Tadeusz Gluba, Tomasz P. Olejnik, Andrzej Obraniak * Politechnika Łódzka Technology for producing washing agent in continuous process Technologia wytwarzania środka piorącego w procesie ciągłym DOI: 10.15199/62.2015.8.24 A review, with 9 ref., of authors own papers on a development of a process for prodn. of a surface active agent by mixing aq. soln. alkybenzenesulfonic acid with Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, NaCl and soap powders in a nozzle and granulating in drum. The prodn. of washing agents in a single pass of raw materials through the plant was achieved. Przedstawiono technologię wytwarzania środka piorącego w postaci granulatu w procesie ciągłym. Proces polega na dostarczaniu w sposób ciągły do urządzeń mieszających i granulujących poszczególnych komponentów proszku w ściśle dobranych proporcjach masowych i, poprzez dobór odpowiednich czasów przebywania mieszanych składników w poszczególnych urządzeniach, wytworzenie środka piorącego o wysokich parametrach jakościowych podczas jednego przejścia przez instalację. Proces granulacji przeprowadza się z wielu powodów, które wynikają m.in. z korzystniejszych właściwości granulatu w porównaniu z materiałem wyjściowym. Przetwarzanie materiałów sypkich w granulat przynosi pożądane efekty, takie jak (i) ograniczenie pylenia, co zmniejsza straty materiałowe, ryzyko wdychania i eksplozji, (ii) poprawa sypkości, a także dokładności podawania (ułatwienie kontroli dozowania), (iii) zmniejszenie ryzyka zbrylania, tworzenia nawisów w zbiornikach magazynowych, (iv) zwiększenie gęstości nasypowej, co zmniejsza koszty magazynowania i transportu, (v) zmniejszenie strat ciśnienia przepływu płynów przez złoże ziarniste, co jest korzystne m.in. w wielkich piecach i na hałdach, (vi) ułatwienie kontroli szybkości rozpuszczania, oraz (vii) zapobieganie segregacji cząstek w czasie różnych operacji stosowania układów wieloskładnikowych. Produkty granulacji ze względu na swoją porowatą strukturę znajdują często zastosowanie również tam, gdzie wymagana jest duża powierzchnia kontaktu międzyfazowego, np. jako katalizatory lub substancje wymagające szybkiego rozpuszczania. Granulacja znajduje szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, w przeróbce minerałów, produktów rolnych, detergentów, farmaceutyków, środków spożywczych, a także różnego rodzaju substancji chemicznych 1). Produkcja granulowanych proszków do prania w zależności od przyjętej technologii (fluidalna lub wieżowa) wymaga zwykle wysokich nakładów inwestycyjnych lub eksploatacyjnych. Producenci, którzy je drastycznie ograniczają uzyskują produkt niskiej jakości, co jest efektem uproszczonego sposobu wytwarzania polegającego w dużej mierze jedynie na mieszaniu ze sobą poszczególnych komponentów. Proszek taki ma postać pylistą, łatwo ulega segregacji i oprócz niskiej ceny nie spełnia zwykle wymagań klientów oraz przepisów i dobrych praktyk z zakresu ochrony środowiska. Dotyczy to zwłaszcza niewielkich firm, które nie mogą sobie pozwolić na szeroką reklamę swojego produktu i konkurują zwykle jego niską ceną. Innym sposobem przemysłowego wytwarzania proszku do prania jest proces realizowany w mieszalnikach stożkowych z mieszadłami planetarnymi, do których dostarczane są kolejne składniki stałe (surowce proszkowe) oraz ciekłe w postaci stopionej mieszaniny detergentów (stremidu, rokanolu i kosulfonatu). Podstawowym problemem występującym podczas wytwarzania środka piorącego wg tej technologii jest nierównomierne rozprowadzenie składników ciekłych w całej masie produktu, co rzutuje na bardzo niejednorodny skład powstałego granulatu. Znaczna część składników dostarczona w postaci ciekłej-stopionej zawiera się w cząstkach największych, które są praktycznie zastygłymi grudkami detergentów oblepionymi Dr hab. inż. Tadeusz GLUBA w roku 1973 ukończył studia na Wydziale Mechanicznym Politechniki Łódzkiej. W 1982 r. uzyskał stopień doktora w Instytucie Inżynierii Chemicznej, a w 2012 r. stopień doktora habilitowanego na Wydziale Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska tej samej uczelni. Jest adiunktem w Instytucie Chemicznej Technologii Żywności Wydziału Biotechnologii i Nauk o Żywności. Specjalność inżynieria chemiczna i procesowa, mechanika, cukrownictwo. Dr hab. inż. Tomasz P. OLEJNIK w roku 1987 ukończył studia na Wydziale Mechanicznym Politechniki Łódzkiej. W 1999 r. uzyskał stopień doktora na Wydziale Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, a w 2013 r. stopień doktora habilitowanego na Wydziale Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska tej samej uczelni. Jest adiunktem w Instytucie Chemicznej Technologii Żywności Wydziału Biotechnologii i Nauk o Żywności. Specjalność inżynieria chemiczna i procesowa, mechanika, cukrownictwo. 1370 94/8(2015)
składnikami drobnoziarnistymi. Produkt taki zawiera w związku z tym także dużą ilość frakcji pylistych nie połączonych z cząstkami detergentu. Proszek o takim składzie jest mało efektywny, niewygodny w stosowaniu ze względu na pylenie i zbrylanie się, a więc mało konkurencyjny. W Katedrze Aparatury Procesowej Politechniki Łódzkiej opracowano technologię wytwarzania proszku, wg której cały proces realizowany jest w granulatorze bębnowym o działaniu okresowym, w którym następuje zarówno mieszanie poszczególnych składników drobnoziarnistych, jak również natryskiwanie składników ciekłych oraz stopionych lub rozpuszczonych detergentów, przy zastosowaniu dysz rozpyłowych. Sposoby wytwarzania środka piorącego wg powyższej metody uzyskały dwa patenty 2, 3). Wyniki badań laboratoryjnych przeprowadzonych w aparaturze badawczej zbudowanej do realizacji procesu wg tej technologii, świadczą o możliwości wytworzenia produktu o bardzo dobrych właściwościach, spełniających stawiane mu wymogi, a ponadto o możliwości sterowania wielkością otrzymanych ziaren przez dobór odpowiednich parametrów pracy dysz rozpyłowych. Produkt uzyskany tą metodą nie wymaga już suszenia ani klasyfikacji, ponieważ przy zastosowaniu optymalnych parametrów procesu uzyskuje się 100-proc. zgranulowanie wsadu przy wielkości ziaren do ok. 4 mm 4 7). Technologia ciągłej granulacji środków piorących Dr inż. Andrzej OBRANIAK w roku 1989 ukończył studia na Wydziale Mechanicznym Politechniki Łódzkiej. W 2002 r. uzyskał stopień doktora na Wydziale Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska tej samej uczelni. Jest adiunktem w Katedrze Aparatury Procesowej Wydziału Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska PŁ. Specjalność inżynieria chemiczna i procesowa, mechanika. * Autor do korespondencji: Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 213, 90-924 Łódź, tel.: (42) 631-37-12, fax: (42) 636-30-69, e-mail: andrzej.obraniak@p.lodz.pl 94/8(2015) Wykorzystując doświadczenia uzyskane w procesie granulacji środka piorącego w układzie periodycznym, zaproponowano nową technologię wytwarzania granulowanego środka piorącego w instalacji o działaniu ciągłym. Spodziewanymi zaletami tej technologii są niskie koszty wytwarzania i eksploatacji instalacji do granulacji bębnowej, łatwość obsługi oraz ograniczenie nakładów energetycznych związanych z wyeliminowaniem konieczności suszenia uzyskanego granulatu. Sposób wytwarzania środka piorącego wg opracowanej technologii pozwala ponadto na eliminację surowców zakazanych przez UE w produkcji środków piorących (np. rokanoli) i zastąpienie ich przez inne dopuszczone substancje. Uniwersalność proponowanej metody pozwala również na produkcję proszków różniących się składem chemicznym, co pozwala na dużą elastyczność w wykorzystaniu linii technologicznej. Proces wytwarzania środków piorących wg opracowanej technologii polega na dostarczaniu w sposób ciągły do urządzeń mieszających i granulujących poszczególnych komponentów proszku w ściśle dobranych proporcjach masowych i poprzez dobór odpowiednich czasów przebywania mieszanych składników w poszczególnych urządzeniach wytworzenie środka piorącego o wysokich parametrach jakościowych podczas jednego przejścia przez instalację. Zaproponowana technologia jest uniwersalna, pozwala na wytwarzanie środków piorących różniących się składem oraz proporcjami poszczególnych surowców. Istotą metody jest natryskiwanie rozpuszczonego lub roztopionego detergentu dyszami hydraulicznymi (pneumatycznymi) na przesypujące się w granulatorze złoże materiałów pylistych, związanie drobnych ziaren surowca przez zastygające krople detergentu i wytworzenie trwałych aglomeratów. Powstały produkt nie zawiera już cząstek o najmniejszym uziarnieniu, jest więc niepylący i sypki, a przez to wygodny w stosowaniu. Bardzo istotną zaletą tak wytworzonego granulatu jest to, że nie wymaga on suszenia i bezpośrednio po wyjściu z bębna granulatora nadaje się do dalszych etapów procesu produkcji. Pozostałe operacje omawianej technologii, a więc magazynowanie, transport, mieszanie i dozowanie surowców sypkich oraz ciekłych, przesiewanie, transport dodatków niepylących, podziarna, nadziarna i cieczy zapachowych, kondycjonowanie oraz magazynowanie produktu, są niezbędnymi etapami wytwarzania bądź poprawy jakości środka piorącego uzyskanego podczas procesu granulacji. W ramach zaproponowanego ciągu technologicznego można wytwarzać proszek do prania w sposób ciągły, tak że jego produkcja byłaby przerywana jedynie w przpadkach remontu instalacji lub przeglądów okresowych. Sposób ciągłej granulacji środków piorących wg omawianej metody uzyskał patent 5). Schematy linii technologicznej do ciągłej granulacji środka piorącego wg opracowanej metody przedstawiono na rys. 1. W innym nieznacznie różniącym się wariancie stosowano tylko surowce w postaci proszkowej 8). Układ dozowania składników pylistych składa się z zestawu zasobników z podajnikami na poszczególne surowce proszkowe (1). Objętość i liczba tych zasobników może być dobierana w zależności od konkretnej receptury danego środka piorącego. Umieszczone pod zasobnikami podajniki umożliwiają płynną regulację natężenia podawania danego materiału sypkiego, zgodnie z założeniami wynikającymi ze składu (receptury) środka piorącego. Zasobniki wyposażone są w mieszadła, zapobiegające przywieraniu materiału sypkiego do ścianek wewnętrznych, przez co zapewniona jest równomierność dozowania. Układ mieszania składników pylistych składa się z zasobnika z mieszadłem (2), w którym następuje mieszanie i ujednorodnianie składu mieszaniny materiałów sypkich dostarczanych z podajników (1). W celu uproszczenia transportu poszczególnych surowców do zasobnika (2) podajniki surowców pylistych (1) umieszczono bezpośrednio na górnej pokrywie zasobnika (2). Opcjonalnie, prototypowa instalacja umożliwia również dostarczanie niektórych składników w postaci ciekłej (np. kwasu alkilobenzenosulfonowego ABS) do mieszanej w zasobniku (2) kompozycji surowców pylistych, poprzez zamontowaną w pokrywie zasobnika-mieszalnika (2) dyszę hydrauliczną (wersja I). Dostarczanie cieczy rozpylonej za pomocą dyszy hydraulicznej do przestrzeni wewnętrznej zasobnika (2) bezpośrednio na mieszane składniki proszkowe ma wiele zalet, takich jak większa równomierność składu mieszaniny i możliwość wstępnego przereagowania składników. Układ podawania cieczy zwilżającej i kwasu ABS (wersja I) składa się z zespołu zbiorników ciśnieniowych (3) z płaszczami wodnymi i mieszadłami, służącymi do przygotowania i podawania pod ciśnieniem rozpuszczonego detergentu i kwasu ABS. Dla zapewnienia ciągłej pracy instalacji, do podawania każdego czynnika muszą być zastosowane co najmniej dwa zbiorniki. Jeden z nich dostarcza dany czynnik ciekły do układu dysz rozpyłowych, a w drugim następuje w tym czasie przygotowanie następnej porcji cieczy. Po określonym czasie następuje zamiana funkcji obu zbiorników. Roztwór detergentu ze zbiorników (3a) podawany jest do zespołu dysz rozpyłowych zamontowanych w osi granulatora bębnowego (4), natomiast ciekły kwas ABS podawany jest ze zbiorników (3b) do dysz zamocowanych w górnej pokrywie zasobnika-mieszalnika (2). Zbiorniki ciśnieniowe (3) posiadają pionowe mieszadła wolnoobrotowe służące do ujednorodniania roztworu zarówno pod względem składu, jak i temperatury. Ciecze robocze (roztwór detergentu oraz ciekły kwas ABS) muszą być podawane do procesu w stałej temperaturze, aby ograniczyć zmiany ich gęstości i lepkości. Utrzymanie stałej wymaganej temperatury składników ciekłych uzyskuje się poprzez zastosowanie płaszcza wodnego w każdym ze zbiorników ciśnieniowych. Ciecz grzewcza o założonej temperaturze podawana jest w obiegu do płaszcza wodnego z termostatowanego zbiornika 1371
Fig.1. Diagram of installation for continuous granulationof the washing agent (version I) Rys. 1. Schemat instalacji do ciągłej granulacji środka piorącego (wersja I), opis w tekście (ultratermostatu). Przesyłanie cieczy ze zbiorników (3) do układu dysz rozpyłowych wywołane jest nadciśnieniem nad powierzchnią cieczy w zbiornikach, wskutek podawania nad lustro cieczy sprężonego powietrza ze sprężarek tłokowych. Ten sposób podawania cieczy ma przewagę nad metodą wykorzystującą pompy, ze względu na prostotę układu i mniejsze prawdopodobieństwo zatykania się elementów podających. Granulator bębnowy o pracy ciągłej (4) to poziomy bęben o stałej średnicy, napędzany za pomocą silnika elektrycznego i przekładni. Zastosowanie falownika umożliwia bezstopniową regulację prędkości obrotowej bębna w dobranym zakresie. Sposób podparcia bębna na ramie nośnej umożliwia również płynną zmianę kąta nachylenia osi bębna do poziomu w zakresie 0 10. W celu umożliwienia doboru i ustalenia optymalnych dla danego produktu warunków granulacji, w tym średniego czasu przebywania materiału w bębnie, przewidziano możliwość zamontowania dodatkowych kryz spiętrzających wewnątrz bębna i na jego wylocie, a także wydłużenie bębna poprzez dostawienie na końcu dodatkowych segmentów. Te możliwości regulacji parametrów procesowo-aparaturowych umożliwiają dobór optymalnych parametrów dla środków piorących różniących się recepturą. Do wnętrza bębna wprowadzony jest układ liniowo rozmieszczonych dysz rozpyłowych, podających roztwór detergentu na przesypujące się w granulatorze złoże drobnoziarniste. Istnieje możliwość doboru liczby dysz pracujących w poszczególnych segmentach na długości bębna, przez co można uzyskać różną intensywność nawilżania złoża wzdłuż bębna. roztworu detergentu podawanego przez dysze ustalane jest za pomocą przepływomierzy (rotametrów). Zespół przesiewacza (5) składa się z układu sit mających za zadanie rozdział wytworzonego granulatu na trzy klasy rozmiarowe: klasę właściwą, podziarno oraz nadziarno. Klasa właściwa granulatu o wielkości ziaren 0,8 3,15 mm dostarczana jest do zasobnika odbiorczego (6c), a stąd przenośnikiem przesyłana jest do bębna kondycjonującego (9). Granulat nie spełniający założonych parametrów rozmiarowych (podziarno i nadziarno) jest odbierany do odpowiednich zasobników (6a) i (6b), a z nich transportowany przenośnikiem do zasobnika-mieszalnika (2) i dodawany do surowców proszkowych. W sytuacji, gdy cząstki nadziarna nie będą ulegały dostatecznemu rozbijaniu podczas ich mieszania z surowcami sypkimi w zbiorniku- -mieszalniku (2), należy zastosować w ciągu dodatkowo młynek mielący. Receptury środków piorących wymagają najczęściej stosowania w swoim składzie niewielkich ilości dodatkowych substancji, takich jak enzymy lub wybielacze. Substancje te mają zazwyczaj postać niepylącego drobnego granulatu, stąd dodawanie ich do surowców sypkich przed procesem granulacji nie ma uzasadnienia praktycznego ani ekonomicznego. Najlepszym rozwiązaniem jest dodawanie tych składników do wydzielonej w procesie przesiewania klasy właściwej wytworzonego granulatu. Mieszanie wszystkich komponentów sypkich oraz ujednorodnianie składu produktu końcowego odbywa się w bębnie kondycjonującym (9), pracującym również w układzie ciągłym. Do podawania dodatków sypkich zastosowano układ dozowników (7), wyposażonych w podajniki posiadające możliwość płynnej regulacji natężenia podawania danego składnika. Dozowniki te należy montować bezpośrednio przy bębnie kondycjonującym (9), tak aby lej wysypowy wprowadzony był bezpośrednio do wnętrza obracającego się bębna i droga transportu była jak najkrótsza. W strefie wylotowej bębna kondycjonującego (9) na przesypujący się granulat środka piorącego natryskiwana jest za pomocą dysz hydraulicznych płynna substancja zapachowa. Dysze rozpyłowe zasilane są cieczą ze zbiornika ciśnieniowego z płaszczem grzejnym (8), zapewniającego możliwość ustawienia optymalnego ciśnienia i temperatury dozowanej substancji zapachowej. Aby zapewnić ciągłość pracy dysz rozpyłowych zaleca się stosowanie dwóch modułów zasilających, pracujących przemiennie. Wytworzony granulat środka piorącego (produkt końcowy) odbierany jest w zasobniku produktu (10), skąd przekazywany jest do konfekcjonowania. W Politechnice Łódzkiej wykonano pilotażową instalację do ciągłej granulacji środków piorących, opartą na przedstawionej koncepcji, o założonej wydajności ok. 350 kg/h produktu. Instalacja ta składa się z najistotniejszych elementów omawianej linii technologicznej i pozwala na zgranulowanie wymaganych recepturą składników pylistych poprzez natryskiwanie ciekłego podgrzanego detergentu, a następnie wydzielenie właściwej klasy ziarnowej produktu. W instalacji badawczej pominięto etap kondycjonowania produktu (dodawania niewielkich ilości enzymów, wybielaczy, środków zapachowych) z uwagi na to, że etap ten jest prosty w realizacji, natomiast wymaga stosowania stosunkowo drogich dodatków. Najważniejszy etap produkcji granulowanego środka piorącego, od którego zależy jakość wytworzonego produktu, a także wydajność i sprawność całego procesu ma miejsce w granulatorze bębnowym podczas natryskiwania roztworu detergentu na przesypującą się mieszaninę składników proszkowych. Na rys. 2 4 przedstawiono główne elementy składowe pilotażowej instalacji badawczej. Przeprowadzono badania granulacji środka piorącego o założonej recepturze w pilotażowej instalacji do ciągłej granulacji bębno- 1372 94/8(2015)
Table. The changes range of granulation process parameters Fig. 2. Modules of raw materials delivery and tumbling granulation of the washing agents Rys. 2. Moduły podawania surowców i granulacji bębnowej środków piorących Fig. 3. The pressure tank for the delivery of the liquid acid ABS Rys. 3. Zbiornik ciśnieniowy do podawania płynnego kwasu ABS Fig. 4. The pressure tank for the delivery of the liquid detergent Rys. 4. Zbiornik ciśnieniowy do podawania płynnego detergentu wej. Badania zasadnicze poprzedziły liczne próby wstępne mające na celu dobór parametrów pracy poszczególnych urządzeń oraz warunków prowadzenia procesu. Zakres zmian parametrów procesowych przedstawiono w tabeli, która zawiera próby granulacji, w których do podawania detergentu stosowano dysze pneumatyczne. Dla analogicznych parametrów procesowych wykonano próby, stosując zespoły dysz hydraulicznych, których użycie eliminuje problem unoszenia i wywiewania drobnych frakcji surowca przez dostarczane powietrze 9). Poniżej przedstawiono schemat postępowania w czasie badań doświadczalnych w instalacji pilotażowej dla przykładowych (optymalnych) parametrów procesu. Do zasobnika-mieszalnika dostarczano w sposób ciągły cztery składniki proszkowe (siarczan sodu, węglan sodu, sól kuchenną i mydło w proszku) za pomocą czterech dozowników z płynną regulacją natężenia podawania, umieszczonych nad zasobnikiem. Proporcje masowe poszczególnych składników ustalono odpowiednio 6,25:2,5:0,6:1,6. Łączne masowe natęże- Tabela. Zakres zmian parametrów procesu granulacji dostarczania surowca sypkiego, kg/min przepływu cieczy przez dysze, g/min przepływu powietrza przez dysze, L/h Stężenie roztworu mydła, % Ciśnienie dostarczanego powietrza, bar 1,56 175 4000 5 1,5 2,35 350 4000 5 1,5 3,87 175 4000 5 1,5 3,87 350 4200 5 1,5 3,87 350 4300 5 1,5 3,87 350 4400 5 1,5 3,87 350 4500 5 1,5 5,55 350 4000 5 1,5 5,55 350 4200 5 1,5 5,55 350 4400 5 1,5 5,55 350 3000 5 1,5 5,55 350 3200 5 1,5 5,55 350 3400 5 1,5 5,55 350 5000 5 1,5 5,55 350 5200 5 1,5 5,55 350 5400 5 1,5 5,55 175 5000 5 1,5 5,55 175 5200 5 1,5 5,55 175 5400 5 1,5 5,55 175 3000 5 1,5 5,55 175 3200 5 1,5 3,87 175 3000 5 1,5 3,87 175 3200 5 1,5 3,87 175 3400 5 1,5 3,87 175 5000 5 1,5 3,87 175 5200 5 1,5 3,87 175 5400 5 1,5 5,00 350 4000 6 1,5 5,00 350 4000 6 1,5 5,00 350 4200 6 1,5 5,00 350 4400 6 1,5 5,00 350 4500 6 1,5 5,00 350 5000 6 1,5 5,55 350 4000 9 1,5 5,55 350 4200 9 1,5 5,55 350 4400 9 2 5,55 350 5000 9 2 5,55 350 5200 9 2 5,55 350 5400 9 2 5,55 350 3000 9 2 5,55 350 3200 9 2 5,55 350 4000 9 2 5,55 350 4400 9 2 3,87 350 5000 9 2 4,59 350 5000 9 2 3,87 350 5000 9 2 3,87 350 5200 9 2 4,59 350 5000 9 2 5,55 350 3000 9 2 5,55 350 3200 9 2 5,55 350 3400 9 2 4,59 350 3000 9 2 3,87 350 3000 9 2 94/8(2015) 1373
nie podawanych składników proszkowych wynosiło 300 kg/h. Na opadające w zasobniku surowce sypkie natryskiwano za pomocą dyszy hydraulicznej płynny kwas ABS przygotowany w zbiorniku ciśnieniowym z płaszczem grzejnym. Do dyszy podawano kwas ABS podgrzany do temp. 45 C, pod ciśnieniem 20 kpa, z natężeniem przepływu równym 7,5 kg/h. Po 6 min mieszania wszystkich składników w zasobniku, w czasie którego następowało ujednorodnienie składu i przereagowanie mieszanych substancji, uruchamiano podajnik ślimakowy umieszczony pod zasobnikiem i rozpoczynano podawanie mieszaniny do obracającego się bębna granulatora z natężeniem 307,5 kg/h. Bęben o średnicy D = 0,5 m i długości L = 2,0 m, nachylony do poziomu pod kątem 5, obracający się z prędkością n = 12 obr./min pracował w układzie ciągłym, a wydajność procesu granulacji wynikała z natężenia dostarczania mieszaniny materiałów sypkich z zasobnika. Po wstępnym napełnieniu bębna surowcem (uzyskaniu odpowiedniej grubości warstwy w strefie nawilżania) rozpoczynano natryskiwanie na przesypujące się w bębnie złoże roztworu detergentu podawanego za pomocą dysz rozpyłowych wprowadzonych do wnętrza bębna. Roztwór detergentu, będący 6-proc. wodnym roztworem mydła, podgrzewano do temp. 50 C w odrębnym zbiorniku ciśnieniowym z płaszczem grzejnym i podawano do układu dysz hydraulicznych o średnicy wylotowej 3,5 mm, pod ciśnieniem 70 kpa i natężeniu masowym równym 42,5 kg/h. Przy tak ustalonych parametrach kontynuowano ciągły proces granulacji. Materiał dostarczany do bębna przechodził kolejno przez strefę nawilżania, strefę formowania granul i na końcu opuszczał bęben. Wytworzony granulat wpadał grawitacyjnie do leja wysypowego, a stąd do przesiewacza wibracyjnego, w którym ulegał rozdzieleniu na trzy frakcje rozmiarowe: nadziarno, klasę właściwą i podziarno, na dwóch sitach o rozmiarach oczek 0,8 mm i 3,15 mm. dostarczania surowca sypkiego mieściło się w granicach 1,56 5,55 kg/min, natężenie przepływu cieczy przez dysze mieściło się w granicach 175 350 g/min, natężenie przepływu powietrza wynosiło 3000 5400 L/h, a stężenie roztworu mydła wynosiło 5 9%. Przy tych parametrach, po ustaleniu się warunków procesu (po ok. 30 min) wytworzony produkt praktycznie w całości spełniał przyjęte założenia. Granulat zawierał cząstki o wielkości 0,8 3,15 mm, brak było niezgranulowanych cząstek (podziarna), a cząstki o wymiarach większych niż 3,15 mm pojawiały się sporadycznie. Daje to więc podstawy, aby twierdzić, że przy właściwie dobranych warunkach procesu ciągłego nie jest konieczne zawracanie podziarna i nadziarna do ponownego przetwarzania. Bardzo istotną zaletą omawianej technologii jest również to, że wytworzony granulat nie wymaga już suszenia i może być bezpośrednio kierowany do urządzenia kondycjonującego, w którym dodawane są pozostałe składniki (enzymy, wybielacze i środki zapachowe). Podsumowanie Wyniki badań granulacji środków piorących przeprowadzonych wg opracowanej technologii i przy wykorzystaniu pilotażowej instalacji do ciągłej granulacji bębnowej wykazały możliwość wytworzenia dobrej jakości produktu przy jednokrotnym przejściu surowców przez zaproponowany ciąg technologiczny urządzeń i bez potrzeby suszenia otrzymanego granulatu. Wynika to z mechanizmów tworzenia aglomeratów, polegających na łączeniu ziaren materiału pylistego przez zastygające w temperaturze otoczenia krople detergentu. Zaproponowana technologia posiada zaletę uniwersalności, ponieważ umożliwia wytwarzanie środków piorących różniących się składem chemicznym (stosowanymi surowcami), a także postacią tych surowców. Zaletami tej technologii są ponadto stosunkowo niskie koszty wytwarzania i eksploatacji instalacji do granulacji bębnowej, łatwość obsługi oraz ograniczenie nakładów energetycznych. Praca wykonana w ramach prac statutowych 501/10-34-1/7614 realizowanych na Wydziale Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Politechniki Łódzkiej. Otrzymano: 29-05-2015 LITERATURA 1. J. Litster, B. Ennis, The science and engineering of granulation processes, Kluwer Academic Publishers, 2004. 2. Pat. pol. 165161 B1 (1994). 3. Pat. pol. 205946 (2010). 4. T. Gluba, A. Obraniak, Inż. i Ap. Chem. 1996, 35, nr 3, 15. 5. T. Gluba, A. Obraniak, Mat. V Ogólnopolskiego Sympozjum Granulacja, Puławy 19 20 października 1995 r. 6. T. Gluba, A. Obraniak, T. Olejnik, Mat. X Ogólnopolskiego Sympozjum Granulacja, Puławy 6 8 maja 2015 r. 7. Pat. pol. P.401065 (2012). 8. Pat. pol. P.412133 (2015). 9. Pat. pol. P.399981 (2012). 1374 94/8(2015)