مدل‌سازی عددی دستگاه تولید پودر میکرونیزه مواد آلی و پیشبینی رفتار قطره های مذاب در درون آن

استفاده از دستگاه تولید پودر میکرونیزه افشانه‌ای در فشار اتمسفری یک روش نوین برای پودری شکل کردن مواد مذاب حساس به گرما است. ماده مذاب ورودی می‌تواند به‌صورت خالص، با ذره های معلق پراکنده شده در آن و یا با مواد دیگر حل‌شده استفاده شود. در این پژوهش استئاریک اسید به‌عنوان ماده آلی مذاب برای تولید پودر مورد استفاده قرار گرفت و محاسبه ها برای طراحی دستگاه با ظرفیت تاkg/h 500 و برای تولید پودرهای با قطر تاµm 300 انجام شد. به‌منظور درک هرچه بهتر از انتقال گرما و مومنتم در درون محفظه و همچنین چگونگی انجماد و پودری شدن ذره ها در درون محفظه مدل‌سازی فرایند انجماد و سردسازی قطره های مذاب استئاریک اسید انجام شد. بدین منظور با ترکیب و حل هم‌زمان معادله های حرکت و انتقال گرما، پروفیل دما و سرعت برای انجماد کامل در محفظه محاسبه شد. بر اساس نتیجه های مدل سازی، دمای هوای خنک کننده ورودی تاثیر فراوانی بر قطر محفظه دارد و تغییر دمای آن از 5 تا 30 درجه سلسیوس  در شدت جریان های گوناگون خوراک به طور متوسط قطر مورد نیاز محفظه را تا دو برابر افزایش می دهد. هم چنین دمای جداره محفظه از دیگر پارامترهای مهم است و  استفاده از سامانه خنک کننده برای آن، تاثیر بسیار ی بر زمان خشک شدن پودرها و ارتفاع مورد نیاز دستگاه دارد.

Numerical Modeling of the Organic Materials Micronizer and Prediction of the Characterizations of Particles Molten During the Micronization Process

The application of atmospheric spraying micronized powder device is a new method to dry and powder thermosensitive solutions. The inlet material could be pure ort with dispersed particles or a solution of different materials. In this research, stearic acid was used as the molten organic compound for producing powder, and calculations were performed to design a device with a production capacity of up to 500 kg/h and powder diameters of up to 300 µm. In order to better understanding the heat and momentum transfer phenomenon and powders freezing process inside the chamber, powder’s temperature, velocity, and phase profiles were calculated. Based on mathematical model results, the inlet cooling air temperature has a significant impact on powders diameter and increasing that temperature from 5 oC to 30 oC could duplicate the diameterof the produced powders. Chamber wall temperature is another important parameter and usinga cooling system has a significant effect on powders freezing time and device required height.