सुखाने वाले उपकरणों द्वारा संसाधित सामग्री अनगिनत हैं। विभिन्न सामग्रियों के भौतिक रासायनिक गुणों और उत्पाद आवश्यकताओं में अंतर के अलावा, सुखाने की प्रक्रिया के दौरान सामग्रियों के थर्मोफिजिकल गुण और हीटिंग के दौरान सुखाने प्रणाली उपकरण के लिए सामग्री की आवश्यकताएं भी डिजाइनरों के लिए महत्वपूर्ण विचार हैं। यह लेख डिजाइनरों के संदर्भ के लिए सुखाने वाले उपकरणों में सामग्री चयन के लिए कुछ तरीकों का प्रस्ताव करता है।
सुखाने के उपकरण की विशेषताएँ
आज तक, सैकड़ों प्रकार के सुखाने वाले उपकरण सफलतापूर्वक विकसित किए गए हैं, जिनमें से सौ से अधिक का आमतौर पर औद्योगिक उत्पादन में उपयोग किया जाता है। सुखाने वाले उपकरणों को वर्गीकृत करने की भी विभिन्न विधियाँ हैं। सुखाने की प्रक्रिया में गर्मी हस्तांतरण विधि के आधार पर, उन्हें संवहन ड्रायर (जैसे वायु प्रवाह ड्रायर, स्प्रे ड्रायर, रोटरी रैपिड ड्रायर, द्रवीकृत बिस्तर ड्रायर इत्यादि), चालन ड्रायर (जैसे रेक ड्रायर, रोलर ड्रायर), और विकिरण ड्रायर (जैसे माइक्रोवेव ड्रायर, दूर {{3%) इन्फ्रारेड ड्रायर) में विभाजित किया जा सकता है। इसके अलावा, ऐसे सुखाने वाले उपकरण भी हैं जो कई गर्मी हस्तांतरण विधियों को जोड़ते हैं, जैसे पैडल ड्रायर।
अधिकांश ड्रायर गैर-मानक उपकरण हैं, मुख्यतः क्योंकि प्रत्येक ड्रायर अलग-अलग सामग्रियों को संसाधित करता है, और सामग्री के आधार पर सुखाने की कई स्थितियाँ बदलती हैं, जिससे ड्रायर की संरचना और सामग्री में परिवर्तन होता है। इसलिए, ड्रायर के विभिन्न मापदंडों को निर्धारित करने के लिए, सूखने वाली सामग्री के विशिष्ट मापदंडों को स्पष्ट रूप से परिभाषित करना आवश्यक है, जैसे सामग्री की स्थिति, नमी की मात्रा के प्रकार, थ्रूपुट, सुखाने की प्रक्रिया के दौरान सामग्री की विशेषताएं, संक्षारण की उपस्थिति, ज्वलनशीलता और विस्फोटकता, स्थैतिक बिजली उत्पादन, विशिष्ट उत्पाद आवश्यकताएं और सामग्री का थर्मोसेंसिव तापमान। इस कारण से, कई ड्रायरों का बड़े पैमाने पर उत्पादन नहीं किया जा सकता है; इसलिए, डिजाइन प्रक्रिया में सामग्री की विशिष्टता और कामकाजी परिस्थितियों के अनुकूल इसकी अनुकूलता पर ध्यान देना चाहिए।
सुखाने वाले उपकरणों में प्रयुक्त सामग्री की चयन विधि सर्वविदित है। सुखाने वाले उपकरण की सामग्री सुखाने वाली इकाई की लागत में एक महत्वपूर्ण तत्व है, और उचित सामग्री चयन उपकरण की कीमतों को नियंत्रित करने का एक महत्वपूर्ण साधन है। आमतौर पर, सुखाने वाले उपकरणों के लिए सामग्री का चयन करते समय निम्नलिखित पहलुओं पर विचार किया जाना चाहिए: संसाधित की जा रही सामग्री की जरूरतों को पूरा करना। सुखाने वाले उपकरण का मुख्य कार्य किसी दी गई सामग्री को सुखाना है। क्योंकि ड्रायर विभिन्न प्रकार की सामग्रियों को संभालते हैं, जिनमें अनाज, भोजन, फार्मास्यूटिकल्स, रसायन, वन उत्पाद, कागज और धातु विज्ञान जैसे कई क्षेत्र शामिल हैं, उत्पादों की संख्या अनगिनत है। सूखने वाली सामग्रियों की आवश्यकताएँ बहुत भिन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, सुखाने की प्रक्रिया के दौरान रासायनिक अभिकर्मकों, फार्मास्यूटिकल्स, इलेक्ट्रॉनिक सामग्री और विद्युत सिरेमिक सामग्री को लौह आयनों के साथ नहीं मिलाया जाना चाहिए; इसलिए, उपकरण चयन में कार्बन स्टील सामग्री से बचना चाहिए। इसके अलावा, यदि सामग्री में नमी में एसिड, क्षार, लवण या कार्बनिक सॉल्वैंट्स शामिल हैं, तो यह विभिन्न धातु सामग्रियों को संक्षारित कर सकता है। यह संक्षारण विशेष रूप से गर्म करने के दौरान और अधिक बढ़ जाता है। इसलिए, सामग्री में नमी की मात्रा की विशेषताओं के आधार पर उपयुक्त सामग्री का चयन किया जाना चाहिए।
ड्रायर के प्रकार के आधार पर सामग्री चयन के संबंध में, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, विभिन्न प्रकार के ड्रायर हैं, प्रत्येक का एक अलग कार्य सिद्धांत है। इसलिए, सामग्री का चयन करते समय इस पर पूरी तरह विचार किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, जब मैग्नीशियम ऑक्साइड को एयरफ्लो ड्रायर में सुखाया जाता है, तो एयरफ्लो पाइप में सामग्री का उच्च वेग और मैग्नीशियम ऑक्साइड की कठोरता सुखाने वाले पाइप के मोड़ पर गंभीर घिसाव का कारण बनती है। इसलिए, इस क्षेत्र के लिए एक घर्षण प्रतिरोधी संरचना या घर्षण प्रतिरोधी सामग्री तैयार की जानी चाहिए। इसके अलावा, स्टेनलेस स्टील में कार्बन स्टील की तुलना में काफी कम तापीय चालकता होती है। इसलिए, सुखाने वाले उपकरणों में जहां चालन प्राथमिक गर्मी हस्तांतरण विधि है, यदि स्टेनलेस स्टील को मुख्य सामग्री के रूप में चुना जाता है, तो गर्मी विनिमय क्षेत्र की गणना स्टेनलेस स्टील की तापीय चालकता के आधार पर की जानी चाहिए। इंजीनियरिंग उदाहरण दर्शाते हैं कि स्टीम हीट एक्सचेंजर्स का चयन करते समय, स्टेनलेस स्टील को कार्बन स्टील की तुलना में 30% अधिक सतह क्षेत्र की आवश्यकता होती है।
सुखाने की प्रक्रिया के लिए सामग्री का चुनाव सामग्री और सुखाने की स्थिति के आधार पर भिन्न होता है। मैंने एक बार एक उच्च तापमान वाला ड्रायर डिज़ाइन किया था जो एक साथ अकार्बनिक लवणों को सुखाता है और पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया शुरू करता है। आवश्यक सुखाने वाली हवा का तापमान 800 डिग्री से ऊपर था, जिसके कारण महंगे उच्च तापमान प्रतिरोधी स्टेनलेस स्टील का उपयोग करना आवश्यक हो गया। हालाँकि, इस बात पर विचार करते हुए कि सभी सुखाने वाले कक्ष उच्च तापमान वाले क्षेत्र में नहीं हैं, गणना से पता चला कि उच्च तापमान प्रतिरोधी सामग्री का उपयोग केवल उच्च तापमान वाले क्षेत्र में किया गया था। यह पिछले एक वर्ष से अधिक समय से सामान्य रूप से चल रहा है।
उपकरण स्थापना वातावरण के आधार पर सामग्री का चयन: कई मामलों में, भले ही उपरोक्त शर्तें पूरी होती हों, सामग्री पर उपकरण स्थापना वातावरण की आवश्यकताओं पर विचार किया जाना चाहिए। यदि उपकरण किसी रासायनिक संयंत्र में स्थापित किया गया है, तो उचित डिजाइन समाधान विकसित करने के लिए उपकरण, नियंत्रण प्रणाली और विद्युत प्रणाली के लिए पर्यावरण की संक्षारकता पर सावधानीपूर्वक विचार किया जाना चाहिए।
सुखाने वाले उपकरणों के लिए संक्षारण सुरक्षा विधियाँ: अधिकांश सुखाने वाले उपकरणों में वेल्डेड हिस्से, प्लेट और सिलेंडर होते हैं। विभिन्न अनुप्रयोगों के ड्रायरों के लिए संक्षारण संरक्षण उपचार आवश्यक है। सामग्री संक्षारण संरक्षण और विनिर्माण विधियों में कुछ अनुभव नीचे दिए गए हैं।
फॉस्फेटिंग-पैसिवेशन प्रक्रिया: वाइब्रेटिंग फ्लूइडाइज्ड बेड ड्रायर के निर्माण में, 70% हिस्से कार्बन स्टील से बने होते हैं। प्रक्रियाओं के बीच लंबे समय के बदलाव के परिणामस्वरूप सतह पर बड़ी मात्रा में जंग बन जाती है, जिससे पेंटिंग से पहले जंग हटाने के लिए महत्वपूर्ण मैन्युअल श्रम की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया के माध्यम से फॉस्फेटिंग{{4}निष्क्रियता, एक ही चरण में जंग से ढके हुए स्टील वर्कपीस का उपचार करती है, जिससे मूल धात्विक रंग का पता चलता है और साथ ही एक सघन एंटी-जंग फिल्म बनती है। यह फिल्म बिना जंग लगे दस दिनों से अधिक समय तक आर्द्र हवा के संपर्क में रहने में सक्षम है। इसका संचालन सरल है, कार्य वातावरण में सुधार होता है, श्रम तीव्रता कम होती है और जनशक्ति और संसाधनों की बचत होती है। फॉस्फेटिंग-पैसिवेशन घोल में इमल्सीफायर्स, मोलिब्डेट्स, घुलनशील फॉस्फेट और विभिन्न एसिड होते हैं। यह विधि न केवल उपरोक्त मशीन प्रकारों पर लागू होती है बल्कि इसका उपयोग अन्य समान संरचनाओं या फ़्रेमों के संक्षारण संरक्षण के लिए भी किया जा सकता है।
सुखाने वाले उपकरणों के निर्माण में इलेक्ट्रोस्टैटिक पाउडर कोटिंग का अनुप्रयोग: पारंपरिक पेंट तरल पदार्थ होते हैं जिनमें बड़ी मात्रा में एस्टर, कीटोन और हाइड्रोकार्बन होते हैं, जो उत्पादन, भंडारण, परिवहन और निर्माण में कई समस्याएं पैदा करते हैं। वे ज्वलनशील, विस्फोटक और बहुत असुरक्षित हैं। अपनी विषाक्तता के कारण, वे वायुमंडल में अस्थिर हो जाते हैं, जिससे पर्यावरण गंभीर रूप से प्रदूषित हो जाता है। इसलिए, घरेलू और अंतर्राष्ट्रीय कोटिंग निर्माता नए प्रकार के कोटिंग्स विकसित करने के लिए समर्पित हैं जो कम या कोई समाधान का उपयोग नहीं करते हैं। ऐसी ही एक नई प्रकार की कोटिंग है पाउडर कोटिंग।
वाइब्रेटिंग फ्लुइडाइज्ड बेड ड्रायर का शीर्ष कवर ज्यादातर कोल्ड रोल्ड स्टेनलेस स्टील से बना होता है, जिसके परिणामस्वरूप लागत अधिक होती है। साधारण कार्बन स्टील के बजाय स्टेनलेस स्टील का उपयोग करने का कारण यह है कि उपकरण ऑपरेशन के दौरान विभिन्न संक्षारक सामग्रियों और गैसों के संपर्क में आएंगे, और स्टेनलेस स्टील में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध होता है; इसलिए, कोल्ड रोल्ड स्टेनलेस स्टील का उपयोग किया जाता है।
साधारण कार्बन स्टील पर पॉलिएस्टर राल पाउडर कोटिंग्स के इलेक्ट्रोस्टैटिक छिड़काव से स्टेनलेस स्टील के बराबर संक्षारण प्रतिरोध प्राप्त होता है। क्योंकि इस प्रकार की पाउडर कोटिंग सख्त, टिकाऊ होती है और इसमें अच्छे सजावटी गुण होते हैं, साथ ही उत्कृष्ट बाहरी मौसम प्रतिरोध और गर्मी प्रतिरोध के साथ-साथ उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध, चाकिंग प्रतिरोध, चमक और रंग प्रदर्शन होता है, इलेक्ट्रोस्टैटिक पाउडर छिड़काव ड्रायर के गोले के संक्षारण संरक्षण के लिए बिल्कुल उपयुक्त है।
ऑस्टेनिटिक निकेल की वेल्डिंग पर चर्चा {{0}क्रोमियम स्टेनलेस स्टील कई सुखाने वाले उपकरण घटक वेल्डेड शीट धातु संरचनाएं हैं, जिनमें से अधिकांश शीट 1Cr18Ni9Ti (18{10}}8 प्रकार) हैं। वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान अक्सर जंग और फ्रैक्चर की समस्याएँ उत्पन्न होती हैं। यह उत्पाद के जीवनकाल और प्रदर्शन को गंभीर रूप से प्रभावित करता है। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील और साधारण कार्बन स्टील के बीच का अंतर इसकी खराब तापीय चालकता, हीटिंग के दौरान थर्मल विस्तार के बड़े गुणांक और उच्च विद्युत प्रतिरोध में निहित है। इन विशेषताओं के कारण, ऑस्टेनिटिक स्टील के लिए विशेष वेल्डिंग प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। इंटरग्रेनुलर जंग उच्च-मिश्र धातु इस्पात की मुख्य समस्याओं में से एक है। जबकि इस स्टील में स्वयं उच्च संक्षारण प्रतिरोध होता है, वेल्डिंग प्रक्रिया इस प्रतिरोध को कम कर देती है। ऑस्टेनिटिक स्टील की वेल्डिंग के दौरान संक्षारण रूपों में शामिल हैं: समग्र, स्थानीयकृत, और अंतर-दानेदार संक्षारण। एक घरेलू कारखाने ने विदेशों से सुखाने के उपकरण आयात किए। अनुचित वेल्डिंग विधियों ने बैग फिल्टर के स्टेनलेस स्टील फ्रेम की सूक्ष्म संरचना को क्षतिग्रस्त कर दिया, जिससे अंतरग्रंथि क्षरण हुआ। सुखाने की प्रक्रिया के दौरान, सामग्री में अम्लीय घटक शामिल थे, जिससे स्टील फ्रेम तेजी से टूट गया।
निष्कर्ष चूंकि सुखाने की तकनीक अपनी वर्तमान स्थिति में विकसित हो गई है, एक इंजीनियरिंग तकनीक के रूप में, इसकी सफलता न केवल सुखाने के सिद्धांत के स्तर पर बल्कि उपकरण संरचना, सामग्री चयन और विनिर्माण विधियों पर भी निर्भर करती है। विभिन्न कारकों को ध्यान में रखते हुए, एक उचित विनिर्माण योजना विकसित करना महत्वपूर्ण आर्थिक महत्व रखता है।