Scale-up of fluid bed dryer

Prilikom uvećanja procesa potrebno je provesti eksperimente u više geometrijski sličnih uređaja, nakon čega slijedi određivanje kriterija uvećanja. Dimenzijska analiza se ne može uspješno primijeniti na sušenje zbog utjecaja velikog broja parametara na kinetiku sušenja i zbog istovremenog odvijanja procesa prijenosa količine gibanja, topline i tvari. Kompleksna hidrodinamika fluidiziranog sloja često dovodi do neujednačenih hidrodinamičkih uvjeta strujanja. Režim strujanja bitno se razlikuje u sušionicima različitih dimenzija. U ovom radu je eksperimentalno istražena kinetika sušenja sferičnih čestica u dva laboratorijska geometrijski slična sušionika radi pronalaženja kriterija uvećanja. Mjerenja su provedena pri različitim brzinama strujanja zraka, temperaturama zraka te visinama mirujućeg sloja čestica. Eksperimentalno je određena minimalna brzina fluidizacije u oba sušionika. Promjer sušionika utječe na režim strujanja i fluidizacije, što za posljedicu ima sasvim drugačiju kinetiku sušenja. Kinetika sušenja opisana je Pageovim modelom, a parametri modela dovedeni su u vezu s uvjetima sušenja i promjerom sušionika. Na temelju dobivenih rezultata izvedeni su kriteriji uvećanja za fluidizaciju te kinetiku sušenja.When scaling-up a process the most common approach is to do experiments in several geometrically similar devices, after which the scale-up rules are determined. Dimensional analysis cannot be successfully applied to drying processes because of the simultaneous transfer of momentum, heat and matter and because the drying kinetics is influenced by a large number of parameters. Complex hydrodynamics in a fluidized bed often leads to uneven hydrodynamic flow conditions. The flow regime is significantly different in dryers of different dimensions. In this work drying kinetics is experimentally determined for spherical particles in two geometrically similar laboratory dryers for the purpose of determining scale-up criteria. The experiments were carried out at different superficial gas velocities, temperatures and particle bed heights. Minimum fluidization velocity was experimentally determined in both dryers. Dryer’s diameter influences the flow and fluidization regime which in result has effect on drying kinetics. The drying kinetics was described with the Page model and the model parameters were correlated with the drying conditions and dryer diameter. Also, based on the results, scale-up criteria for fluidization and drying kinetics were established