【正文】 0 0 0( 0 .7 7 3 1 .2 4 4 ) ( 2 7 3 ) 2 7 3HV H t? ? ? (36) ( 2 7 3 2 0 )( 0 . 7 7 3 1 . 2 4 4 0 . 0 1 0 2 )273?? ? ? ? /m kg? 2. 加熱后熱風參數(shù)的計算 加熱前后空氣濕含量不變，即 ?? HH 。 3) 控制端子：包括外部信號的控制變頻調(diào)節(jié)器的端子、變頻調(diào)節(jié)器工作狀態(tài)指示、變頻與微機或其他設備的通信接口。 變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。 本系統(tǒng)采用可控制變壓器。 本系統(tǒng)采用電磁式繼電器。 結(jié)合差壓流量計的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、壽命長、實用性廣等的優(yōu)點，在本設計中采用差壓流量計做為流量檢測元件。例如慣性力式質(zhì)量流量計、補償式質(zhì)量流量計等。例如差壓式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、電磁流量計、渦流流量計、堰式流量計等。同時，為了進行經(jīng)濟核算，經(jīng)常需要知道在一段時間（如一班、一天等）內(nèi)流過的介質(zhì)總量。測溫效果好 .。 2) 利用半導體 PN 結(jié)電壓隨溫度的變 化。選用熱空氣流量作為調(diào)節(jié)參數(shù)，調(diào)節(jié)通道長，容量滯后大，靈敏度最差，所有干擾進入位置都靠近被調(diào)參數(shù)。如圖 所示，用調(diào)節(jié)閥位置代表 3 種調(diào)節(jié)方案。 噴霧干燥控制方案的選擇 在噴霧干燥操作中，干燥溫度是控制干燥產(chǎn)品質(zhì)量的最主要因素。國內(nèi)噴霧干燥設備廠家 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 16 頁 由于資金和技術的限制，則多以數(shù)顯控制儀表，繼電器或小型 PLC 為主要控制手段。 鋼架常采用的材料有：鋼板、角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管和圓鋼等熱軋型鋼。 泵的選型應根據(jù)工藝流程從五個方面加以考慮，既液體輸送量、裝置揚程、液體性質(zhì)、管路布置以及操作運轉(zhuǎn)條件等。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 15 頁 3) 雖然一臺鼓風機和一臺引風機結(jié)合起來使用會比較靈活，但是這樣會造成設備更加龐大和復雜，且能耗更大。這種系統(tǒng)句很大的靈活性，可以通過調(diào)節(jié)管路壓力分布，改善干燥器的操作條件，使之處于接近大氣壓的微負壓下操作，避免空氣漏入系統(tǒng)中，造成干燥效率降低。 風機在干燥系統(tǒng)中主要有兩種布置方式：即單臺引風機和雙臺鼓 —引風機結(jié)合方式。 圖 所選袋式除塵器示意圖 風機 風機是輸送干燥介質(zhì)的動力源。布袋除塵器的特點是捕集效率高，按不同的分類方法可以分為很多種類型。 蝸卷入口使含塵氣體作均勻的螺旋運動，因而比切線入口式的回收效率高。 旋風分離器是利用含塵氣體在器內(nèi)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心力，將粉塵從氣流中分離出的一種氣 —固分離裝置。最重要的是所需干燥的物料是牛奶，不能被污染。 加熱干燥介質(zhì)的加熱器主要有： (1) 蒸汽加熱器； (2) 間接燃油或燃氣加熱器； (3) 直接燃油 或燃氣加熱器； (4) 直接或間接燃煤加熱器； (5) 電加熱器。這一點對直燃式熱源更為重要，有些被干燥物料易燃、易爆或易氧化，處理這類物料最好選用間接換熱的熱源，選用直燃式要有特殊的阻燃或防爆措施。一些燃燒的熱源在燃燒過程中會產(chǎn)生異味或煙霧，排至大氣后會產(chǎn)生污染，這類熱源應慎重使用，如果一定選用也要進行環(huán)保處理。如果干燥用的熱空氣需間接換熱，換熱介質(zhì)還有導熱油，道生油等。 本設計中選用開放式噴霧干燥系統(tǒng)，即系統(tǒng)中的干燥介質(zhì)只使用一次就排入大氣，不在循環(huán)使用。 壓力式霧化器是基于用高壓泵直接使溶液受壓后，在小孔中卸壓而使溶液霧化的裝置。由于設計的干燥器是用于干燥牛奶，它屬于熱敏性物料，所以選用向下并流，即噴嘴安裝在噴霧干燥塔的頂部，空氣從頂部進入。 根據(jù)以上的敘述，在本設計中采用空氣作為干燥介質(zhì)。采用煙道氣為干燥介質(zhì)，可以滿足高溫干燥，且對于低溫干燥也有其優(yōu)點，同時 ，投資小，但用煙道氣為介質(zhì)，會帶入一些細小爐灰及硫化物等污染物。 在一個簡單的控制系統(tǒng)中，控制器、執(zhí)行器、測量變送元件及被控對象是必不可少的，除此之外，還有一些輔助元件，例如給定裝置、轉(zhuǎn)換裝置，顯示裝置等。工藝生產(chǎn)中，如果要求控制系統(tǒng)所控制的工藝參數(shù)保持在一個生產(chǎn)指標上不變，或者說要求工藝參數(shù)的給定植不變，那么就需要采用定值控制系統(tǒng)。 自動控制系統(tǒng)的方框圖如圖 所示： 圖 自動控制系統(tǒng)方框圖 自動控制系統(tǒng)運行的基本要求是系統(tǒng)運行必須是穩(wěn)定的并應保證滿足一定的精度要求或某些規(guī)定的性能指標，但最基本的要求是穩(wěn)定，也就是說系統(tǒng)投入運行后，被控變量不致實控而發(fā)散。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 9 頁 一個控制系統(tǒng)的基本組成環(huán)節(jié)為：控制器、執(zhí)行器、測量 /變送環(huán)節(jié)及被控對象，各部分的功能如下： 檢測變送環(huán)節(jié)：它測量被控變量，并將被控變量轉(zhuǎn)換為標準信號。除了單純的噴霧干燥技術，噴霧干燥還與其他的干燥技術相結(jié)合，形成新型的干燥技術，如噴霧冷凍干燥技術。 Sonner 采用了噴霧制冰粉和真空冷凍干燥結(jié)合的方法，研究了兩段式噴霧冷凍干燥對蛋白質(zhì)性能的影響。 2. 噴霧冷凍干燥 常規(guī)噴霧干燥采用有一定溫度的干燥介質(zhì)來完成整個蒸發(fā)干燥過程。 [14,15,16] 新型噴霧干燥技術的研發(fā) 1. 過熱蒸汽干燥 [11] 噴霧干燥通常采用環(huán)境空氣作為干燥介質(zhì)。 采用多級干燥具有 4個特點： (1) 在最后一級干燥中，產(chǎn)品可以達到較低的濕含量；(2) 可以獲得較低的產(chǎn)品溫度 (后部分設冷卻段 )； (3)通過分級或團聚，可以改變粉體顆粒的尺寸分布； (4) 提高干燥過程熱效率。預熱料液，可降低料液黏度，改善其霧化 性能；防止料液結(jié)晶，堵塞霧化器；料液溫度高時，霧滴在干燥器內(nèi)可直接蒸發(fā)，不存在預熱階段。 2) 提高料液的固含量。所以如何提高噴霧干燥的熱效率也是各國專家研究的熱點課題。 3) 新型噴霧干燥技術的研究和開發(fā)，例如噴霧冷凍干燥、過熱蒸汽噴霧干燥等，這些新的干燥技術有待于理論上的提高和實驗室的小 試證明。 1) 干燥是能耗很大的加工過程，節(jié)能是今后研究干燥技術及開發(fā)新型干燥設備的一大目標，主要對設備本身的改進 。經(jīng)過學習國外的先進經(jīng)驗，結(jié)合我們幾年來的實踐，如果能生產(chǎn)出帶有附具顆粒的無細粉產(chǎn)品，會對奶粉的感官和沖調(diào)性有較大的改善。 3. 設計缺陷 加熱器沒有熱回收系統(tǒng)，進風變頭設計不合理，前片熱交換激烈，散熱片使用壽命短。目前，我國旋轉(zhuǎn)式霧化機的最大噴液量為 10000kg/h，由中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所 研制成功，電機功率 90kW，轉(zhuǎn)速為 12020r/min，型號為 RW10T。 20 世紀 80 年代以前，我國僅上海飲料機械廠和鎮(zhèn)江林業(yè)機械廠生產(chǎn)少量的三種規(guī)格的旋轉(zhuǎn)盤式霧化裝置用于噴霧干燥。天津染化八廠和沈陽化工研究院 (1973~1975 年 )首先對一些染料進行了噴霧造粒試驗，并研究出 “旋轉(zhuǎn)風 ”和 “順壁風 ”的進風方式，這樣既解決了物料粘壁問題，又提高了干燥效率。最近國際上有一家公司正在研制開發(fā)配制超聲霧化的噴霧干燥裝置。其基本原理是：利用足夠強度的超聲場，讓液體從超聲源表面釋放出細小的霧滴，這些液滴再與周圍的空氣接觸，完成蒸發(fā)干燥過程。在 30 年代以后，噴霧干燥技術和噴霧干燥器設計都有明顯的進步，特別是第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)以后，需要大量的脫水食品和各種形式的粉狀制品，以降低產(chǎn)品重量 及運輸費用，使噴霧干燥的應用更為廣泛，干燥器的容量也變得很大，從而使噴霧干燥技術得到更加迅速發(fā)展。在 1901 年 Stauff 提出了將血漿進行噴霧干燥的專利，他采用上噴的噴嘴式霧化器及多孔板式熱風分布器。 靜電霧化可用于溶液的離子化，制造功能性粒子，用兩種化合物制造復合氧化物粒子，可用于 消滅大腸桿菌等。與常用的霧化器相比，其最大的優(yōu)點就是節(jié)能。 雖然氣流式霧化器可霧化高粘度物料，而且相應加工比較簡單。 壓力式噴霧干燥器的特點是： 1)產(chǎn)品水分易控制、粒度尚能調(diào)節(jié)； 2)產(chǎn)品為空心球形顆粒，壓磚成型時填充模具，流動性很好，排氣性也好； 3)可大大簡化工藝流程，易實現(xiàn)自動化； 4)負壓操作，減少了粉塵污染。 1) 干燥速度快，料液經(jīng)霧化后表面積大大增大，完成干燥時間短，特別適用于熱敏性物 料的干燥。 2) 噴霧干燥氣速低，粘壁現(xiàn)象嚴重； 3) 噴霧干燥熱效率低 [10] 常用的霧化器和霧化方法 噴霧干燥的核心部件是液體的霧化裝置，簡稱霧化器。 2. 噴霧干燥技術存在的問題： 1) 對于需控制產(chǎn)品熱原、無菌度和澄明度的無菌粉．其無菌度等常達不到要求，原因有如下幾點： a. 壓縮空氣無凈化除菌。此外，噴霧干燥還可用于制備 微囊 。觸摸顯示數(shù)字式操作，可采用半自動或人工監(jiān)控兩種運行模式，方便操作和實驗過程的監(jiān)控。它是通過機械作用將需要干燥的物料 (溶液、懸浮液、乳濁液、朔狀液 )離散成很細的象霧狀一樣的液滴，與熱風接觸后，而迅速干燥成一定粒度范圍的粉末的干燥過程。設計的主要內(nèi)容包括噴霧干燥器和自動控制系統(tǒng)總體方案的選擇、干燥工藝、干燥塔結(jié)構(gòu)及其輔助設備的設計計算、自動控制系統(tǒng)的設計等。 本科畢業(yè)論文（設計） 論文（設計）題目： 蒸發(fā)水量 1500ml/h 微型噴霧干燥器及其自動控制系統(tǒng)設計 學 院： 化學與化工學院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 班 級： 071 學 號： 070811110046 學生姓名： 張 慧 指導教師： 游 路 2020 年 5 月 10 日 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 誠信責任書 本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文（設計），是在導師的指導下獨立進行研究所完成。本設計為 蒸發(fā)水量 1500ml/h 微型噴霧干燥器及其自動控制系統(tǒng)，其研究的對象為牛奶。 關鍵詞： 噴霧干燥，工藝，設備， PLC 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 V 頁 The evaporation water volume 1500ml/h miniature spray drier and the automatic control system design abstract Drying technology in chemical, pharmaceutical, food, mining and widely used in wood industry, etc, the spray drying is more mon on the market at present a way to dry, it has high velocity, high efficiency, save processes and human wait for an advantage, especially suitable for heatsensitive materials. This design for evaporation water 1500ml/h micro spray dryer and automatic control system, the research object for milk. Design include spray dryer and automatic control system overall scheme selection, drying process, dry tower structure and auxiliary equipment design calculation, the design of the automatic control system, etc. This design the machine is pact, selfcontained, can operate without other facilities. One, the control system adopted PLC programmable control system, the structure is simple, cheap, high reliability, high flexibility advantages. Key word: The spray drying, process, equipment, PLC 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 1 頁 第一部分 前言 噴霧干燥是近代發(fā)展起來的干燥新技術之一，有離心式、氣液混流式和壓力式三種。本設計整機緊湊，自成一體，無需其他設施即可運行。 貴州大學