【正文】 s 物料衡算 已知蒸發(fā)水量為 1500 /mLh ,且 20 攝氏度時(shí)水的密度為 31000 /w kg m? ? ，故 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 22 頁(yè) 水分蒸發(fā)量 36 /1 0 0 0101 5 0 0 mkgW ??? ? hkg/? 查文獻(xiàn) [18]第 197 頁(yè)式 1317 和式 1318 可得 12G G W?? (31) 1 1 2 2( 1 ) ( 1 )CG G w G w? ? ? ? (32) 式中 1G—料液處理量， /kgh ； 2G —產(chǎn)品產(chǎn)量， /kgh ； CG —絕干產(chǎn)品量； /kgh ； W—水分蒸發(fā)量， /kgh . 聯(lián)立式 (31)和式 (32)帶入已知數(shù)據(jù)： ??GG )()( 21 ???? GGG c 解得： hkgG /? hkgG / ? hkgGc /? 熱量衡算 1. 加熱前空氣的參數(shù) 已知 空氣初溫： 0 20t ? ?C 相對(duì)濕度： 0 70%? ? 查文獻(xiàn) [20]第 253 頁(yè)附錄 7 得 : 空氣初始飽和水蒸汽壓： 0 KPa? 查文獻(xiàn) [20]第 187 頁(yè)式（ 13—2a）得 : 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 23 頁(yè) 空氣中水汽初始分壓： 0 0 0wspp??? (33) ?? ? 把該干燥系統(tǒng)視為水 —空氣系統(tǒng)，并取總壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即 KPa? 。變頻器作為系統(tǒng)的最重要的功率變換部件，提供可控的高性能變壓變頻的交流電源，因而 得到迅猛的發(fā)展。 繼電器的特點(diǎn)是具有跳躍式的輸入 輸出特性，按照輸入信號(hào) 的性質(zhì)可分為電壓繼 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 20 頁(yè) 電器、電流繼電器、速度繼電器、舌璜繼電器、時(shí)間繼電器、溫度繼電器等；按動(dòng)作原理可分為電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、熱繼電器、電動(dòng)式繼電器、電子式繼電器。 2) 質(zhì)量式流量計(jì) 這是一種以測(cè)量流過(guò)的 M 為依舊的流量計(jì)。 2. 流量檢測(cè)元件的選擇 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 19 頁(yè) 在化工和煉油生產(chǎn)過(guò)程中 ,為了有效地進(jìn)行生產(chǎn)和控制 ,經(jīng)常需要測(cè)量生產(chǎn)過(guò)程中各種介質(zhì) (液體、氣體和蒸汽等 )的流量，以便為生產(chǎn)操作和控制提供依據(jù)。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 18 頁(yè) 圖 噴霧干燥系統(tǒng)控制流程圖 檢測(cè)元件的選擇 1. 溫度檢測(cè)元件的選擇 溫度的測(cè)量都是根據(jù)傳感器或敏感元件進(jìn)行的，常用的測(cè)溫方法利用下列 的效應(yīng)或變化 1) 利用鎳鉻－康銅 (200～ 800℃ )、鎳鉻－鎳硅 (鋁 )(200～ 1300℃ )、鉑銠 30－鉑銠(100～ 1900℃ )等熱電偶的熱電效應(yīng)。選其中任一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)都能夠構(gòu)成溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，達(dá)到控制干燥溫度的目的。 目前，國(guó)外大多噴霧干燥設(shè)備的控制系統(tǒng)都選擇 PLC，對(duì)工藝較為復(fù)雜的硬質(zhì)合金噴霧干燥制粒系統(tǒng)則采用監(jiān)控計(jì)算機(jī)和 PLC 結(jié)合的控制技術(shù)。它將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。對(duì)于大型噴霧干燥系統(tǒng)，主要采用兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，一臺(tái)作為鼓風(fēng)機(jī)，另一臺(tái)作為引風(fēng)機(jī)。 袋 式除塵器示意圖如圖 所示。常規(guī)型旋風(fēng)分離器能除去 20 微米以上的顆?；蚍蹓m，對(duì)于絕大多數(shù)的噴霧干燥系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，從干燥室出來(lái)的含塵氣體中的顆粒都在這一范圍內(nèi)，所以切線入口或蝸卷入口在噴霧干 燥系統(tǒng)中被廣泛使用。雖然相對(duì)來(lái)說(shuō)電加熱操作費(fèi)用較高，但電加熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低，使用方便，無(wú)環(huán)境污染，溫度調(diào)節(jié)靈敏，易于控制且控制精度高。 4) 安全可靠。具體地說(shuō)主要有各種燃燒物（煤、天然氣、液化石油氣、可燃化學(xué)氣體）與空氣的燃燒產(chǎn)物，水蒸氣、熱水、電能和具有一定熱量的廢氣、廢液、廢油渣等。常用的有離心式霧化器、壓力式霧化器和氣流式 霧化器，而氣流式霧化器針對(duì)不同的料液特性又分為二流體霧化器和三流體霧化器。空氣是最廉價(jià)易得，也是最常見(jiàn)的干燥介質(zhì)。 程序控制系統(tǒng)（又稱順序控制 系統(tǒng)）：這類自動(dòng)控制系統(tǒng)的給定值也是變化的，但它是一個(gè)已知的時(shí)間函數(shù)，即生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)需按一定的時(shí)間函數(shù)變化。 執(zhí)行器：根據(jù)控制器送來(lái)的信號(hào)相應(yīng)地改變控制變量，以達(dá)到控制被控變量的目的。 噴霧干燥的研 究主要是集中在霧化裝置結(jié)構(gòu)和整個(gè)干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及模型的建立上。過(guò)熱蒸汽干燥是一種以過(guò)熱蒸汽直接與濕物料接觸而去除水分的干燥方式，用過(guò)熱蒸汽干燥主要有如下特點(diǎn)： 1) 過(guò)熱蒸汽的熱容高于空氣，傳遞同樣的熱量所需要的量減少，可節(jié)能 50%~80%； 2) 過(guò)熱蒸汽不含氧氣，可以避免物料氧化； 3) 物料表面沒(méi)有空氣邊界層，可以減少傳熱傳質(zhì)阻力等。 5) 采用多級(jí)干燥。 在生產(chǎn)能力恒定時(shí)，通過(guò)提高熱載體的進(jìn)口溫度可降低熱量消耗?，F(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了噴霧干燥 +流化床干燥的多級(jí)干燥模式，似可以進(jìn)一步考慮噴霧干燥 +微波或者干燥塔內(nèi)加熱式的噴霧干燥等。 6. 觀念誤區(qū) 單噴頭影 響了物料與熱風(fēng)充分的熱交換，以前認(rèn)為只有單噴頭、大板眼才能生產(chǎn)大顆粒粉，只有大顆粒粉才能速溶。從而可以使干燥塔的直徑變小，被處理物料的受熱程度降低，消除了普遍存在的粘壁現(xiàn)象，提高轉(zhuǎn)速成為各國(guó)干燥裝置的趨勢(shì)。上海染化八廠自 60年代起對(duì)下噴上式氣流式噴霧干燥器進(jìn)行了六年多的研究，于 1972 年用活性染料進(jìn)行試驗(yàn)獲得成功。 Berger 給出了小型超聲霧化器的簡(jiǎn)圖。他認(rèn)為，如果用霧化器來(lái)噴灑或噴射液體使之蒸發(fā)或潤(rùn)濕，這個(gè)過(guò)程是眾所周知的，但將物料霧化同時(shí)進(jìn)行脫水，這樣一個(gè)過(guò)程的設(shè)備 和方法過(guò)去是沒(méi)有的。通常超聲的振動(dòng) 頻率必須大于20kHz。它的比能耗較低，在低壓范圍內(nèi) (P≤ MPa)噴出的液滴較粗，粒度分布較寬。 d. 物辯干燥過(guò)程在負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 2 頁(yè) 第一章 概述 噴霧干燥技術(shù)概述 噴霧干燥是利用霧化器將料液分散為細(xì)小的霧滴，并在熱干燥介質(zhì)中迅速蒸發(fā)溶劑形成干粉產(chǎn)品的過(guò)程， 且具有 傳熱 快，水分蒸發(fā)迅速， 干燥時(shí)間 瞬間的特點(diǎn)，且 制品 質(zhì)量好，質(zhì)地松脆，溶解性能也好，能改善某些 制劑 的 溶出速率 ，適用于熱敏性 藥物 ，能避免干燥過(guò)程中造成粉塵飛揚(yáng)，可由液體直接得到干燥產(chǎn)品，無(wú)需蒸發(fā)、結(jié)晶、固液機(jī)械分離等操作；產(chǎn)品具有良好的分散性和溶解性，不經(jīng)過(guò)粉碎也可以在溶劑中迅速溶解；生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，操作控制方便。 關(guān)鍵詞： 噴霧干燥，工藝，設(shè)備， PLC 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 V 頁(yè) 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(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 1 頁(yè) 第一部分 前言 噴霧干燥是近代發(fā)展起來(lái)的干燥新技術(shù)之一，有離心式、氣液混流式和壓力式三種。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文（設(shè)計(jì)）題目： 蒸發(fā)水量 1500ml/h 微型噴霧干燥器及其自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 化學(xué)與化工學(xué)院 專 業(yè)： 過(guò)程裝備與控制工程 班 級(jí)： 071 學(xué) 號(hào)： 070811110046 學(xué)生姓名： 張 慧 指導(dǎo)教師： 游 路 2020 年 5 月 10 日 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 誠(chéng)信責(zé)任書(shū) 本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所完成。它是通過(guò)機(jī)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(xì)的象霧狀一樣的液滴，與熱風(fēng)接觸后，而迅速干燥成一定粒度范圍的粉末的干燥過(guò)程。此外，噴霧干燥還可用于制備 微囊 。 2) 噴霧干燥氣速低，粘壁現(xiàn)象嚴(yán)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(jiǎn)稱霧化器。 壓力式噴霧干燥器的特點(diǎn)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(shí)填充模具，流動(dòng)性很好，排氣性也好； 3)可大大簡(jiǎn)化工藝流程，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化； 4)負(fù)壓操作，減少了粉塵污染。與常用的霧化器相比，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)能。在 1901 年 Stauff 提出了將血漿進(jìn)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(fēng)分布器。其基本原理是：利用足夠強(qiáng)度的超聲場(chǎng)，讓液體從超聲源表面釋放出細(xì)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(guò)程。天津染化八廠和沈陽(yáng)化工研究院 (1973~1975 年 )首先對(duì)一些染料進(jìn)行了噴霧造粒試驗(yàn)，并研究出 “旋轉(zhuǎn)風(fēng) ”和 “順壁風(fēng) ”的進(jìn)風(fēng)方式，這樣既解決了物料粘壁問(wèn)題，又提高了干燥效率。目前，我國(guó)旋轉(zhuǎn)式霧化機(jī)的最大噴液量為 10000kg/h，由中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所 研制成功，電機(jī)功率 90kW，轉(zhuǎn)速為 12020r/min，型號(hào)為 RW10T。經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我們幾年來(lái)的實(shí)踐，如果能生產(chǎn)出帶有附具顆粒的無(wú)細(xì)粉產(chǎn)品，會(huì)對(duì)奶粉的感官和沖調(diào)性有較大的改善。 3) 新型噴霧干燥技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，例如噴霧冷凍干燥、過(guò)熱蒸汽噴霧干燥等，這些新的干燥技術(shù)有待于理論上的提高和實(shí)驗(yàn)室的小 試證明。 2) 提高料液的固含量。 采用多級(jí)干燥具有 4個(gè)特點(diǎn)： (1) 在最后一級(jí)干燥中，產(chǎn)品可以達(dá)到較低的濕含量；(2) 可以獲得較低的產(chǎn)品溫度 (后部分設(shè)冷卻段 )； (3)通過(guò)分級(jí)或團(tuán)聚，可以改變粉體顆粒的尺寸分布；