Elmélkedés a légsugár malom egyedül üdvözítő voltáról

Az utóbbi években ugrásszerűen nőtt az érdeklődés, megkeresés légsugár malmok iránt. Ezek kisebb része ígéretes ötlet jól megalapozott kidolgozásához vezetett, többnyire azonban a valóságtól igen elrugaszkodott álmodozásoknak bizonyultak.

Nézzük csak milyen csodára képes a légsugár malom. Nagyon szimpatikus tulajdonsága, hogy nem igényel hatalmas motorokat – legalábbis a malom tengelyére akasztva. Nem gyötri, pofozza, nyiszatolja az anyagot, ugyanakkor az átáramló nagy mennyiségű levegő hűti a rendszert, tehát kiváló hőérzékeny termékek mikronizálására. Talán ezzel kellett volna kezdeni, ez a bűvszó: mikronizálás. Csapos, verőléces, kalapácsos malommal ugyanis nem lehet 50-100 mikronnál finomabb terméket előállítani. Márpedig, ha például egy 100 mikron vastagságú fóliában szeretnék mondjuk a fekete színt biztosító kormot bekeverni, akkor a korom szemcsének sokkal kisebbnek kell lennie, mint 100 mikron. Egy másik példát az élelmiszeriparból vehetünk. Nyelvünkkel kb. 10-20 mikron méretűnél nagyobb szemcsét tudunk érzékelni. Ha tehát valamilyen porszerű anyagot szeretnék észrevétlenül a joghurtba belecsempészni, az adalék szemcseméretének 20 mikron alatt kell lennie. Ilyen esetekben el kell tehát vetnünk az ütköztetés elvén működő malmokat. Vizsgáljuk meg azért, hogy ilyen esetekben valóban egyedül üdvözítő-e a légsugár malom.

A malmok lehetnek egyszerűek vagy szélosztályozó kerékkel felszereltek. Így van ez a légsugár malmok esetén is. A nagy nyomású levegő (vagy gőz vagy inert gáz) 1-3 mm átmérőjű nyílásokon mintegy 1000 m/s sebességgel tör be az őrlő térbe. A nyomási energiából mozgási energia lesz, mely a szemcsét összetartó erőket hivatott leküzdeni. Kristályos anyagok esetén ez kiválóan működik is.

Sokan gondolják, hogy a hőérzékeny, növényi eredetű melléktermékek feldolgozására is kiválóan alkalmasnak kell lennie a módszernek. Milyen akadályok lépnek fel ilyen esetekben?

A növényekben

• a főtömeg víz, mégpedig a sejtek belsejében kötött formában jelenlevő víz. Mihelyt roncsolódik a struktúra, nedves masszát kapunk, tehát őrlés előtt szárítani kell. A szárítás önmagában is energia-, következésképpen költségigényes, hát még kötött víz esetén!
• a sejtfal cellulóz rostokból áll, melyek aprítására nem a törés, hanem a nyírás, tépés, szakítás, vágás a célravezető;
• a magok általában olajat raktároznak a csírázáshoz energiaforrásként. Erőhatásra ragadós, csúszós, olajos pogácsa keletkezik, ahelyett, hogy mikronizált port kapnánk.

Gyakran megtéveszti az embereket, hogy a spirál légsugár malom körül nem látnak nagy teljesítményű motorokat, a malomban nincs mozgó alkatrész. Az alábbi képen sem látható ilyesmi. Úgy tűnik tehát, mintha valami nagyon olcsó berendezésre bukkantunk volna, pedig az energia megmaradás alaptörvényének ez esetben is igaznak kell lennie. Nem látszik a képen, hogy a háttérben van egy kompresszor, mellyel befektetjük azt az energiát, amivel a szemcséket széttörjük. A képen látható 315 mm őrlőtér átmérőjű légsugár malom teljesítménye 100 kg/óra nagyságrendben van, ehhez óránként 400 m3 normál állapotú levegőt kell 8 bar nyomásúra komprimálni. Egy ilyen teljesítményű kompresszor ára 10 és 50 millió forint között változik, attól függően, hogy milyen tiszta levegőre van szükség. 1 m3/óra komprimált levegő előállításához nagyságrendileg 0,1 kW teljesítmény szükséges. Azaz a képen látható malom mögött egy 40 kW elektromos teljesítményű kompresszor biztosítja a levegőellátást.

Ne felejtsük el, hogy a komprimált levegőben az oxigén parciális nyomása arányosan nő, így a robbanásveszély is. A mikronizálás maga gondoskodik a finom diszperz rendszerről, azaz a porrobbanás tárgyáról, ha az alapanyag éghető. Ilyenkor inert atmoszférát kell alkalmazni, leggyakrabban nitrogént. A példánkban szereplő 315 AS malom óránként kb. 500 kg nitrogént használ fel, termékre vonatkoztatva 2-10 kg/kg fajlagos értékkel számolhatunk. Tehát csak olyan anyagok őrlésével érdemes foglalkozni, melynek az értéke nagyságrenddel nagyobb, mint a folyékony nitrogéné. Palackozott nagy nyomású nitrogén sem jöhet számításba, mert a legnagyobb palackba sem lehet annyi gázt belepréselni, hogy pár kiló anyag mikronizálásánál többre elég lenne.

Következő számunkban olyan speciális őrlési módokról adunk tájékoztatást, melyek megoldást jelenthetnek.

315 AS – 315 mm őrlőtér átmérőjű Alpine Spirál légsugármalom adagolóval, termékszűrővel, zsákolóval – de kompresszor nélkül.