بررسی آزمایشگاهی فرایند پوشش‌دهی پودر سدیم پرکربنات با محلول سدیم سیلیکات در بستر سیال

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، دانشکده فنی، گروه تحصیلات تکمیلی مهندسی شیمی

2 تهران، دانشگاه تهران، گروه پژوهشی فرآوری مواد فلزی جهاد دانشگاهی

چکیده

:در این مقاله سامانه پوشش ‌دهی ذره‌ها در بستر سیال، مطالعه شده است. سامانه بستر سیال مورد مطالعه، شامل دو مرحله، پوشش و خشک شدن در بستر است، و برای پوشش دهی ذره ‌های سدیم پرکربنات از سدیم سیلیکات ، استفاده شده است. این سامانه از نوع ناپیوسته و نوع پوشش دهی پاشش از بالا است. برای کاهش تعداد آزمایش ها و بررسی بهتر نتیجه‌ ها، طرح آزمایش به روش پاسخ سطح (RSM) انجام شد و از نرم افزار Minitab نسخه 15 استفاده شد. در آزمایش ها، الگوی شناوری ذره‌ها و جریان هوا و مایع، مورد بررسی قرار گرفت.نتیجه ‌های آزمایش نشان داد، که مقدار پوشش متناسب با شدت جریان مایع بوده و نسبت وارون با شدت جریان هوا دارد.معادله تجربی جرم پوشش روی ذره، بر حسب متغیرهای شدت جریان هوای سیال ساز، شدت جریان مایع، شدت جریان هوای افشان کننده و نیز جدول‌ها و نمودارهای غربالیRSM برای بهینه سازی فرایند و بررسی عملکرد سامانه، به ‌دست آمد. نتیجه ‌هایی مانند ارتفاع شناورسازی ذره‌ها با زمان، محاسبه جرم پوشش با شدت جریان‌های گوناگون هوا و مایع، نمودارها و نمودارهای غربالی برای تأثیر متغیرهای شدت جریان هوای شناورسازی، شدت جریان هوای افشان کننده و شدت جریان مایع، برای بهترین حالت در پوشش دهی ذره‌ها، به دست آمده و مورد بررسی قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] عبدالکریمی، وحید؛ مدلسازی CFD جریان سه فازی گاز، ذرات جامد و قطرات مایع داخل بستر سیال، پایان­نامه کارشناسی ارشد مهندسی شیمی ، دانشگاه سمنان، اردیبهشت (1388).

[2] علوی، سید مهدی (مترجم)؛ حمیدی، علی­اصغر (مترجم)، مهندسی سیال سازی، چاپ اول، دانشگاه علم و صنعت، ایران، (1379).

[3] جعفری، روزبه؛ ستوده قره ‌باغ، رحمت؛ مستوفی، نوید؛ "شبیه سازی دو فازی رآکتور های بستر سیال شده گاز-جامد با مدل تانک‌های سری"، دانشگاه تهران، دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی شیمی، پایگاه اطلاعات علمی جهاد دانشگاهی (SID.ir)، (1388).

[4] سمنانی­رهبر، مجتبی؛ علی­زاده داخل، اصغر؛ "پیش بینی افت فشار خشک کن بستر سیال سدیم پربورات با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی"، تهران، دانشگاه امام حسین (ع)، دانشکده علوم و مهندسی، گروه مهندسی شیمی، پایگاه اطلاعات علمی جهاد دانشگاهی (SID.ir)، (1388).

[5] میراولیایی, علیرضا؛ شهرکی, فرهاد؛ آتشی، حسین؛ میرضایی، علی­اکبر؛ "بررسی اثر دیوار روی هیدرودینامیک راکتور بستر ثابت با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی"، سومین کنفرانس ملی کاربرد CFD در صنایع شیمیایی، دانشگاه علم و صنعت ایران، (1390).

[6] رسولی، سعید؛ گلریز، محمدرضا؛ حمیدی، علی­اصغر؛ مدل سازی ضریب انتقال حرارت تابشی در بستر سیال گردشی، نشریه مهندسی شیمی ایران، (3)25، ص. 9 (1385). 

[7] سید حسین حسینی، رهبر رحیمی، مرتضی زیودار و عبدالرضا صمیمی،"شبیه سازی ناپایای بستر سیال شده حبابی حاوی ذرات نوع B با استفاده از CFD"، پایگاه اطلاعات علمی جهاد دانشگاهی (SID.ir)، (1389).

[8] Hede P.D., Jensen A.D., Bach P., Small-Scale Top-Spray Fluidized Bed Coating: Granule Impact Strength Agglomeration Tendency and Coating Layer Morphology, Powder Technology, 176, p. 156 (2007).

[9] Maronga S.J., Wnukowski P,’’ The use of Humidity and Temperature Profiles in Optimizing the Size of Fluidized Bed in a Coating process’’,Department of Chemical Engineering and Technology, Sweden, (1998).

[10] Yi-Ming Sun, Chih-Cheng Chang, Wei-Fung Huang, Huang-Chien Liang, "Fluidized-bed Spray Coated Porous Hydrogel Beads for Sustained Release of Diclofenac Sodium",Department of Chemical Engineering, Yuan-Ze Institute of Technology, Chung-Li, Taoyuan 320, Taiwan, (1997).

[11] Eiichi Abe, Noriyuki Yamada, Hideharu Hirosue, Hiroyuki Nakamura, "Coating Mass Distributions of Seed Particles in a Tumbling Fluidized Bed Coater", Kyushu National Industrial Research Institute, Japan, (1997).

[12] R.L.G. da Cunha, M.M.C. Pereira, S.C.S. Rocha,’’ Conventional and Modified Fluidized Bed: Comparison of the Fluid Dynamics and Application in Particle Granulation’’,School of Chemical Engineering, State University of Campinas-UNICAMP, P.O. Box 6066, Zip Code 13083-970, Campinas, SP, Brazil, (2009).

[13] S. Rodr´ıguez-Rojo, N. L´opez-Valdezate, M.J. Cocero,’’ Residence Time Distribution Studies of High Pressure Fluidized Bed of Micro particles’’,Department of Chemical Engineering and Environmental Technology, University of Valladolid, Spain, (2007).

[14] Cedric Briens, Matthew Dawe, Franco Berruti,’’ Effect of a Draft tube on Gas–Liquid Jet Boundaries in a Gas–Solid Fluidized Bed’’Institute for Chemicals and Fuels from Alternative Resources Engineering, The University of Western Ontario, London, (2009).

[15] Koen Dewettinck and Andr´e Huyghebaert,’ Top-Spray Fluidized Bed Coating: Effect of Process Variables on Coating Efficiency’, University of Ghent, Faculty of Agricultural & Applied Biological Sciences, Department of Food Technology and Nutrition, Coupure Links, Belgium, (1998).

[16] Fenghui Niu, John Haslam, Roger Rajewski, Bala Subramaniam, A Fluidized-Bed Coating Technology Using near-Critical Carbon Dioxide as Fluidizing and Drying Medium, J. of Supercritical Fluids, 66, p. 315 (2012).

[17] Lennart Fries, Sergiy Antonyuk, Stefan Heinrich, Stefan Palzer, DEM-CFD Modeling oF A Fluidized Bed Spray Granulator, Engineering Conferences International Year (2011).

[18] Jitendra Chauhan1 and Poonam Yadav, ‘Study of Scale up Parameters of Fluidized Bed Coating, Institute ofPharmaceutical Science & Technology,Der Pharmacia Sinica Mag, 2 (1), p. 228 (2011). 

[19] Gorkem Kulah, Omer Kaya, "Investigation and Scale-up of Hot-melt Coating of Pharmaceuticals in Fluidized Beds", Middle East Technical University, Department of Chemical Engineering, Ankara, Turkey (2011).

[20] Arkom Palamanit, Somchart Soponronnarit, Somkiat Prachayawarakorn, Patcharee Tungtrakul, "Effects of Inlet Air Temperature and Spray Rate of Coating Solution on Quality Attributes of Turmeric Extract Coated Rice Using Top-Spray Fluidized Bed Coating Technique", School of Energy, Environment and Materials, University of Technology Thonburi, Bangmod, Thungkhru, Bangkok, Thailand, (2013).

[21] Fenghui Niu, John Haslam, Roger Rajewski, Bala Subramaniam, "A Fluidized-Bed Coating Technology Using Near-Critical Carbon Dioxide as Fluidizing and Drying Medium", University of Kansas, Lawrence, KS, United States, (2012).

[22] Guanda Wang,Ling Yang, Rui Lan, Tingjie Wang, Yong Jin, "Granulation by Spray Coating Aqueous Solution of Ammonium Sulfate to Produce Large Spherical Granules in a Fluidized Bed", Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing, China, (2013).

[23] Mike Vanderroost, Frederik Ronsse, Koen Dewettinck, Jan G. Pieters, "Modeling Overall Particle Motion in Fluidized Beds for Top-Spray Coating processes", Ghent University, Ghent, Belgium, (2013).