【正文】 轉(zhuǎn)速（ r/min） D= G=1500kg/h n=15000r/min ? ? mR 5 0 0 ????? ? 這是霧滴由干燥器中線沿徑向運動的半徑距離，因而干燥 器的直徑 99( ~ )DR?塔 （《噴霧干燥》第 234頁） （ 32） mD ???塔 取 m8?塔D 空氣在干燥塔中的平均速度 smRVVV C / 2 44221 ???? ?????? ?? ? 15 第三節(jié) 塔高計算 一、 塔高 12H H H?? 12mmHH ????圓柱體高度 下錐體高度 二、 計算干燥塔有效容積 AAWV=q （出自《噴霧干燥》第 233 頁） （ 33） WA—— 水分蒸發(fā)量 kg/h qA —— 容積干燥強度。功率 ~22KW，轉(zhuǎn)速 11000~15000r/min，額定電壓 380V，噴液量 200~3000kg/h，噴霧盤直徑 210mm，傳動方式兩極斜齒輪，圓周轉(zhuǎn)速 125~165m/s。電動噴頭是新型的離心式霧化器，可解決以上問題，并可以無級調(diào)速，改善粘壁現(xiàn)象調(diào)節(jié)干燥物粒度大小。主要工藝條件數(shù)據(jù)如下： 處理物料：牛奶 初始濕含量： W0=48%（濕基） 噴霧干燥后牛奶的濕含量： W=7% 牛乳的初始溫度； Tm0=50℃ 進氣溫度： Tg0=180℃ 出氣溫度： T=80℃ 干粉的溫度比出口氣體溫度低 10℃為： 70℃ 空氣初溫： t0=11℃ 牛奶濃縮溫度： 40℃ 大氣壓： 空氣的相對濕度： 0? =70% 牛奶比熱： C 牛奶 =℃ = =℃ 奶粉的比熱： C 奶粉 =℃ = =℃ 第二節(jié) 工藝計算 一、 物料衡算 (一 ) 干粉產(chǎn)量 12121 0 0 1 0 01 0 0 1 0 0c WWG G G???? （ 21） Gc—— 濕物料中絕對干燥物料量（ kg/h） G1—— 進入干燥器的原料液質(zhì)量 1500kg/h G2—— 干粉產(chǎn)品量（ kg/h） W1—— 濕物料濕含量 48% W2—— 牛奶濕含量 7% 所以： 121 2100100 WGG W???? 1500 710048100?? =（二） 水分蒸發(fā)量 W=G1G2== 12 （三） 空氣用量 11℃水的飽和蒸汽壓 PS為 ,即 PS= 《化工工程手冊 —第 16 篇 — 干燥》第 69 頁表 31 （四） 初始空氣濕度 sosoo pp pH ????? （《化工工程手冊 — 第 16篇 — 干燥》第 68頁） （ 22） o? —— 空氣相對濕度 70% 濕度： ?? ???oH=濕比熱容：)/( 0 5 CkgkJHCC OHH O ????????? 焓： kgkJHtHI OOO /4 3 0 5 4 9 2110 2 4 9 2)( ???????? （五） 進口空氣濕度 空氣加熱過程中濕含量不變 即： kgkgHH /0 0 5 ?? kgkJHtCI H / 111 1 ??????? （六） 出口空氣濕度 121 2 2 1()Hrt t H HC? ? ?（《化工原理下冊》第 208頁） （ 23） 得： H2=2 2 2 2(1 .0 1 1 .8 8 ) 2 4 9 2I H t H? ? ? （ 24） )( ??????? kgkJ/ （七） 空氣用量 hkgHH WL / 402 ?????? （八） 實際空氣用量 ? ? ? ? hkgHLL / 440 ???????實 （九） 風量計算 熱風進風濕比容 ? ?? ? 2 7 3/2 7 32 4 7 111 tHV H ??? （出自《化工原理》下冊第 203頁） （ 25） 13 ? ?? ? kgm / 7 3/1 8 02 7 30 0 5 4 7 3????? 出風濕比容 ? ?? ? 273/ 222 tHV H ??? ? ?? ? kgm /????? 進風體積 hmVLV H / 7 3441 1 ??????? 出風體積 hmVLV H / 7 3442 2 ??????? 二、 熱量衡算 加熱器加熱量 ? ? ? ? hkJIILQ P / 6401 ???????? （出自《化工原理》下冊第 213 頁） （ 26） 干燥器熱損失： ? ? ? ? 1112202 mcmmmdPL tWttCGIILQ ??????? ? ? ? ?hkJ / 546????? ?????????? 表 輸入熱量 輸出熱量 空氣 105 106 物料 105 105 qp 105 qL 105 105 105 相等 14 第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計 第一節(jié) 霧化器的選擇 離心式霧化器是離心噴霧干燥機的關(guān)鍵部件，它的轉(zhuǎn)速低，振動大小及轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性都直接影響霧化效果及干燥物的質(zhì)量，霧化器可采用齒輪傳動或用皮帶轉(zhuǎn)動或用電機直接驅(qū)動。一般采取該方法來對牛奶進行干燥。噴霧干燥的產(chǎn)品為細粒子，為了適應(yīng)環(huán)境保護的要求，噴霧干燥系統(tǒng)只用旋風分離器分離產(chǎn)品、凈化尾氣還是不夠的，一般還要用袋式除塵器凈化。 離心式噴霧干燥是噴霧干燥的一種，其優(yōu)點是操作簡單，其料液通道面積大，不易堵塞，而且動力消耗小，較氣流式耗能低大約 48 倍。它經(jīng)歷了臥箱式噴霧干燥，單塔立式噴霧干燥和噴霧 多 級干燥法。由于乳制品的營養(yǎng)價值和口感好，已日益為人們所重視，故乳制品的加工技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模發(fā)展很快，使加工后的乳制品復(fù)溶性好、營養(yǎng)組成保存全面、成本降低。經(jīng)工業(yè)化處理的乳品：全脂乳粉、脫脂乳粉、乳清粉、富脂乳粉、豆乳粉、奶茶粉、冰淇淋粉和奶油等。推薦用的加熱器型式有盤管式或刮壁式加熱器。還有，最好將乳液預(yù)熱到 6080 進行噴霧，以降低乳液粘度，從而可以提高進料濃度，以提高生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效益，并且能提高乳粉的質(zhì)量。轉(zhuǎn)盤式霧化器在運行前要檢查轉(zhuǎn)盤上方罩殼與轉(zhuǎn)盤的距離要盡量?。ㄒ话?2mm），以免從間隙中抽入空氣面產(chǎn)生吸頂（或稱泵吸） 10 作用，導(dǎo)致乳粉積聚到塔頂而焦化。它有彎 曲的葉片，能借助離心力的作用去除料液中氣泡。轉(zhuǎn)盤的圓周速度為 100200m/s。 乳液的霧化裝置選擇轉(zhuǎn)盤式，這是一種饒對稱軸旋轉(zhuǎn)的葉輪。它由一個噴霧干燥器和一個振動流化床干燥器組成。如奶粉的干燥，微囊化粉末酒的生產(chǎn)等。將這兩種干燥器組合起來干燥液狀物料，和單純利用噴霧干燥相比，在相同處理量的情況下 ，噴霧流化床組合干燥減小了噴霧干燥塔的尺寸，節(jié)約了操作空間；產(chǎn)品質(zhì)量較好。 h1而流態(tài)化干燥主要用于固態(tài)顆粒的干燥，其熱容量系數(shù)較大（ 8000～ 25000 kJ h1故我們選擇噴霧干燥，因為該干燥方法溫度低，時間短，但噴霧干燥主要用來干燥液狀物料，容積傳熱系數(shù)較低（ 83～ 418 kJ如目前（ 1997）新西 蘭正在建立一個生產(chǎn)能力為 20t／ h 的奶粉生產(chǎn)廠。但是，在世界范圍內(nèi)脫水食品仍然占重要的地位。 McKeon指出，冰箱擁有率的上升導(dǎo)致發(fā)達國家市場上許多脫水食品需求的萎縮。 第三節(jié) 牛奶的噴霧干燥法 愛爾蘭工業(yè)發(fā)展局的 McKeon 于 1985 年得出結(jié)論：在歐洲和北美，脫水食品的消費呈下降趨勢，而在其他地方則呈上升趨勢。它由一個噴霧干燥器和一個振動流化床干燥器組 成。如奶粉的干燥，微囊化粉末酒的生產(chǎn)等。將這兩種干燥器組合起來干燥液狀物料，和單純利用噴霧干燥相比，在相同處理量的情況下，噴霧流化床組合干燥減小了噴霧干燥塔的尺寸，節(jié)約了操作空間；產(chǎn)品質(zhì)量較好。 h1而流態(tài)化干燥主要用于固態(tài)顆粒的干燥，其熱容量系數(shù)較大（ 8000～ 25000 kJ h1故我們選擇噴霧干燥，因為該干燥方法溫度低，時間短，但噴霧干燥主要用來干燥液狀物料，容積傳熱系數(shù)較低（ 83～ 418 9 kJ據(jù)統(tǒng)計 ,世界上超過 95%的奶粉是用噴霧干燥方法制造的 ,由于不進行強烈的熱處理 ,并且允許產(chǎn)品在常溫條件下貯存 ,因此噴霧干燥可以有效保持制造過程的溫度。 乳制品干燥最廣泛應(yīng)用的技術(shù)是噴霧干燥。使尾氣中的含塵量低于 50mg/N﹒ m3氣體，或用濕式洗滌器，可將尾氣含塵量降到 15～ 35mg/N﹒ m3氣體 。但其也有缺點是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要有傳動裝置（例如用氣體透平盤帶動、齒輪帶動、皮帶傳動及電機直接帶動），液體分布裝置和霧化輪，對加工制造要求高。噴霧干燥因其可直接由溶液或懸浮體制得成分均勻的粉狀產(chǎn)品的特殊優(yōu)點，目前在化工、輕工、食品等行業(yè)中有廣泛的應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)中以染料行業(yè)應(yīng)用最 為廣泛。 目前，在眾多的干燥設(shè)備中，噴霧干燥器是應(yīng)用較廣的干燥器之一，是處理溶液、懸浮液或泥漿狀物料的干燥設(shè)備。因為這時除要增加篩析、返料提升等的電耗外，還會使設(shè)備的生產(chǎn)強度降低。返回床層的小粒子量稱為返料量，返料量與產(chǎn)品量之比稱為返料比。其中，噴霧器的條件更為重要。即料液不斷噴入，床層粒子在某一穩(wěn)定尺寸范圍連續(xù)卸出。 在床層中，由于霧化器的氣流機械作用與流化介質(zhì)的通過，流化床內(nèi)的粒子發(fā)生相互撞擊和冷液噴入熱床層后粒子內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力，使固體粒子在長大的同時又被破碎而減小粒子尺寸。在床層中除了正常長大以外，還可能發(fā)生另外的情況：粒子涂層后，由于來不及干燥而相互粘合，這種粒子尺寸的增加稱為 “粘結(jié)長大”。 噴霧流化干燥中，漿液物料經(jīng)過噴霧器分散成極細的液滴涂布于流化床層的粒子表面，接受床層熱量和流化介質(zhì)熱量以氣化水分。 我國在葡萄糖 和某些醫(yī)藥、輕工產(chǎn)品使用了這種干燥器，由于它把蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥、造粒、煅燒等過程融合在一個設(shè)備中進行。由于在流化床中固體粒子有良好的混合與較高的傳熱效能，這種設(shè)備無論作為干燥或煅燒器，它的生產(chǎn)強度都比較高。噴霧流化干燥器實際是噴霧干燥器和流化干燥器器的有機結(jié)合，因此在性能上也就具有兩種干燥器的特點。利用它將液體干燥成固 體后再進入下一級干燥器進一步干燥。 （ 4）開發(fā)組合干燥裝置 能從液體直接干燥成粉體，這是噴霧干燥的最大優(yōu)點。由于有許多產(chǎn)品，如肥料、染料等，制成顆粒 7 狀對貯存、運輸和使用都更為有利，這些年來對這類技術(shù)的興趣正在增長。顆粒的干燥通常在流化床中進行（也有的采用轉(zhuǎn)鼓），根據(jù)粒度要求不同，溶液霧化器可置于顆粒床層的內(nèi)部或 上方?？磥?，要經(jīng)濟地實現(xiàn)這種結(jié)合，必要的條件之一是干燥和反應(yīng)要求的物料溫度基本相同或相近。一類是噴霧干燥 反應(yīng)過程，人們熟知的噴霧干燥 聚合一步法制取三聚磷酸鈉就是典型實例之一。 80年代以來，該技術(shù)已用于工業(yè)生產(chǎn)。該方法最初是為提高熱效率而提出的，后來用以調(diào)整產(chǎn)品的物性。一般說來，改變霧化的分散度以及適當改變操作條件以控制干燥速率，可以制得具有不同堆密度的產(chǎn)品，但變化的幅度是有限的。 （ 2）改善產(chǎn)品物性 科學(xué)技術(shù)發(fā)展和生活水平的提高對噴霧干燥產(chǎn)品的物理性質(zhì)提出了越來越高的要求。這些方法在中藥浸膏的干燥中已經(jīng)應(yīng)用了，有一定效果。 Masters 提出了防止粘壁的三種可能途徑： ①采用夾壁干燥塔，其間用空氣冷卻，使壁溫保持在 50℃以下，粘結(jié)性特別強的物料宜采用平底塔； ②通過塔壁旋氣片切向引入二次空氣冷卻塔壁； ③塔內(nèi)近壁處安裝由一排噴嘴組成的氣掃帚，并使之沿壁緩慢轉(zhuǎn)動。國外專家研究了干燥過程中的粘壁和結(jié)塊問題，認為造成粘壁的主要宏觀因素是壁溫。近 20年來噴霧干燥技術(shù)和設(shè)備的改進和革新主要有以下幾個方面： （ 1）解決粘壁問題 粘壁現(xiàn)象迄今仍然是妨礙噴霧干燥器正常操作的一個突出問題。如無機鹽類強親水性物 6 質(zhì)，其水溶液 蒸發(fā)脫水主要在溶液沸點下進行，出塔氣體溫度低于 130℃就難以操作。采用的霧化器仍然是壓力式、離心式和氣流式三種，但近幾年來離心噴霧干燥器的應(yīng)用呈上升趨勢。 噴霧干燥因其可直接由溶液或懸浮體制得成分均勻的粉狀產(chǎn)品的特殊優(yōu)點，目前在化工、輕工、食品等工業(yè)中仍有廣泛的應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)中以染料行業(yè)應(yīng)用最為普遍。塔底的產(chǎn)品和旋風分離器收集的產(chǎn)品由二級抽風機抽出，經(jīng)二級分離器分離后包裝?？諝饨?jīng)鼓風機送入空氣加熱器加熱，然后進入噴霧干燥器，與霧滴接觸干燥。國外帶有廢熱回收的噴霧干燥， 熱效率可達到 70%，但這種設(shè)備只有