Способ нанесения покрытия на частицы сыпучих материалов
Владельцы патента RU 2284854:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)
Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам нанесения покрытий на частицы сыпучих материалов, и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. Технический результат - увеличение производительности и повышение качества продукта. Способ нанесения покрытия на частицы сыпучих материалов включает распыливание расплава покрытия газом, нагретым выше температуры плавления материала покрытия, в ожиженный слой частиц сыпучего материала. Сыпучий материал предварительно нагревают до температуры 0,5-0,6 температуры плавления материала покрытия потоком сжижающего агента. При дозировании расплава температура в ожиженном слое сыпучего материала составляет не более 0,6-0,8 температуры плавления материала покрытия. После прекращения дозирования расплава осуществляют постепенное понижение температуры слоя материала до температуры окружающей среды. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Техническое решение относится к химической технологии, в частности к способам нанесения покрытия на дисперсные частицы, находящиеся в ожиженном состоянии, и может найти применение в химической, строительной, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности при проведении процессов гранулирования, микрокапсулирования и смешения.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ нанесения покрытия на сыпучие материалы [Авт.св. СССР №939055, В 01 J 2/16, В 01 J 2/30, В 05 D 1/22, 1982 г.], включающий распыливание газом расплава покрытия на частицы сыпучего материала при одновременной импульсной подаче сжижающего агента через слой материала, при этом расплав распыляют газом, имеющим температуру, равную (1,4-1,5) температуры плавления материала покрытия.
К недостаткам данного способа можно отнести следующие: недостаточная прочность и равномерность покрытия на частицах сыпучего материала при нанесении на них высокотемпературных расплавов и, соответственно, невысокое качество продукта.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить производительность процесса нанесения покрытий на частицы сыпучих материалов, улучшить взаимодействие частиц с расплавом, обеспечить требуемое качество продукта.
Это достигается тем, что в предлагаемом способе осуществляют предварительный нагрев сыпучего материала до температуры (0,5-0,6) температуры плавления материала покрытия потоком сжижающего агента. При дозировании расплава температура в ожиженном слое сыпучего материала составляет не более (0,6-0,8) температуры плавления материала покрытия. После прекращения дозирования расплава осуществляют постепенное понижение температуры слоя материала до температуры окружающей среды путем охлаждения его сжижающим агентом.
Применение предварительного нагрева сыпучего материала потоком сжижающего агента до температуры (0,5-0,6) температуры плавления материала покрытия способствует нагреву частиц и равномерному распределению расплава по поверхности частиц, а также более длительному контакту расплава с частицами в слое сыпучего материала и создает условия для перераспределения материала покрытия в ожиженном слое сыпучего материала при контакте частиц между собой, что повышает сплошность покрытия частиц и, соответственно, качество получаемого продукта. При этом увеличивается производительность процесса за счет получения кондиционного продукта в большем количестве за меньший отрезок времени. Увеличение температуры теплоносителя выше 0,6 температуры плавления материала покрытия приводит к значительному повышению температуры слоя при дозировании расплава в слой, что ухудшает сыпучесть частиц в слое и нарушает транспортирование материала при температуре слоя выше 0,8 температуры плавления материала покрытия.
Способ осуществляется следующим образом.
В слой сыпучего материала, размер частиц материала может изменяться от 40 мкм до 10 мм, подают подогретый сжижающий агент, например воздух, и нагревают ожиженный слой материала до температуры (0,5-0,6) температуры плавления материала покрытия. Затем в ожиженный слой материала с помощью форсунок распыляют расплав, при нанесении покрытия на частицы температура в слое сыпучего материала составляет не более (0,6-0,8) температуры плавления материала покрытия. После ввода необходимого количества материала покрытия в слой материала производят постепенное охлаждение сыпучего материала до температуры окружающей среды за счет постепенного снижения температуры сжижающего агента. В качестве среды для нанесения покрытия может быть использован любой дисперсный сыпучий материал химического, пищевого или другого назначения.
Пример. В аппарат загружают исходный сыпучий материал, например гранулы аммиачной селитры размером от 2 мм до 3 мм и, подают в слой материала подогретый в калорифере воздух, и нагревают слой материала до температуры 50°С. В качестве сыпучих материалов могут быть использованы различные селитры и стеараты, а также хлоратные и перхлоратные вещества, например частицы хлористого калия со средним размером ˜250 мкм. Температура плавления материала покрытия, например церезина, составляет 92°С. Может быть использовано другое органическое вещество в качестве материала покрытия, например воск, парафин, стеарин, оксизин и т.д. Затем форсунками осуществляют распыливание расплава в ожиженный слой сыпучего материала, при этом температура слоя материала повышается с 50°С до 65°С. Предельная температура слоя составляет 73°С. Доля материала покрытия в слое достигает 15%. После прекращения дозирования расплава осуществляют постепенное понижение температуры слоя материала до температуры окружающей среды путем охлаждения его воздухом, имеющим температуру (15-20)°С. Значения параметров процесса и характеристика предлагаемого способа нанесения покрытия в сравнении с прототипом представлены в таблице.
| Таблица Характеристика способов нанесения покрытия | ||
| Параметры процесса | Известный способ | Предлагаемый способ |
| Температура слоя перед | ||
| нанесением покрытия, С | 20 | 50 |
| Температура расплава, °С | 95 | 95 |
| Температура в слое при | ||
| нанесении покрытия, °С | 40 | 65 |
| Сплошность покрытия на | ||
| частицах, % | 83 | 94 |
| Производительность, кг/с | 1,1·10-3 | 1,3·10-3 |
Использование предлагаемого способа нанесения покрытия на частицы сыпучих материалов обеспечивает по сравнению с существующими способами повышение производительности процесса на (15-20)% и качества получаемого продукта за счет формирования более равномерного слоя покрытия на поверхности частиц. Способ использован при получении гранулированных и микрокапсулированных составов в производстве промышленных энергонасыщенных веществ.
1. Способ нанесения покрытия на частицы сыпучих материалов, включающий распыливание расплава покрытия газом, нагретым выше температуры плавления материала покрытия, в ожиженный слой частиц сыпучего материала, отличающийся тем, что сыпучий материал предварительно нагревают до температуры 0,5-0,6 температуры плавления материала покрытия потоком ожижающего агента.
2. Способ нанесения покрытия на частицы сыпучих материалов по п.1, отличающийся тем, что при дозировании расплава температура в ожиженном слое сыпучего материала составляет не более 0,6-0,8 температуры плавления материала покрытия.
3. Способ нанесения покрытия на частицы сыпучих материалов по п.1, отличающийся тем, что после прекращения дозирования расплава осуществляют постепенное понижение температуры слоя материала до температуры окружающей среды путем охлаждения осушенным ожижающим агентом.
