Эта категория включает в себя сушилки « в кипящем слое», распылительные, спин- флэш сушилки и  барабанные сушилки. В сушилках с опосредованной теплопередачей   тепло высушиваемому продукту  передается через стенку. В этих системах отсутствуют  все типичные недостатки систем с прямой теплопередачей: низкая  эффективность теплопередачи, потери продукта, загрязнение воздуха и трудности регенерации растворителей.
При опосредованной теплопередаче  потери тепла ниже, газы сушки не загрязняют продукт, не требуется дополнительного оборудования для выделения порошка продукта, увлечённого газами или для регенерации растворителей. Система может работать в непрерывном режиме под вакуумом или с инертным газом.  Горизонтальные роторные  системы незаменимы для сушки в тонком слое  термочувствительных продуктов.

 Роторная сушилка  состоит из горизонтального неподвижного корпуса, разделенного на секции, и вращающегося вала (ротора) с лопастями  соответствующей  конфигурации позволяющей  получить на внутренней стенке корпуса тонкий слой продукта, который сушится путём нагрева стенкой корпуса. Сам корпус нагревается маслом, проходящим по  каналам рубашки.  Высокая  периферическая скорость вращения  ротора позволяет получить интенсивное перемешивание  продукта, что снижает эффект прилипания к стенкам  и создаёт  условия для эффективной передачи , таким образом, оптимизируя коэффициенты тепло-и массообмена. Некоторые лопасти ротора имеют определенный  наклон для подачи порошка продукта  в сопло для его выгрузки. Время пребывания продукта в зоне нагрева очень короткое (несколько минут), и плотность слоя  на стенках корпуса очень низкая (от 0,5 до 2,5 кг/м2 ), поэтому процесс сушки происходит очень быстро и с условиями особенно благоприятными для чувствительных к температуре продуктов. Эффективность этого типа сушилки может быть оценена с учетом двух базисных параметров: "U" коэффициента теплоотдачи и коэффициент  Freude).


Коэффициент теплопередачи определяется по формуле:

U = Q /A х ΔTm

где:
Q- теплопередача
A-Поверхности теплообмена
ΔTm средняя логарифмическая разность температур между температурой нагревающей  жидкости  и температурой испарения растворителя при рабочем давлении


Коэффициент  Freude определяет сотношение центробежной силы и силы тяжести и
 рассчитывается следующим образом;:

Fr = v  ² / g x D

где:

V -линейная скорость вращения ротора
g - гравитационная  постоянная   
D - диаметр ротора




Число Freude связано с распределением продукта на поверхности нагрева, т.е.отвечает за
эффект"флотации"  продукта, при котором центробежная сила должна быть равна или больше
силы тяжести. Для эффективной сушки коэффициент Freude должен быть всегда больше 1.

Благодаря оптимальному распределению продукта на поверхности нагрева, "U" коэффициент теплоотдачи  всегда  выше, чем таковой  при  использованием обычного сушильного оборудования с прямой теплопередачей, что приводит к ззначительной экономии энергии.

Значения "U"  могут доходить до 450 ккал / ч м2 ° C

ИТАК, роторная сушилка способствует значительной экономии энергии, уходить от  использования воздуха или других газов в качестве теплоносителей; позволяет обойтись без дополнительного  оборудования  необходимого для очистки отходящих газов.
Потребление энергии может быть снижено до  до 700-750 ккал / кг испаренной воды.

Роторная сушилка одинаково эффективна  в процессах сушки  как растворов, суспензий, и также паст, как  продуктов после пресс- фильтров  и мокрых порошков, это объясняется тем, что порошки в условиях сушки в роторном агрегате ведут себя также, как жидкости и подчиняются тем же законам реологии..

Еще одним положительным аспектом этого типа сушилки является обеспечение сохранности кристаллической формы обрабатываемых частиц продукта, хрупкие кристаллы не крошатся. При сушке происходит агломерация частиц и образование гранул. Условия сушки в роторном агрегате способствуют получению определённой гранулометрии частиц так, что после сушки не требуется дополнительного размола и/или просеивания через сита.

Роторная сушилка  может быть установлена непосредственно за центрифугами или пресс-фильтрами , что упрощает технологическую схему. Такие сушилки незаменимы  в процессах сушки  токсичных веществ опасных для окружающей среды.

Роторные реакторы компании VRV

Роторный реактор  имеет такую ​​же конфигурацию и роторная сушилка описанная  выше. Это -  реактор для непрерывного процесса в тонком слое  с опосредованным  нагревом. Это - почти идеальный реактор с различными стадиями равновесия вдоль оси  и с постоянной  концентрацией реагентов и постоянными скоростями реакций в различных точках. Реактор особенно подходит для реакций в гетерогенных системах с твердой и жидкой фазами.
Преимущества описанной выше системы  характерны именно  для этой технологии: низкое  время  пребывания в зоне нагрева, низкое  энергопотребление.

Различная  конфигурация секций  реактора позволяет обеспечить соответствующие температурные режимы  для различных стадий процесса. Точки ввода исходных веществ расположены в определённых местах на корпусе реактора, реакционный раствор постоянно упаривается, что способствует смещению равновесия в сторону готового продукта. В реакторе идёт непрерывный химический процесс с большой скоростью и высоким выходом продукта, с его сушкой и грануляцией.  

Применение роторной при производстве моющих средств, мыла, солей  жирных кислот.  

Очень хорошие результаты получаются при применении роторных реакторов-сушилок для процессов нейтрализации  алкил-сульфоновых кислот  щелочами с последующим упариванием, сушкой  и грануляцией готового продукта в том же реакторе. Кроме того, роторный реактор  используется как реактор непрерывного омыления при  производстве мыла (жидкого и твёрдого), при производстве солей высших жирных карбоновых кислот:   добавки для кормов, для производства бумаги, смазочных материалов, стабилизаторов ПВХ.


Производство синтетических моющих средств

Синтетические моющие средства широко используются  в быту и промышленности. По своей химической природе, синтетические моющие средства могут быть анионные, катионные, неионогенные или амфотерного  типа. При производстве наиболее часто применяемых анионных моющих средств очень важным этапом является стадия сушки поверхностно - активных веществ: сульфатов жирных спиртов, алкил или арил- сульфонатов  или этокси-сульфатов, полученных сульфированием ранее этоксилированных жирных спиртов.
Обычно сушка этих продуктов при  производстве стиральных порошков осуществляется в специальных сушилках, в которых происходит сначала распыление раствора с помощью форсунок, а затем нагрев потоком горячего воздуха, идущим в противотоке с распылённым продуктом. Далее сухой распылённый продукт выделяется из потока воздуха.  Получается порошок с низкой плотностью, и требуется его последующее уплотнение сжатием и гранулирование в экструдере.

В отличие от этой технологии, роторная сушилка позволяет избежать использования воздуха в качестве теплоносителя и, следовательно, обойтись без дополнительных устройств, необходимых для предварительной очистки воздуха,  извлечения продукта из воздушного потока и очистки воздуха перед сбросом в атмосферу. Кроме того, роторная сушилка позволяет вести процесс сушки при атмосферном давлении или под вакуумом, в среде инертного газа, если это необходимо.  Высушенный продукт, получается в виде мелких гранул с хорошей текучестью и насыпной плотностью намного выше, что продукты, полученные по традиционным технологиям. Отсутствия фазы уплотнения позволяет  получить продукт с хорошей  пористостью и смачиваемостью.

Роторная технология обеспечивает очень высокий коэффициент теплопередачи и, соответственно, очень существенную экономию энергии. Кроме того, роторная система значительно проще в монтаже, чем системы с распылительными сушилками. Другим очень важным аспектом производства является безопасность. В   воздушных системах сушки всегда есть  риск самовозгорания продукта. Роторная сушилка полностью устраняет этот риск. Роторный реактор также позволяет производить в одну стадию  натриевые соли  алкил-сульфокислот  с последующей сушкой и гранулированием полученной соли. В этом случае, тепло, выделяющееся при  реакции нейтрализации, идёт на обогрев секции сушки готовых продуктов.
 

Производство мыла: процессы омыление свободных жирных кислот в роторном реакторе.

Мыла - это соли  натрия или калия и жирных кислот, таких как: олеиновой, стеариновой, пальмитиновой,  и т.д. Такие мыла растворимы в воде и используются в качестве моющих средств: гидрофильные части молекул придают им слабые анионные свойства. И другие виды мыл, как правило, плохо растворимые в воде или полностью нерастворимые – это соли  жирных кислот с другими металлами, такими, как кальций, барий, алюминий, цинк, олово. Эти мыла используются в качестве добавок: кормовых добавок (кальциевые соли), добавки для производства бумаги, к маслам, строительные материалы, стабилизаторы пластиков и реологические добавки.

Процессы синтеза всех этих солей  одинаковы –  прямая нейтрализация щелочами свободных жирных кислот. По обычной технологии  предусмотрен начальный этап омыления, когда жирная кислота нейтрализуется щёлочью в отдельном реакторе с мешалкой. Полученный влажный продукт затем сушат под вакуумом: пасту продукта нагревают  в теплообменнике и распыляют в вакуумной камере.
Роторная технология – это инновационное решение, позволяющее производить продукт  непрерывно в одну стадию. Исходные вещества подаются в реактор , где они распределяются в виде тонкого слоя по стенкам. При этом, для реакции используется очень ограниченное количество воды, или процесс идёт совсем без воды. Интенсивное перемешивание различных реагентов происходит на внутренней стенке реактора, ускоряя время реакции.

Тепло для испарения образующейся воды передаётся реагентам от обогреваемой стенки реактора.  Окончательное охлаждение продукта происходит в секции охлаждения благодаря рубашке охлаждения в стенках этой секции. Благодаря вращающемуся  внутри реактора ротору с лопатками определённой конфигурации, продукт получается в виде мелких гранул одинакового размера. Такой продукт не требует дополнительной обработки перед отправкой потребителю.  Процесс обычно осуществляется при атмосферном давлении.
 Сдерживающим фактором применения описанной выше технологии является очень малое время пребывания реагентов в зоне реакции. Скорость реакции должна достаточно высокой , чтобы за это короткое время реакция завершилась.  .

 www.newchemistry.ru