ÇÖZÜNMEYEN KATILARDA KURUTMAYA KRİTİK ÇAPIN VE KATI YOĞUNLUĞUNUN ETKİSİ

1. ÇÖZÜNMEYEN KATILARDA KURUTMAYA KRİTİK ÇAPIN VE KATI YOĞUNLUĞUNUN ETKİSİ Aygül ERSEZ, Muhammet İSKENDER, Emre KIRCI, Özge BİRDEN, Pakize YILMAZ, Münevver BOZDEMİR GAZİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ TEORİ GİRİŞ Yaptığımız dönem deneyi raporunda, püskürtmeli kurutucunun çalışma prensibi ve kurutma teorisi incelenmiştir. Kurutma teorisine etki eden parametreler bireysel olarak kurutma süresine etkisi öğrenildi. Sektördeki mevcut kurutma çeşitleri araştırılarak püskürtmeli kurutucunun diğer kurutuculara göre avantaj ve dezavantajları incelendi. Çözünmeyen katı içeren süspansiyon beslemesi için örnek hesaplamalar incelenerek süspansiyon içindeki söz konusu damlacık çapının kurutma zamanına etkisi hesaplamalarla gösterilecektir. Bu tip kurutma sistemlerinde kurutma zamanı iki aşamada hesaplanmaktadır. Bu aşamalardan ilki ilk kurutma süresi olarak bilinir. Bu süre kritik damlacık çapına bağlı olarak havanın ve beslemenin kritik giriş ve çıkış sıcaklıkları incelenerek belirlenmektedir. Diğer aşama ise ikinci kurutma süresidir ki bu süre birinci kurutma süresine göre oldukça büyüktür. Damlacık çapı küçültülerek kurutma süresi azaltılabilmektedir. Fakat atomizerin çapı çok küçük olması durumunda da içinde çözünmeyen katılar olacağından atomizerin tıkanmasına neden olmaktadır. Çalışmamızda çözünmeyen katılarda kurutmaya kritik çapın ve katı yoğunluğunun etkisini inceleyeceğiz. KURUTMA PROSESİ Teorik Yöntem TARTIŞMA • Püskürtmeli Kurutucuların Avantajları • Isıya hassas maddeleri düşük sıcaklıklarda kurutabilme imkânı • Püskürtmeli kurutucudan alınan ürünlerin homojen boyutlu ve gözenekli yapıda olmaları • Spesifik uygulamalara yönelik püskürtmeli kurutucu tasarımlarının çok çeşitli maddeler için de kullanılabilmesi • Düzgün küresel şekilli ürün elde edilebilmesi ve hızlı kurutma imkanı • Ürün kontrolü ile homojen partikül boyutu ve nem oranının sağlanması • Madde kuruyuncaya kadar kurutucu donanım yüzeyleri ile temas etmediğinden korozyon probleminin azaltılması ve önlenmesinin mümkün olması • Püskürtmeli Kurutucuların Dezavantajları • Püskürtmeli kurutucular yüksek montaj maliyetine sahiptirler. • Endüstrideki diğer kurutuculara göre fiziksel olarak daha geniştirler. Bu da püskürtmeli kurutucuların fabrikasyonunu zorlaştırır. • Eğer giriş sıcaklığı çok yüksek değilse, düşük bir termal etkinliğe sahiptirler. Bu kapsamda incelenen örnek hesaplamadan anlaşılacağı üzere kurutulmuş damlacığın çapı ıslak haldekine göre % 15’lik bir daralma göstermiştir. Buna göre ilk periyodun kurutma süresi 1,2 saniye bulunmuştur. Kurutmanın ikinci periyodunda ise damlacık çapında % 15’lik daralma olduğunda kalan nem ve kritik nem içeriği hesaplanmış ve buna göre kurutma süresi 5,4 saniye bulunmuştur. Buradan da anlaşılacağı gibi damlacık çapında % 15’lik bir daralma kurutma süresinin 4,5 katına çıkmasına neden olmuştur. Toplam kurutma süresi ise 6,6 saniye bulunmuştur. Çalışmamızda, çözünmeyen katı içeren kurutma sistemlerinde kritik çapın ve yoğunluğun kurutma süresine etkisi diğer parametreler sabit tutularak incelenmiştir. Yandaki sonuçlardan da görüldüğü üzere damlacığın kritik çapın artması ile birlikte toplam kurutma süresinin arttığı bulunmuştur. Kritik çap küçültülerek toplam kurutma süresi düşürülebilir. Bu düşme ve artma küçük boyuttaki damlacık çap değişmelerinde (0,224-0,337) neredeyse lineer gibi (R2=0,997) davranmaktadır. Fakat aralık büyütüldüğünde değişme lineerlikten sapmıştır. (R2=0,97) Yoğunluk etkisi incelendiğinde ise kurutma hızı değişimin daha etkili ve daha lineer olduğu görüldü. SONUÇLAR Kurutma Hızına Kritik Çapın Etkisi Kurutma Hızına Yoğunluğun Etkisi KAYNAKLAR Yalçın H.,Gürü M., “Stokiometri”, Palme Yayıncılık”, 1. Baskı, Ankara, 2000. Arın, G., “Kimya Mühendisliğinde Ayırma Teknikleri”, Önder Matbaacılık, Sivas, 2006. Perry R.,H., Gren D.,W., “Perry’s Chemical Engineering Handbook”, 7th. Ed., McGraw-Hill Companies, New York, 1999. http://www.kurutma.net/puskurtmeli_kurutucu.html Geankoplis C.,J., “Transport ProcessesandUnit Operations”, Third Edition, PracticeHall International, 1993. Doğanay, T., “Modern Farmasötik Teknoloji” İnternet: “http://trade.indiamart.com/details.mp?offer=1245812788”, 26.07.2011 Yeniova, H., “KYM454 Kimya Mühendisliği LAB-111 Atomizer Deneyi”, “Püskürtmeli Kurutma” İnternet: http://www.in.all.biz/g42510/, 21.05.2011 Masters, K., “Spray Draying Handbook”, Longman Scientific and Technical Singapore, 1991. Sayfa: 312- 323 TEŞEKKÜR Bize bu fırsatı sağlayan Ö. Murat DOĞAN hocamıza ve çalışma fırsatı bulduğumuz Meltem DOĞAN hocamıza teşekkür ederiz.