В настоящее время широкую популярность набирают растворимые порошкообразные полуфабрикаты. Такие полуфабрикаты необходимо инстантировать для удобства применения как в промышленности (в основном пищевой и фармацевтической), так и в быту. Одним из методов инстантирования является гранулирование.
Для исследования процесса гранулирования в качестве объекта применялся концентрат квасного сусла (ККС), который представлял собой высокодисперсную фракцию со средним дисперсным составом 20-30 мкм и объемной массой 450г/л. (рис. 1). Он имеет ряд недостатков: высокую пылючесть, низкую сыпучесть, быструю слёживаемость из-за высокой гигроскопичности.
Гранулирование подобных порошкообразных полуфабрикатов целесообразно производить в устройствах с аэро-виброожиженным слоем (АВО слоем) [2].
Гранулообразование в АВО слое чаще всего происходит за счет:
– распыления влаги, поверхностно-активных веществ (ПАВ), различных клеящих растворов;
Рис. 1. Исходный порошок ККС
– увлажнения влажным паром;
– пластификации с использованием перегретого пара.
Экспериментальная установка (рис. 2) работает следующим образом: в загрузочный патрубок 1, подается порошкообразный ККС, который самотеком поступает на сито 3 в цилиндро-коническую камеру 2. АВО слой образуется включением электромеханического вибратора 8, и вытяжного вентилятора (вентилятор и калорифер условно не показаны). При включении вытяжного вентилятора ожижающий агент (водух) засасывается через выключенный калорифер и патрубок 9, а пневматической форсункой 4 в АВО слой образовавшийся в камере 2 распыляется вода или раствор КСС.
Распыление влаги длится до тех пор, пока не будет достигнут необходимый средний гранулометрический состав.
После этого включается калорифер, и исследуемый материал подсушивается до необходимой влажности и выгружается при открывании дверцы 5 в накопитель 6.
Полученный материал просеивается через сита диаметром 0.5, 1, 2, 3, 4, 5 мм.
Различные фракции просеянного материала изображены на рисунке 3.
В результате дальнейших исследований выяснилось, что гранулы размером – от 1 до 3 мм обладают наибольшей сбалансированностью требуемых свойств: повышенной сыпучестью, низкой гигроскопичностью и отсутсвием пылючести, сниженной объемной массой (до 330 г/л.).
Рис. 2 Экспериментальная установка
Рис. 3. ККС по фракциям: а – 3-4 мм; б – 2-3 мм; в – 1-2 мм; г – 0.5-1 мм; д – до 0.5 мм
При проектировании установок, работающих в непрерывном режиме, необходимо производить классификацию частиц, отделяя и досушивая только те влажные гранулы, которые уже достигли требуемого размера.