Спосіб обробки рідиною твердих частинок, переважно гранул

Винахід відноситься до технології нанесення каталітичне або біологічно активних речовин на гранули носія (ядра) і може бути використаний при насиченні капілярно-пористих тіл, наприклад, легкого бетону, поризованої кераміки, гранул поризованого скла, керамзиту, силікагелю, алюмосилікату та інших матеріалів типу пемзи, вулканічного туфа рідинами, розчинами або емульсіями. • В основу винаходу поставлене завдання вдосконалити спосіб обробки рідиною твердих частинок, переважно гранул, у якому створення умов для витиснення повітря із пор і капілярів виключало би можливість виникнення внутрішніх напруг в стр уктурі гранул, що забезпечило би підвищення міцності гранул, насичених рідиною. Поставлене завдання вирішується тим, що у способі обробки рідиною твердих частинок, переважно гранул, який полягає у завантаженні оброблюваного матеріалу в обертовий барабан і зрошенні шару матеріалу рідиною, яка подається через форсунку, що здійснює зворотньопоступальний рух вздовж осі барабана, згідно з винаходом, зрошення шару матеріалу ведуть рідиною у вигляді крапель, розмір яких не перевищує 0,1 - 0,2 діаметра гранул, при цьому довжина зони зрошення становить 0,25 - 0,33 довжини оброблюваного шару матеріалу. При такому локалізованому підводі рідини до поверхні капілярно-пористого матеріалу (гранул), фронт насичення поширюється по сферичним поверхням, центри яких розташовані б точках підводу рідини, вільно проникає в глибину гранули, витісняючи повітря із пор і капілярів до поверхні, що виключає можливість виникнення в структурі напруг, які пов'язані з тиском защемленного повітря і руйнують гранулу, понижаючи її механічну міцність. Такий спосіб дозволяє здійснити насичування на повну глибину при збереженні вихідної міцності матеріалу, термолабільними і легколеткими рідинами, а також розплавами, чого не можна досягти відомими способами. Крім того, локалізована циклічна обробка рідиною у вигляді крапель, розмір яких не перевищує 0,1 - 0,2 діаметра гранул, дає можливість насичувати капілярно-пористі тіла одночасно кількома рідинами, в тому числі такими, що не змішуються одна з одною, наприклад, лікарськими препаратами, розчинами вітамінів, стимуляторами росту, кормовими домішками тощо, і при цьому зберегти початкову міцність оброблюваного матеріалу, до того ж без додаткових технологічних операцій. Запропонований спосіб здійснюється таким чином. В обертовий барабан радіусом R завантажують гранули капілярно-пористого матеріалу, наприклад, силікагеля. Об'єм завантаження 1/3 - 2/3 об'єму барабана. Частоту обертання барабана підтримують такою щоб гранули при обертанні не притискались відцентровими силами до стінок барабана, а відривались, не доходячи до крайньої верхньої точки барабана і скочувались вниз. З метою мінімального механічного стирання в процесі обробки кут відриву гранул від стінок барабана повинен наближатися до кута природнього відхилу. Частоту обертання об/хв для таких умов визначають з рівняння де кут між вертикаллю і площиною, утвореною верхнім шаром гранул в барабані. Через форсунку, встановлену в барабані з можливістю зворотньо-поступального переміщення вздовж горизонтальної осі, здійснюється розпилення рідини у вигляді крапель, розмір яких не перевищує 0,1 - 0,2 діаметру гранул. Гранули зрошують в обертовому барабані по мірі пересування форсунки з одного крайнього положення до другого і поступово насичують на будь-яку задану глибину, в тому числі і на повну. Приклад 1. В барабан ємністю 30л і радіусом 180мм завантажують 10кг силікагеля з діаметром гранул 3 - 6мм. Барабан приводять в обертовий рух з частотою обертання 52об/хв. До форсунки подають рідину, встановлюють розхід 4,2 - 10л/с і розпилюють на краплі діаметром 1,1 - 1,2мм. Амплітуда переміщення форсунки 180мм, частота 15 зворотньо-поступальних рухів за хв. Зона факелу розпилювання 0,33 довжини барабану. Тривалість процесу насичування гранул на всю глибину - 40хв. Одержані гранули випробовували на міцність шляхом розтискування. При міцності не нижче 80% від початкової якість одержаних гранул вважали підвищеною. В таблиці наведені умови обробки гранул та результати їх випробовування. Приклади 2 - 6. Обробку гранул здійснювали аналогічно, при інших значеннях розміру крапель і довжини зони зрошення. Багатократний локалізований підвід невеликих кількостей рідини забезпечує рівномірний розподіл рідини по капілярно-пористій структурі гранул, що дає можливість одержувати продукт високої якості.