوانین و استانداردهایی که در هر صنف رایج هستند؛ جنس درام و قطعات در تماس با ماده مذاب، انتخاب می‌شود.

ابعاد و اندازه درام نیز مطابق با ظرفیت تولیدی و تفاوت دمای مذاب با آب سرد، محاسبه شده و تعیین می‌گردد. انتخاب نسبت صحیح طول به قطر در تعیین اندازه و ابعاد درام بسیار مهم بوده و در عمر مفید درام و جلوگیری از پیچییدگی آن، تاثیر بسیاری دارد.

انواع فلیکرها دارای دو مشخصه هستند: ظرفیت مکانیکی و ظرفیت حرارتی، که این دو ویژگی به روش زیر محاسبه می‌شوند:

ظرفیت مکانیکی= تعداد دور درام × چگالی آن × ضخامت فیلم × سطح درام

ظرفیت حرارتی= گرمای نهان جذب شده طی انجماد در نقطه ذوب + گرمای جذب شده از دمای ورودی تا پرک

در فلیکرهای استاندارد، ظرفیت حرارتی با ظرفیت مکانیکی مطابقت دارد. اگر در مواردی، ظرفیت حرارتی کوچکتر و کمتر باشد مواد قبل از رسیدن به دمای جداسازی یا به عبارت دیگر، تیک آف (take off)؛ با تیغه درگیر شده و آن را خمیرگیر می‌کنند (به شکل چروکیده).

بزرگتر و بیشتر بودن ظرفیت حرارتی نیز می‌تواند منجر به جوشش مواد به درام و کند شدن مکرر تیغه شود. در نتیجه در بازه‌های زمانی کوتاهی، تیغه‌ها نیاز به تعویض پیدا می‌کنند و همین امر موجب افزایش هزینه‌ها می‌شود.

خوراک دهی (فیدینگ) فلیکرها

از لحاظ فیدینگ یا خوراک‌دهی، فلیکرها به 4 دسته تقسیم می‌شوند:

1- دیپ فید (تشتکی)

2- تاپ فید (غلتکی)

3- دوقلو

4- و موارد خاص

شکل زیر انواع خوراک‌دهی (فیدینگ) یعنی تشتکی، غلتکی و دوقلو را نمایش می‌دهد:

برای هر یک از انواع مواد، با توجه به رفتار و مشخصات شیمیایی و فیزیکی آن، یکی از تیپ هایی که در تصویر بالا آمده است؛ مناسب و ایده آل است. به دلیل حساس و تخصصی بودن انتخاب تیپ فلیکر، اگر کارفرما نظر قطعی و دقیق نداشته باشد انتخاب تیپ متناسب با مواد، در مرحله بعد از اخذ نمونه مواد، توسط متخصصین خبره انجام می‌گیرد.

انتخاب و طراحی درام فلیکر

در انتخاب و طراحی درام فلیکر به اطلاعات دقیقی که در ادامه ذکر می‌کنیم، نیاز است که این اطلاعات باید در اختیار طراح، قرار بگیرند.
مهم‌ترین اطلاعات مورد نیاز:

• • • نوع محلول(ارزیابی خورندگی)
    • میزان اسیدی بودن یا بازی محلول
    • روش تولید(کولینگ یا هیتینگ)
    • ظرفیت(تناژ)

روش های خنک کاری درام فلیکر

سه روش برای فرآیند خنک کاری درام وجود دارد:

1-درام به طول کلی پر از آب سرد می‌شود.

2- با قرار گرفتن یک پوسته داخلی، جاکت آب سرد ایجاد می‌شود.

3- آب به وسیله نازل‌های داخلی به صورت یکنواخت به سطح داخل درام پاشیده می‌شود و بعد از ایجاد یک لایه متلاطم و جذب حرارت به کف درام رسیده و خارج می‌شود.

روش های اول و دوم یعنی پر آب کردن یا درام دو پوسته، به دلیل راندمان حرارتی پایین و امکان وقوع مشکل ترک خوردن درام، دیگر بین عموم رایج نیست.

روش نازل اسپری که در حال حاضر توسط سازندگان معتبر اروپایی به کار گرفته می‌شود دارای بالاترین راندمان حرارتی و کمترین مصرف آب سرد است.

به همین دلیل، به منظور دستیابی به یک ظرفیت معین تولیدی، نیاز به کولینگ تاور یا چیلر کوچکتری داریم که این امر می‌تواند در هزینه‌های مورد نیاز بسیار موثر باشد.

آشنایی با سیستم جداسازی مواد (تیغه یا کاتر) در درام فلیکر

یکی دیگر از مسائل مهم و موثر در عملکرد فلیکر، سیستم جداسازی مواد (کاتر یا تیغه) است. در گذشته به یک تیغه ثابت با سوراخ‌هایی به شکل لوبیا روی آن بسنده می‌شد.

در گذشت زمان، تولید کنندگان و مصرف کنندگان دریافتند که این کاترهای ثابت علاوه بر مشکلات فراوانی که در تنظیم اولیه داشتند، پس از گذشت مدت کوتاهی، کند می‌شوند و تنظیمات آن‌ها به هم می‌ریزد.

شرکت‌هایی که استانداردهای لازم را دارند؛ در دستگاه‌های خود از تیغه‌های تیپ RO که دارای سه درجه آزادی هستند استفاده می‌نمایند. این سیستم کاتر، جدیدترین روش جداسازی است که در حال حاضر توسط تولید کنندگان معتبر اروپایی استفاده می‌شود.

یکی از مهم‌ترین ویژگی این تیغه‌ها ریگلاژ آسان، استهلاک بسیار کم و امکان کنترل بر سایز خُردایش محصول است. این نوع کاترها می‌توانند فیلم جامد را از سایز بسیار ریز (در ابعاد پودر نارگیل) تا سایز درشت (پرک‌های ورقه‌ای) خُردایش نمایند.

به دلیل رقابت شدید در بازار مواد شیمایی، امکان کنترل بر سایز خُردایش می‌تواند یک ابزار مفید در جلب نظر خریداران پرک باشد.

در حال حاضر و در دنیای امروز، ایمنی اپراتورها و آلودگی فضای کارخانه‌ها قابل چشم پوشی نیست. برای پرک کردن موادی که بخارات سمی یا آتش‌گیر دارند این امر به یک ضرورت تبدیل می‌شود.

نحوه طراحی و ساخت درام فلیکر

سایر مواردی که شرکت‌های دارای استاندارد در طراحی و ساخت درام فلیکرهای خود رعایت می‌کنند؛ در لیست زیر آمده است:

• • تنش زدایی درام قبل از ماشین‌کاری؛ که این مورد برای حفظ دقت ابعادی درام، در بلند مدت ضروری است.
  • به کار گرفتن هیترهای الکتریکی یا مکانیکی (بخار یا روغن) برای گرم نگه داشتن سیستم خوراک‌دهی، که مسیرهای حرکت و توزیع مذاب را از خطر انجماد و بسته شدن مصون می‌دارد.
  • استفاده از شیوه های صحیح و دقیق در ساخت قطعات(مخصوصا درام) بر مبنای تجربیات گذشته. چنانچه دقت‌های مورد نیاز در ساخت درام و کاترها ایجاد نشود، تنظیم کاتر یا تیغه رویی درام، بسیار مشکل و در برخی موارد نا ممکن خواهد بود. اگر روش‌های اتصال و ترتیب جوشکاری قطعات رعایت نشود، دقت‌های بدست آمده با گذشت زمان، بر اثر کج شدن قطعات از بین خواهد رفت.
  • استفاده از آب بندهای (5+2) مرحله‌ای در ورودی و خروجی آب سرد که به طور کامل این اتصالات را آب بندی کرده و با کارکرد مداوم و طولانی مدت دچار نشتی آب نخواهد شد.
  • به کارگیری مواد اولیه و قطعات با کیفیت (برندهای معتبر) در فرایند ساخت دستگاه
  • فراهم کردن امکانات و مکانیزم‌های کمکی روی دستگاه برای سهولت در بهره برداری و تعمیرات
  • امکان تنظیم ضخامت فیلم جامد در همه تیپ های دستگاه
  • امکان طراحی و ساخت فلیکرها در بالاترین کلاس حفاظتی (EXd) برای مواد به شدت سمی یا آتش‌گیر