気流式乾燥機、リング乾燥機、スピンフラッシュ乾燥機:材料に合うフラッシュ乾燥技術はどれか

気流式、リング、スピンフラッシュの各乾燥機は、いずれも湿った固体を高速の熱風中に数秒間浮遊させて乾燥させます。違いは供給物の扱い方です。気流式乾燥機は、粘着性のない粉粒状の固体を長いダクトで搬送します。リング乾燥機は、大きな粒子が乾くまで保持する分級リングを加えたものです。スピンフラッシュ乾燥機は、湿ったケーキやペーストを砕くローターを加えたもので、他の2つが苦手な粘着性のろ過ケーキに対応します。SINOTHERMOは前の2つを気流式乾燥機として、3つ目をスピンフラッシュ乾燥機として供給しています。

概要:フラッシュ乾燥機のファミリー

「フラッシュ乾燥」とは、湿った固体を熱ガス流に分散させて数秒で乾燥させるあらゆるプロセスを指します。粒子が小さく空気に囲まれているため、熱と物質の移動は非常に速く行われます。滞留時間は通常数秒で、水が蒸発している間は製品自体が冷たいままなので、熱に敏感な材料でも高温の空気で乾燥できます。

このファミリーでは3つの設計が広く使われています。本記事ではそれらを比較します。ファミリー全体と、他の乾燥機ではなくフラッシュ乾燥を使うべき場面については、フラッシュ乾燥機ガイドとフラッシュ乾燥機とスプレードライヤの比較をご覧ください。

気流式乾燥機とは

気流式乾燥機は、粘着性のない粉粒状の固体材料を熱風の流れで搬送し、乾燥ラインを通る間に乾燥させます。SINOTHERMOの製品ページには次の特性が記載されています。

• 入力:粘着性のない粉粒状の固体材料
• 出力:水分3~6%の粉末または顆粒
• 入口空気温度:200 °C未満
• モジュール設計:乾燥段と粉砕段を追加可能

通過時間が短いため熱にさらされる時間も短く、この設計は流動性のある温度に敏感な材料に向いています。ペーストやスラリーには向きません。ダクトに付着して空気の流れを塞いでしまうためです。

リング乾燥機とは

リング乾燥機は、循環ループを備えた気流式乾燥機です。湿った供給物は熱風の流れに分散され、その流れは乾いた微粒子と、湿った粒子や大きな粒子とを分ける分級機を通ります。湿った分は、排出できるほど乾くまで乾燥ループに戻されます。これにより、通常の気流式乾燥機より最終水分の範囲が狭くなり、粒度がばらつく場合に有効です。

SINOTHERMOの製品ラインでは、このリング型の構成は気流式乾燥機のプラットフォームで供給されます。モジュール設計により、材料に合わせて乾燥段と粉砕段を追加できます。「リング乾燥機」という別製品としては販売しておらず、製品リストではお客様の仕様に合わせて製作する気流式乾燥機となります。供給物と目標水分をお知らせいただければ、お客様の材料に合わせて構成します。

スピンフラッシュ乾燥機とは

スピンフラッシュ乾燥機は、流動化、気流搬送、粉砕を1台に組み合わせています。熱風が下部から入って材料を旋回させ、ローターが塊を砕きます。製品ページには次のように記載されています。

• 入力:粉粒状、顆粒状、またはろ過ケーキ状の固体
• 出力:粉末
• 温度:標準140~220 °C、熱に敏感な材料は140 °C未満
• 追加機能:粉砕

ローターと旋回する空気流は、通常の気流式乾燥機を詰まらせるペースト状で凝集性のあるろ過ケーキを分散させます。乾燥と解砕を1工程で行うため、多くの材料で別途ミルが不要になります。製品ページによれば、XSGシリーズは蒸発能力10~20 kg/h(XSG-200)から150~1,300 kg/h(XSG-1200)以上までをカバーします。詳しくはスピンフラッシュ乾燥機をご覧ください。

フラッシュ乾燥の仕組み:物理の要点

フラッシュ乾燥が速いのは、表面積と空気速度のおかげです。湿った固体が小さな粒子に砕かれて熱風に運ばれると、各粒子は気体に囲まれ、数秒で表面の水分を失います。蒸発する水が粒子を冷やすので、表面に水分が残っている間、製品温度は空気の湿球温度に近いままです。そのため、オーブンの中で同じ温度にすれば傷んでしまう製品でも、140~220 °Cの熱風で乾燥できます。

これは表面の水分や緩く結合した水分に有効です。表面が乾くと、粒子温度は空気温度に近づき、残った内部水分はゆっくりとしか抜けません。このため、フラッシュ乾燥機は、水分の大半が表面やケーキの細孔にある場合に最も適しており、水が化学的に結合している材料や大きな粒子の奥深くにある材料には向きません。

粒子サイズは2つの意味で重要です。小さな粒子ほど速く乾き、空気流の中にとどまります。大きな塊は落下するか再循環します。スピンフラッシュ乾燥機はローターで塊を微粒子に砕くことでこれを解決し、リング乾燥機は湿った大きな粒子を分級機で戻して再度乾燥させることで解決します。

見積に含めるべきシステム構成要素

フラッシュ乾燥機は単一の容器ではなくシステムです。完全な見積には通常、次が含まれます。

• フィーダー:湿った材料を空気流に定量供給するスクリューフィーダーなどの装置。ろ過ケーキでは、粘着性のあるケーキがブリッジを起こすことがあるため、フィーダーの設計が重要です。
• 空気加熱器:入口温度に達するための蒸気、熱媒油、ガス、または電気加熱。
• 乾燥室またはダクト:乾燥が行われる場所。
• サイクロンとバグフィルター:乾いた製品を空気から分離し、微粉を捕集します。
• ファン:空気量とシステムの圧力損失に合わせて選定します。
• 制御システム:最終水分を保つための入口・出口温度制御。

排気量、粉塵負荷、製品価値によって、集じんシステムにかける費用が決まります。微細で価値の高い粉末には、高効率のバグフィルターが妥当です。

比較一覧

どれを選ぶか

次の順に質問に答えてください。

1. 1.供給物は湿ったケーキかペーストですか。そうなら、スピンフラッシュ乾燥機を選びます。気流式乾燥機では処理できません。
2. 2.粉粒状で流動性があり、粘着しませんか。気流式乾燥機のほうがシンプルで低コストです。
3. 3.粒度が大きくばらつき、均一な最終水分が必要ですか。リング乾燥機の構成、または適切な分級機を備えたスピンフラッシュ乾燥機が役立つ場合があります。
4. 4.乾燥機から直接、微粉末が必要ですか。スピンフラッシュ乾燥機です。乾燥しながら粉砕するためです。
5. 5.製品が熱に非常に敏感で、高温空気に数秒さらされるだけでも問題ですか。スピンフラッシュ乾燥機の140 °C未満のモードを使うか、代わりに真空乾燥機を検討してください。

計算例

数値は説明用のもので、お客様のデータではありません。

ある生産者は水分40%のろ過ケーキを持ち、水分2%の乾燥製品を毎時500 kg得たいと考えています。

• 毎時の乾燥固形分:500 x 0.98 = 490 kg
• 供給量:490 / 0.60 = 湿ったケーキ約817 kg/h
• 蒸発させる水:817 - 500 = 約317 kg/h

ろ過ケーキには塊を砕ける機械が必要なので、気流式乾燥機は除外されます。中型のXSGモデルの範囲(例:XSG-800の蒸発能力60~600 kg/h)のスピンフラッシュ乾燥機が第一候補になります。次のステップはケーキの試験です。粘着性、乾燥後の粒度、最終水分によって、モデルと空気温度が決まります。

各乾燥機の用途

• 気流式乾燥機:流動性のある化学固体、粉粒状の乾燥食品、農業系固体、粉粒状の顔料固体、長時間の加熱に敏感な樹脂粒子。
• リング乾燥機の構成:粒度分布が広く、均一な最終水分が重要な粉末。
• スピンフラッシュ乾燥機:デンプン、顔料、化学ろ過ケーキ、鉱物製品。当社の記事デンプン乾燥のためのフラッシュ乾燥機とスピンフラッシュ乾燥機の比較で実際の用途をご覧いただけます。

避けるべきよくある間違い

1. 1.粘着性ケーキに気流式乾燥機を使う。材料がダクトに堆積して乾燥機が止まります。
2. 2.フラッシュ乾燥機があらゆる水分レベルを乾燥できると考える。フラッシュ乾燥機は表面や緩く結合した水分を素早く除去しますが、深い内部水分には効果が低くなります。
3. 3.製品の温度限界を無視する。高い空気温度が許されるのは、熱にさらされる時間が短いからです。
4. 4.集じんを省く。バグフィルターとサイクロンはシステムの一部であり、圧力損失とコストに影響します。
5. 5.カタログ上の蒸発量で選ぶ。蒸発能力は入口空気温度と供給水分によって変わるため、表の数値はお客様の製品への保証ではありません。

購入前に試験する

SINOTHERMOは、フラッシュ乾燥機がお客様の材料に適しているかを確認するため、有償のパイロット試験を実施しています。パイロット試験を依頼する。データはお客様のもので、どのサプライヤーにもご利用いただけます。SINOTHERMOは設備の製造・販売を行っており、受託乾燥サービスは提供していません。

よくある質問

気流式乾燥機とリング乾燥機の違いは何ですか?

リング乾燥機は、湿った粒子や大きな粒子を再度乾燥させるために戻す分級機と循環ループを備えた気流式乾燥機です。粒度が不均一な材料で、より均一な最終水分が得られます。

スピンフラッシュ乾燥機は気流式乾燥機より優れていますか?

粘着性のろ過ケーキを含め、より多くの供給物に対応し、乾燥しながら粉砕します。気流式乾燥機は、粉粒状で流動性のある固体にはよりシンプルで低コストです。

気流式乾燥機はどの程度の水分に到達できますか?

SINOTHERMOの気流式乾燥機は、入口空気200 °C未満で水分3~6%に到達します。

SINOTHERMOはリング型乾燥機を供給できますか?

はい、リング型の構成を当社の気流式乾燥機のプラットフォーム上に構築するという意味でお受けできます。製品リストでは、別名のリング乾燥機ではなく、気流式乾燥機として掲載されています。

フラッシュ乾燥機は熱に敏感な材料を乾燥できますか?

多くの場合は可能です。滞留時間がわずか数秒だからです。スピンフラッシュ乾燥機には140 °C未満のモードもあります。非常に敏感な製品には、それでも真空乾燥機が必要な場合があります。

スピンフラッシュ乾燥機はペーストを乾燥できますか?

ろ過ケーキや凝集性のある湿った固体に対応します。本当にポンプ移送できるペーストは、スプレードライヤや接触式乾燥機のほうが適しています。

サイズはどう選びますか?

毎時蒸発させる水の量と入口空気温度から選びます。試験で、お客様の材料の実際の乾燥速度が分かります。