NL
UK
 Leveranciers-login
Home
BLIJF OP DE HOOGTE
Ontvang onze nieuwsbrief en digitale magazine
Uw adres wordt nooit aan derden doorgegeven.
Lees onze privacyverklaring.

       

ARTIKEL
Deel dit artikel
Solids Processing - Wetenschap of empirie?
Download dit artikel als pdf
Is uw adres bekend, dan wordt de pdf meteen geopend, anders krijgt u een link toegestuurd.
Ook ontvangt u onze volgende nieuwsbrief.

Solids Processing - Wetenschap of empirie?

Het vakgebied solids processing houdt zich bezig met het bewerken/verwerken van verzamelingen van deeltjes vaste stof in vele mogelijke toepassingsgebieden. De vaste stofdeeltjes in deze verzamelingen zullen over het algemeen onderling contact hebben, en soms ook in contact staan met een (al dan niet ermee reagerend) gas of vloeistof.
Het vakgebied solids processing houdt zich bezig met het bewerken verwerken van verzamelingen van deeltjes vaste stof in vele mogelijke toepassingsgebieden De vaste stofdeeltjes in deze verzamelingen zullen over het algemeen onderling contact hebben en soms ook in contact staan met een al dan niet ermee reagerend gas of vloeistof Solids Processing Wetenschap of empirie Solids Het vakgebied solids processing houdt zich bezig met het bewerkenverwerken van verzamelingen van deeltjes vaste stof in vele mogelijke toepassingsgebieden De vaste stofdeeltjes in deze verzamelingen zullen over het algemeen onderling contact hebben en soms ook in contact staan met een al dan niet ermee reagerend gas of vloeistof Ir G Haaker De deeltjesverzamelingen waar het bij Solids Processing omdraait worden in de praktijk vaak op diverse manieren aangeduid Als stortgoed bulkgoed bulk solids poeders granulaten en nog vele andere benamingen Het gaat hier dan natuurlijk niet om de elementaire deeltjes uit de fysica noch om de zeer kleine deeltjes uit de nanotechnologie Vele takken van industrie krijgen te maken met zeer grote hoeveelheden bulkgoederen als grondstoffen halffabrikaten en eindproducten Daarnaast neemt de varieteit aan bulkgoederen nog steeds toe door de ontwikkeling van nieuwe producten enof productieprocessen Bovendien leiden de bewerkingen het transport en de opslag van bulkgoederen in de praktijk nog dagelijks tot problemen Want de hier bedoelde stoffen zullen moeten worden aangevoerd opgeslagen bewerkt tussenopgeslagen weer bewerkt opgeslagen en verpakt verzakt of als bulkgoed weer moeten afgevoerd Reden genoeg voor de Nederlandse Figuur 1 De schaalgrootte van het bulksolidsgebied Solids Processing Nr 1 november 2005 12 industrie om wat elementaire kennis te vergaren over de werking van die deeltjes vaste stof Basisbewerkingen Elk proces vormt een aaneenschakeling van een aantal standaardbewerkingen zogenaamde unitoperations meestal verbonden door een transport en opslagsysteem Waarbij de laatste twee in feite ook een standaardbewerking vormen Solids processing richt zich op mechanische bewerkingen van fi jn verdeelde vaste stoffen al of niet in contact met gassen of vloeistof De unitoperations bestaan uit bewerkingen als malen breken agglomereren scheidingsstappen als fi lteren centrifugeren verdere processtappen als mengen drogen en hulpstappen als fl uidiseren Solids processing speelt een belangrijke rol in de petrochemische industrie de farmaceutische industrie bij de veevoedingsmiddelensector de vuilverwerking en recycling de grondstoffenwinning de bouw en bij energieopwekking zie ook fi guur 1 Hoewel deze industriesectoren naar aard en werkwijze zeer verschillend kunnen zijn maken ze in feite gebruik van de dezelfde basisbewerkingen De basisprincipes van de unitoperations verschillen niet veel per industrie maar de procesomstandigheden kunnen wel afwijken Dit impliceert dat voor een unitoperation meestal meerdere technische mogelijkheden en dus apparatuur ter beschikking staan De keuze voor een bepaalde oplossing hangt af van de procesomstandigheden zoals bijvoorbeeld temperatuur druk schaalgrootte of snelheden Hoewel de meeste unitoperations zijn gebaseerd op principes en technieken die hun bruikbaarheid veelvuldig in de praktijk bewezen vindt een continue ontwikkeling plaats naar betere en beter te voorspellen toepassingen Nieuwe impulsen voor ontwikkeling en onderzoek zijn voornamelijk gebaseerd op zowel economische als milieuoverwegingen Meestal met het doel te komen tot procesoptimalisatie ten aanzien van energie en grondstoffenverbruik en vermindering van afval en milieubelasting Ongetwijfeld zullen ook in dit tijdschrift deze ontwikkelingen geregeld aan de orde komen Een lastig proces Een onderzoek door het US Department of Energy en The Rank Corporation toonde aan dat de effi ciency en betrouwbaarheid van bulksolidsprocessen veel lager ligt dan bij gassen of vloeistoffen het geval is De reden hiervoor is tweeledig Bij gassen en vloeistoffen draait het in de meeste situaties om slechts een beperkt aantal parameters die het proces beinvloeden Wanneer gegevens over dichtheid viscositeit en de invloed van bijvoorbeeld druk en temperatuur hierop bekend zijn is het gedrag goed te voorspellen Deze gegevens zijn bovendien voor de meeste stoffen wel beschikbaar In het geval van een bulk solid zijn er veel meer parameters die een rol kunnen spelen Voor de deeltjes afzonderlijk zijn dit onder andere de deeltjesmassa de vorm oppervlaktegesteldheid en afmetingen Deze spelen een rol bij processen als sedimentatie deeltjesgas scheiding en fl uidisatie Voor deeltjes in de bulkmassa komen hier nog bij de deeltjesgrootteverdeling de stapelingsdichtheid inwendige wrijving en wandwrijving cohesie adhesie en abrasiviteit Vooral bij processen als opslag en transport spelen deze eigenschappen een rol Voeg daarbij de instabiliteit van genoemde eigenschappen die mede afhangt van procesomstandigheden als druk temperatuur snelheden aanwezigheid van vocht en de tijd Een bekend voorbeeld van de invloed van vocht zien we aan het strand waar droog zand geen vorm bezit maar waar met nat zand mooie vormvaste kastelen verschijnen Ook het veranderen van de eigenschappen van een bulkmassa tijdens een proces kunnen complicaties veroorzaken Naast een mogelijke verandering van het vochtgehalte kunnen door ontmenging enof slijtage of breuk ook de deeltjesgrootte en verdeling wijzigen daarmee andere parameters beinvloedend Ondanks de grote verschillen met een vloeistof wordt het toch vaak hiermee vergeleken In beide gevallen gaat het immers toch vaak om het stromen van materiaal Toch zijn de verschillen veel groter dan deze schijnbare overeenkomst Een kenmerkend verschil geeft fi guur 2 waar de verticale druk 57459v en de druk op de wand 57459h zijn aangegeven voor respectievelijk een vloeistof en een bulk solid in een cilinder De druk in de vloeistof neemt lineair met de diepte toe en de verticale druk is steeds gelijk aan de wanddruk Bij de bulk neemt de druk steeds minder toe met de diepte en op den duur nagenoeg helemaal niet meer Bovendien is de druk op de wand beduidend kleiner dan de verticale druk De reden ligt in de wrijving op de wand waardoor een deel van het bulkgewicht ook in rust door de wand wordt opgenomen Het verschil tussen verticale druk en wanddruk wordt veroorzaakt door de inwendige wrijving van het materiaal en in geringe mate ook door de wandwrijving De huidige praktijk Binnen het vakgebied kwam in de loop der tijd veel inzicht tot stand waarmee het gedrag van bulk solids kan worden verklaard en voorspeld Het gaat dan meestal om het bezwijkgedrag van het product dus de condities waaronder vervorming of stroming zich manifesteert Apparatuur om dit gedrag zelf of de grootheden die hierbij een rol spelen te meten werd ontworpen en voorzien van de bijbehorende meetprocedures Helaas bestaan er in tegenstelling tot sommige veronderstellingen nog steeds geen tabellen of handboeken waar de relevante eigenschappen in staan van een willekeurig op te slaan of te transporteren product Het ontwerpen van een hulpmiddel voor die bewerkingen blijft dus elke keer weer maatwerk en vergt een ontwerp toegesneden op de eigenschappen van het onderhavige product Dit houdt in dat elk materiaal weer nieuwe metingen vergt en dan onder de condities die ook in het te ontwerpen apparaat worden verwacht Uit bovenstaande mag duidelijk zijn dat het vakgebied in de loop der tijd een redelijke wetenschappelijke onderbouwing heeft gekregen op basis waarvan het gedrag in grote lijn kan worden voorspeld en begrepen Maar de praktische toepassing kan niet zonder gegevens die empirisch moeten worden bepaald Deze combinatie maakt het vakgebied lastig en vraagt vaak ook om wat boerenverstand Aan de andere kant vormt dat juist de uitdaging en maakt het voor ons interessant Het moet ons wakker houden maar hopelijk niet uit de slaap9632 13 Solids Processing Nr 1 november 2005 6553365533 6553365533 6553365533 6553365533 65533655336553365533 655336553365533655336553365533655336553365533655336553365533 6553365533655336553365533 655336553365533655336553365533655336553365533655336553365533 6553365533655336553365533 655336553365533655336553365533 6553365533655336553365533 6553365533655336553365533 65533655336553365533 6553365533655336553365533655336553365533655336553365533 655336553365533655336553365533655336553365533 65533655336553365533655336553365533 6553365533655336553365533655336553365533 655336553365533655336553365533 655336553365533655336553365533 6553365533 6553365533 6553365533 6553365533 6553365533 6553365533 65533 6553365533 65533 655336553365533655336553365533655336553365533 6553365533655336553365533 65533655336553365533655336553365533655336553365533 655336553365533655336553365533655336553365533 65533 6553365533 Figuur 2 Het verloop van de verticale 57459v en horizontale 57459h druk bij de opslag van een vloeistof respectievelijk een stortgoed in een cilinder
PROCES MEDIA
Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal
Ontvang onze nieuwsbrief
Nieuwsbrief archief
Volg ons
Linked
MAGAZINE
Abonneren
Service en contact
ContactDisclaimerPrivacyAdverteren