Přejít k obsahu


Investigation of rate-limiting steps during granulation with a chemically reactive binder

Citace:
SCHÖNGUT, M., SMRČKA, D., GREGOR, T., ŠTĚPÁNEK, F. Investigation of rate-limiting steps during granulation with a chemically reactive binder. Powder Technology, 2015, roč. 270, č. Leden 2015, s. 510-519. ISSN: 0032-5910
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Investigation of rate-limiting steps during granulation with a chemically reactive binder
Rok vydání: 2015
Autoři: Marek Schöngut , David Smrčka , Ing. Tomáš Gregor PhD. , František Štěpánek
Abstrakt CZ: Motivací pro předkládanou práci je takzvaný suchý neutralizační proces, používaný při výrobě práškových detergentů. Tento proces využívá systém dodecyl-benzensulfonové kyseliny jako pojiva a prášku uhličitanu sodného jako primárních částic. V práci je popsáno měření neutralizační kinetiky v laboratorním měřítku a to v mechanicky promíchávané nádobě. K měření reakční kinetiky byl sledován objem uvolněného oxidu uhličitého, jež je vedlejším produktem neutralizační reakce a dále byl zkoumán vliv vybraných parametrů na průběh reakce. Mezi tyto parametry patří reakční teplota, distribuce velikosti primárních částic (a tedy jejich specifický povrch), rychlost míchání a poměr pojivo/pevné částice. Pro každé měření byla vyhodnocena celková konverze a vlastnosti vzniklého granulátu (distribuce velikostí, vnitřní struktura a porozita). Na základě kinetických parametrů vyhodnocených pomocí matematického modelu byly navrženy hypotézy kroků limitujících rychlost jednotlivých stupňů neutralizačního procesu. Těmito kroky mohou být: rychlost rozmíchání pojiva, dostupnost čerstvých povrchů pevných částic, rychlost difuze reakčních komponent u fázového rozhraní nebo vlastní reakční kinetika. Znalost těchto limitujících kroků je předpokladem pro racionální řízení neutralizačního procesu.
Abstrakt EN: The system of dodecyl-benzenesulfonic acid as a binder and sodium carbonate powder as primary particles is considered in this work, motivated by the so-called dry neutralization process used in the manufacture of powder detergents. The measurement of dry neutralization kinetics in a laboratory-scale mechanically agitated reaction vessel is described. The volume of evolved carbon dioxide, which is a by-product of the neutralization reaction, has been used for following the reaction kinetics, and the effect of selected key parameters on the progress of the reaction has been investigated. These include process temperature, size distribution (thus specific surface area) of the primary particles, agitation rate and the binder/solids ratio. The overall conversion of the reaction and the properties of the formed granules (size distribution, internal structure and porosity) have been evaluated in each case. Hypotheses about the rate-limiting steps in each stage of the process?which can be the rate of binder spreading, the availability of fresh solid surfaces, the diffusion rate of reaction components near the interface, or the intrinsic reaction kinetics?have been proposed based on kinetic parameters evaluated using a mathematical model. Knowledge of the rate-limiting step is a pre-requisite for making rational process control decisions.
Klíčová slova

Zpět

Patička