Trong lĩnh vực chế biến bột, công nghệ phân loại khí là một trong những kỹ thuật chế biến sâu chủ yếu cho bột. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc tinh chế bột trong lĩnh vực vật liệu vô cơ phi kim loại. Khi ngành công nghiệp hiện đại đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ hơn kích thước hạt ở cấp độ micron, thách thức chính đã trở thành sản xuất bột siêu mịn đồng đều một cách hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.
Nguyên tắc và loại phân loại
• Phân loại theo nghĩa rộng: Phân loại các hạt vật liệu dựa trên sự khác biệt về đặc tính vật lý (như kích thước, hình dạng, mật độ, từ tính, độ phóng xạ) theo yêu cầu sản xuất. Phương pháp phổ biến là sàng lọc qua lưới, phù hợp với các hạt có kích thước trên 50μm. Tuy nhiên, thiết bị sàng lọc thường chiếm diện tích lớn và có thể gây ra hiện tượng nghiền thứ cấp.
• Phân loại theo nghĩa hẹp: Tận dụng sự khác biệt về lực tác động lên các hạt có kích thước khác nhau trong môi trường chất lỏng, khiến chúng di chuyển theo các quỹ đạo khác nhau, từ đó đạt được sự phân tách. Dựa trên môi trường, phân loại bột được chia thành phương pháp khô (sử dụng không khí) và phương pháp ướt (sử dụng nước hoặc các chất lỏng khác). Phân loại ướt đòi hỏi phải tách nước và sấy khô các hạt sau đó, tiêu thụ nhiều nước và tiêu thụ năng lượng cao hơn. Do đó, phân loại khô (phân loại không khí) được ứng dụng rộng rãi hơn trong sản xuất công nghiệp.
Thiết bị phân loại
Máy phân loại không khí có thể được phân loại thành hai loại dựa trên sự hiện diện của các bộ phận quay bên trong: Máy phân loại không khí tĩnh (hoặc cố định) và Máy phân loại không khí động.
01 Máy phân loại không khí tĩnh
Các bộ phân loại này có cấu trúc tương đối đơn giản và dễ bảo trì, nhưng độ chính xác phân loại thấp hơn và ít phương tiện để điều chỉnh kích thước hạt. Dựa trên lực chủ đạo, chúng được chia thành bộ phân loại Trọng lực và Bộ phân loại Ly tâm.
① Phân loại trọng lực: Phương pháp này phân loại các hạt dựa trên sự khác biệt về lực hấp dẫn và vận tốc lắng của các hạt có kích thước khác nhau, cũng như tương tác của chúng với chất lỏng. Tùy thuộc vào hướng dòng chảy và trường lực của chất lỏng, phương pháp này có thể là dòng chảy thẳng đứng hoặc dòng chảy ngang.
Máy phân loại trọng lực là loại máy được phát triển sớm nhất và hiện đang được sử dụng trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghiệp tinh và công nghệ bột, hiệu quả và độ chính xác phân loại của chúng vẫn còn nhiều hạn chế. Hiệu quả có thể được cải thiện thông qua phân tách đa giai đoạn, khiến máy phân loại zigzag trở thành trọng tâm nghiên cứu hiện nay. Việc kết hợp các dòng chảy dọc và ngang cũng có thể tối ưu hóa trường dòng chảy bên trong. Các ưu điểm như độ sụt áp thấp, tản nhiệt tốt và công suất lớn giúp chúng phù hợp để xử lý sơ bộ các hạt hoặc vật liệu lớn hơn không yêu cầu phân loại chính xác.
② Máy phân loại ly tâm: Trong phân loại ly tâm, các hạt thô và mịn tách ra bằng cách di chuyển theo các hướng khác nhau dưới tác động của lực cản không khí và lực ly tâm. Các máy phân loại ly tâm tĩnh thường sử dụng các cửa hút tiếp tuyến tạo ra luồng khí quay tốc độ cao hoặc các cánh dẫn hướng để làm cho các hạt quay. Chúng đơn giản, chi phí thấp và dễ bảo trì. So với các loại máy phân loại trọng lực, chúng mang lại hiệu suất và độ chính xác được cải thiện đáng kể, dẫn đến việc sử dụng rộng rãi hơn trong công nghiệp. Nghiên cứu hiện tại thường tập trung vào cấu trúc cửa hút của máy phân loại xoáy hoặc việc bổ sung các cửa hút. Các nghiên cứu cơ học về va chạm và kết tụ hạt trong các máy phân loại này còn ít; các công cụ như CFD-DEM có thể phân tích các tương tác hạt để làm rõ hơn cơ chế phân loại.
02 Máy phân loại không khí động
Với các bộ phận quay bên trong, máy phân loại khí động mang lại hiệu quả phân loại và độ chính xác cao hơn đáng kể so với máy phân loại tĩnh, khiến chúng trở thành thiết bị phổ biến hiện nay. Cấu trúc bên trong của chúng phức tạp hơn, dẫn đến chi phí vận hành và tiêu thụ năng lượng cao hơn, nhưng chúng mang lại hiệu quả vượt trội, các thông số có thể điều chỉnh dễ dàng hơn và phù hợp hơn cho việc phân loại chính xác.
Dựa trên hướng lồng rotor, chúng được chia thành Máy phân loại không khí xoáy dọc và ngang. Hướng lồng rotor ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất:
• Cấu trúc cơ học: Máy phân loại ngang có lồng rotor được đỡ bằng dầm đỡ, đòi hỏi trục chính và ổ trục lớn hơn. Máy phân loại dọc có cấu trúc tổng thể phức tạp hơn và chi phí sản xuất cao hơn.
• Hiệu quả phân loại: Máy phân loại theo chiều dọc có thể đảm bảo việc phân loại diễn ra trên hơn 90% chu vi lồng rotor bất kể phương pháp nạp liệu. Máy phân loại theo chiều ngang thường có cửa hút khí một bên, để lại ít nhất một phần tư diện tích không có sự tham gia.
• Độ chính xác phân loại: Máy phân loại theo chiều dọc cho phép hút khí từ mọi phía, tạo ra trường dòng chảy ổn định và cho ra kích thước sản phẩm đồng đều. Ở loại nằm ngang, vận tốc không khí ở đáy rotor cao hơn ở đỉnh/hai bên, mở rộng phạm vi kích thước phân loại và có khả năng cho phép các hạt thô bị cuốn trôi.
• Sụt áp suất: Luồng khí trong bộ phân loại thẳng đứng thay đổi nhiều hướng, dẫn đến tổn thất áp suất cao hơn. Bộ phân loại nằm ngang nhỏ gọn với ít linh kiện bên trong hơn, do đó tổn thất áp suất thấp hơn.
Phần kết luận
Từ phân tách trọng lực đơn giản đến phân tách xoáy chính xác, công nghệ phân loại không khí đã trở thành động lực then chốt. Nó thúc đẩy sự phát triển chất lượng cao của ngành công nghiệp bột. Khi hiểu biết sâu sắc hơn về hành vi của hạt và động lực học trường dòng chảy, thiết bị phân loại không khí trong tương lai sẽ trở nên hiệu quả hơn. Sự tiến bộ này sẽ cung cấp các giải pháp xử lý bột mạnh mẽ hơn cho các lĩnh vực chiến lược mới nổi như vật liệu mới và năng lượng mới.
Máy móc bột Epic
Sử dụng công nghệ phân loại phù hợp là điều cần thiết để đạt được sự phân bố kích thước hạt chính xác theo yêu cầu của ứng dụng. Tại Epic Powder Machinery, chúng tôi chuyên về các giải pháp phân loại bằng khí tiên tiến được thiết kế để đạt hiệu suất, độ chính xác và độ tin cậy tối đa. Cho dù bạn đang hoạt động trong lĩnh vực vật liệu mới, dược phẩm hay bất kỳ ngành công nghiệp nào khác cần bột mịn, Bột Epic cung cấp thiết bị phù hợp với nhu cầu của bạn. Hãy để chuyên môn của chúng tôi giúp bạn nâng cao hiệu suất trong hoạt động xử lý bột.
