Citation for published version (APA): Schaafsma, S. H. (2000). Down-scaling of a fluidised bed agglomeration process Groningen: s.n.

Transcriptie

1 University of Groningen Down-scaling of a fluidised bed agglomeration process Schaafsma, Stefan Hendrikus IMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite from it. Please check the document version below. Document Version Publisher's PDF, also known as Version of record Publication date: 2000 Link to publication in University of Groningen/UMCG research database Citation for published version (APA): Schaafsma, S. H. (2000). Down-scaling of a fluidised bed agglomeration process Groningen: s.n. Copyright Other than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons). Take-down policy If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim. Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): For technical reasons the number of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum. Download date:

2 Samenvatting voor niettechnologen In mijn onderzoek heb ik beschreven hoe de agglomeratie van poeder in een wervelbed plaatsvindt. In dit hoofdstuk zal ik dit proces uitleggen en aangeven wat het belang van dit onderzoek is. Wat is agglomeratie? Agglomeratie is het aan elkaar plakken van deeltjes. Men kan bijvoorbeeld agglomereren door poeder te bevochtigen, waardoor deeltjes in het poeder aan elkaar gaan plakken. Iedereen die wel eens beslag voor pannenkoeken heeft gemaakt weet dat als je weinig melk of water aan het meel toevoegt, meel meteen begint te klonteren. Dat klonteren noemt men in mijn vakgebied agglomereren. Om te zorgen dat dit samengeklonterde poeder (het agglomeraat) niet uit elkaar valt als het opdroogt, voegt men er vaak een lijm (een binder) aan toe. Waarom agglomereert men? Agglomereren van poederdeeltjes kan men doen om verschillende redenen. 1. Om te voorkomen dat poeder gaat stuiven. Door zeer fijne poederdeeltjes te agglomereren wervelt het poeder minder snel op. Hierdoor is er minder kans om het in te ademen (belangrijk als de stof giftig is). Ook de kans op een stofexplosie neemt af (fijn brandbaar stof kan exploderen!). Voorbeeld: kunstmest, je wilt niet dat de mest wegwaait en op het land van de buurman komt. 2. Om de oplossnelheid te verhogen. Zeer fijn stof lost slecht op doordat het gaat samenklonteren of blijft drijven op de vloeistof. Poeder is beter op te lossen als men het eerst agglomereert. Voorbeeld: pakjes oplossoep en wasmiddelen. 3. Om de stromingseigenschappen te verbeteren. Fijn poeder is moeilijk te doseren, denk aan poedersuiker of meel dat je af wilt wegen in een maatbeker. Als de poederdeeltjes groter worden (door agglomeratie) kun je de deeltjes makkelijker uitgieten. Voorbeeld: poedersuiker vs. kristalsuiker. 4. Om de dichtheid van het poeder te verhogen. Als kleine deeltjes geagglomereerd zijn nemen ze minder volume in dan los fijn poeder. Dat komt omdat de ruimte tussen de deeltjes onderling minder groot wordt. Dit scheelt 153

3 transportkosten, omdat je minder ruimte nodig hebt om dezelfde hoeveelheid in kilogrammen te vervoeren. Voorbeeld: (compact) wasmiddelen, kunstmest. 5. Om het ontmengen van poedermengsels tegen te gaan. Bij het agglomereren kun je twee verschillende poeders goed met elkaar mengen in de gewenste verhouding, agglomeratie voorkomt dan dat deze weer kunnen ontmengen. In de industrie tref je namelijk vaak het probleem aan dat poeders van verschillende dichtheid en grootte van elkaar scheiden tijdens transport en opslag. Indien je na transport met dit mengsel van poeders wilt werken, heb je geen goed verdeeld mengsel meer en kan je niet juist doseren. Door te agglomereren kun je dit dus voorkomen. Voorbeeld: geneesmiddelen. Zoals hierboven is aangegeven heeft het agglomereren vele voordelen voor het dagelijks gebruik van poeders. Om van fijn poeder agglomeraten te maken met de hierboven genoemde specifieke eigenschappen is het van belang om te weten welke factoren een rol spelen in de totstandkoming van een agglomeraat. Het onderzoek beschreven in dit proefschrift heeft zich geconcentreerd op agglomeratie in een wervelbed. Wat is een wervelbed? Het wervelbed is een container gevuld met poeder dat op een rooster ligt. Via het rooster wordt lucht onderin het bed geblazen waardoor poederdeeltjes gedragen worden door de luchtstroom (dit heet fluïdisatie). Luchtbellen transporteren materiaal vanonder uit het bed naar boven en dragen hierdoor flink bij aan de menging in het bed. Tijdens fluïdisatie lijkt het poederbed net een kokende vloeistof, zo kun je een badeendje op het borrelende poederbed laten drijven. Doordat er een goed contact is tussen deeltjes en de lucht is het wervelbed erg geschikt om deeltjes te drogen en te verwarmen in vergelijking tot andere processen. Hoe verloopt het agglomeratieproces in een wervelbed? Vloeistof met een binder (een soort lijm) wordt gesproeid op het poeder in het wervelbed. De druppeltjes die uit de sproeier komen plakken de poederdeeltjes aan elkaar. Er ontstaat dan een nat agglomeraat. Doordat hete droge lucht in het wervelbed langs het agglomeraat stroomt droogt het agglomeraat snel. De binder in de vloeistof zorgt ervoor dat de deeltjes aan elkaar geplakt blijven. Door een bepaalde periode te sproeien kun je alle poederdeeltjes opnemen in agglomeraten. De tijd die je nodig hebt voor agglomeratie is afhankelijk van het type poeder, de vloeistof en de binder die je gebruikt. Als de druppels groot genoeg zijn kun je zelfs weer agglomeraten aan elkaar plakken. Men moet oppassen om niet te veel 154

4 vloeistof op het bed te sproeien. Indien men meer vloeistof sproeit dan men kan verdampen, klapt het poederbed ineen tot één groot nat agglomeraat. Wat heb ik beschreven in mijn proefschrift? In dit proefschrift beschrijf ik hoe je de groei van een agglomeraat kunt berekenen aan de hand van de eigenschappen van het poeder en de bindervloeistof (hoofdstuk 2). De druppelgrootte bepaalt de agglomeraatgrootte. Een belangrijke plek in het wervelbed is de plaats waar de druppels het bed raken, de sproeizone. Met een speciaal ontworpen sproeier worden druppels met dezelfde grootte op het wervelbed gesproeid (hoofdstuk 3). Hiermee kan de menging en het gedrag van agglomeraten in de sproeizone worden opgehelderd. In hoofdstuk 4 wordt de menging van agglomeraten in het gehele wervelbed bestudeerd. Dit is gedaan door een deeltje radioactief te maken en het met een speciale camera te volgen. Tenslotte wordt in hoofdstuk 5 bepaald hoe je het beste een agglomeratieproces in het wervelbed kunt regelen en besturen. Hoofdstuk 6 is een samenvatting van de resultaten, discussies en conclusies van voorafgaande hoofdstukken. 155

5