Laboratoryjne systemy mielenia i klasyfikacji są niezbędne przy produkcji eksperymentalnych porcji materiału oraz w celach optymalizacji większych układów produkcyjnych. Jednocześnie w wielu przypadkach niezbędna jest możliwość wyprodukowania dużych ilości materiałów ogólnie określanych jako niebezpieczne lub wybuchowe, a systemy produkcyjne muszą być w związku z tym dopasowane do wymogów dyrektywy ATEX.
dr Jacek Kołacz
W tym celu firma Comex wprowadziła na rynek układy mielenia i klasyfikacji aerodynamicznej do przeprowadzania badań w skali laboratoryjnej oraz przemysłowej, które pozwalają na zaprojektowanie optymalnych instalacji przemysłowych spełniających wymagania ATEX.
Zasada działania
Układ mielenia i separacji w skali laboratoryjnej przedstawia FOT. 1. Może on działać jako samodzielny układ mielenia strumieniowego, osobny system klasyfikacji aerodynamicznej lub w wersji połączonej. W układzie mielenia materiał wsadowy dostarczany jest grawitacyjnie do komory młyna, a sprężone medium (powietrze lub gaz obojętny, np. azot) jest dostarczane do młyna za pomocą czterech dysz, ułożonych naprzemianlegle. Odpowiednie obroty wirnika wewnętrznego klasyfikatora zapewniają uzyskanie wymaganego rozdrobnienia produktu. Zmielony produkt przedostaje się wraz z powietrzem do cyklonu, gdzie prawie wszystkie cząstki są usuwane z powietrza. Wylot cyklonu jest podłączony do filtra, gdzie są oddzielane bardzo drobne cząstki niewyłapane przez cyklon. Typowa wydajność systemu laboratoryjnego to kilka do kilkunastu kg/h, w zależności od uziarnienia finalnego produktu.
FOT. 1 Widok laboratoryjnego systemu mielenia i klasyfikacji aerodynamicznej w strefie Ex
Jeżeli układ jest skonfigurowany do klasyfikacji, to materiał wsadowy dostarczany jest do klasyfikatora za pomocą podajnika ślimakowego i transportu pneumatycznego. Wewnątrz klasyfikatora znajduje się wirnik, którego prędkość determinuje wielkość odseparowanych cząstek. Cząstki o większych rozmiarach są odrzucane przez wirnik i grawitacyjnie opadają do pojemnika frakcji grubej. Produkt drobny, który przedostał się przez wirnik, trafia do cyklonu i filtra, gdzie podobnie jak w przypadku młyna strumieniowego usuwany jest z powietrza.
W układzie mieszanym możliwe jest polaczenie młyna strumieniowego i dodatkowego klasyfikatora, co daje możliwości bezpośredniej produkcji określonego materiału w postaci dwóch frakcji. We wszystkich konfiguracjach możliwe jest zastosowanie gazów obojętnych, takich jak azot, które gwarantują bezpieczny proces w przypadku materiałów o podwyższonej wybuchowości. Czujniki tlenu działające w układzie ciągłego pomiaru oraz odpowiednie dozowanie gazu obojętnego gwarantują utrzymanie bezpiecznych warunków pracy niemal dla każdego rodzaju przetwarzanego materiału.
FOT. 2 Przemysłowy system mielenia i klasyfikacji aerodynamicznej w strefie Ex
FOT. 2 przedstawia podobny układ mielenia i klasyfikacji, który umożliwia pracę w skali pilotowej lub w wielu przypadkach w skali przemysłowej, gdzie możliwa jest produkcja dowolnych materiałów o wydajności do kilkuset kg/h. W zależności od charakterystyki materiału możliwe jest automatyczne utrzymanie dowolnej stałej koncentracji tlenu wewnątrz procesu, na poziomie 1–21%.
Typowe zastosowania
Laboratoryjne systemy mielenia i klasyfikacji mogą być stosowane wszędzie tam, gdzie niezbędne jest produkowanie ograniczonych ilościowo próbek materiału pod ścisłą kontrolą układu pomiarowego. Dotyczy to głównie materiałów o wysokiej jakości oraz wartości lub produktów o podwyższonej wybuchowości. Bardzo ważne jest wówczas zapewnienie minimalnych strat materiału wsadowego w stosunku do końcowego produktu podczas optymalizacji procesu. Możliwe jest wtedy przeskalowanie parametrów systemu mielenia do skali przemysłowej, w której już zastosowane parametry będą zbliżone do optymalnych. Wówczas system mielenia w skali przemysłowej lub pilotowej służy do walidacji wcześniej ustalonych warunków procesu lub do końcowej produkcji określonego materiału na większą skalę. Więcej informacji na temat systemów mielenia i klasyfikacji zarówno w skali laboratoryjnej, jak i przemysłowej znajduje się na stronie producenta: www.comex-group.com.
