奶粉噴霧干燥(1)食品工程設(shè)計

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1、 食品工程原理 課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目 奶粉噴霧干燥 專業(yè) 糧食工程 班級 糧工1103班 姓名 郝林娜 指導(dǎo)老師— 馬森 河南工業(yè)大學(xué) 2013年12月22日 食品工程原理課程設(shè)計任務(wù)書 專業(yè)： 糧食工程 班級： 1103 班 姓名： 郝林娜 學(xué)號： 201111020327 一、 設(shè)計題目：奶粉噴霧干燥 二、 設(shè)計條件： 1、 生產(chǎn)任務(wù)：年產(chǎn)全脂奶粉 950噸。 以年工作日310天，日工作二班，班實際噴霧時間6小時計。產(chǎn)品質(zhì)量符合國家 “全脂奶粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”。 2、 進(jìn)料狀態(tài)：濃縮奶總固形物含量 48%。 溫度55 T、密度112

2、0kg/m2、表面張力0.049N/m、黏度15cp。 成品奶粉含水量〉2.5% （一級品）、密度600 kg/m2、比熱2.1kJ/kg.K。 3、 新鮮空氣狀態(tài)：t0=25C、?=60%，大氣壓760mmHg 4、 熱源：飽和水蒸氣。 三、 設(shè)計項目： a） 工藝流程的確定 b） 噴霧干燥裝置的計算 c） 輔助設(shè)備的選型及計算 d） 繪制工藝流程圖 e） 編制設(shè)計說明書 四、 設(shè)計時間和設(shè)計要求 時間：1周 要求：根據(jù)設(shè)計任務(wù)，確定方案合理，論證清楚，計算正確，簡述簡明，圖 紙整潔無誤，書寫整齊清潔。 目錄 一、 工藝流程確定及論證 4 1.1論證 4

3、 1.2噴霧干燥流程圖 7 二、 噴霧干燥的計算 7 2.1物料及熱量衡算 7 2.1.1空氣狀態(tài)參數(shù)的確定 7 2.1.2物料衡算 10 2.1.3熱量衡算 1 1 2.2離心式霧化器的計算 1 1 2.2.1液滴直徑Z的計算 2 1 2.2.2液滴離開轉(zhuǎn)盤的初速度 31 2.2.3液滴水平飛行距離 4 1 2.2.4離心噴霧器所需功率 5 1 2.3噴霧干燥塔主要尺寸的計算 51 2.3.1 塔徑 D 5 1 2.3.2 塔高 H 6 1 三、 輔助設(shè)備的選型計算 16 3.1空氣過濾器的選型計算 6 1 3

4、.2空氣加熱器的選型計算 7 1 3.3粉塵回收裝置的選型和計算 91 3.4風(fēng)機的選型計算 21 3.5其他輔助設(shè)備選用 2 2 四、 設(shè)計結(jié)果總匯 22 4.1主要工藝參數(shù) 2 2 4.2干燥裝置及主要輔助設(shè)計一覽表 32 五、 帶控制點的工藝流程圖 24 六、 設(shè)計說明 24 七、 結(jié)束語 26 八、 參考文獻(xiàn) 27 一、工藝流程確定及論證 本工藝采用并流離心式噴霧干燥法對奶粉進(jìn)行噴霧干燥。 1.1論證 乳粉是一種干燥粉末狀乳制品，具有耐保藏、使用方便的特點。生產(chǎn)乳粉的 目的在于保留牛乳營養(yǎng)成分的同時，除去乳中大量水分，使

5、牛乳由含水88%的液 體狀態(tài)轉(zhuǎn)變成含水2%的粉末狀態(tài)，從而大大縮小牛乳體積，既利于包裝運輸， 又便于保藏和使用。乳粉的主要化學(xué)成分有水分、脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、灰分、 乳酸等，因含量差異而形成各種種類的乳粉。乳粉的營養(yǎng)價值一般通過乳脂肪及 非脂乳固體部分來體現(xiàn)。 1.1.1本工藝采用噴霧干燥技術(shù)制備乳粉。 噴霧干燥，是指用單獨一次工序，將溶液、乳濁液、懸浮液或含有水分的膏 糊狀物料變成粉狀、顆粒或塊狀的干燥產(chǎn)品。其形成取決于物料的物理特性，以 及噴霧干燥設(shè)備的流程和操作。 奶粉噴霧干燥的原理是將濃縮乳借用機械力量， 即壓力或離心的方法，通過 噴霧器將乳分散為霧狀的乳滴(直徑為 10-15

6、um),大大增加了其表面積，同時 送入熱風(fēng)的情況下霧滴和熱風(fēng)接觸，濃乳中的水分便在 0.01-0.04S的瞬間內(nèi)蒸發(fā) 完畢，霧滴被干燥成球形顆粒落入干燥室的底部， 水蒸氣被熱風(fēng)帶走，從干燥室 排風(fēng)口排出，而且微粒表面的溫度為干燥介質(zhì)的濕球溫度( 50?60C),若連續(xù) 出料，整個干燥過程僅需10?30s,故特別適用于熱敏性物料的干燥，蛋白質(zhì)的 變性很少，乳清蛋白依然保持良好的溶解性， 酶的活性也沒有喪失。具有較高的 溶解度及沖調(diào)性，保持其原有的營養(yǎng)成分及色、香、味。 噴霧干燥的特點如下： (1) 干燥速度快：由于料液經(jīng)噴霧后霧化成幾十微米大小的液滴， 所以單位重 量的表面積很大，每

7、公升料液經(jīng)噴霧后表面積可達(dá) 300卅左右，因此熱交換迅速， 水分蒸發(fā)極快，干燥時間一般只要幾秒鐘，多則幾十秒鐘，具有瞬間干燥的特點。 (2) 干燥過程中液滴的溫度比較低：噴霧干燥可以采用較高的溫度的載熱體， 但是干燥塔內(nèi)的溫度一般不會很高。當(dāng)液滴仍有大量水分存在時，它的溫度不超 過熱空氣的濕球溫度，例如塔內(nèi)熱空氣溫度 >>100C時，物料溫度約50—60r 所以適合于熱敏性物料的干燥，能夠保持產(chǎn)品良好的色澤和香味。 (3) 干燥產(chǎn)品具有良好的分散性和溶解性能：根據(jù)工藝上的要求，選用適當(dāng)?shù)? 霧化器，可將料液噴成球狀液滴，由于干燥過程是在空氣中完成的， 所得到的粉 粒能保持與液滴相近似的球

8、狀，因此具有良好的疏松性、流動性、分散性，沖調(diào) 時能迅速溶解。 (4) 產(chǎn)品純度高，環(huán)境衛(wèi)生好：由于干燥是在密閉的容器內(nèi)進(jìn)行的，雜質(zhì)不會 混入產(chǎn)品，保證了產(chǎn)品純度。生產(chǎn)有毒氣、臭氣物料時，可采用封閉循環(huán)或 自 惰”循環(huán)系統(tǒng)的噴霧干燥設(shè)備，將毒氣、臭氣燒毀，防止公害，改善環(huán)境。 (5) 生產(chǎn)過程簡化，操作控制方便：即使含水量高達(dá) 90%的料液，不經(jīng)濃縮， 同樣能一次獲得均勻的干燥產(chǎn)品。 大部分產(chǎn)品干燥后不需粉碎和篩選，從而簡化 了生產(chǎn)工藝流程。對于產(chǎn)品粒徑大小、松密度、含水量等質(zhì)量指標(biāo)，可改變操作 條件進(jìn)行調(diào)整，控制管理都很方便。 (6) 適宜于連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)：干燥后的產(chǎn)品經(jīng)連續(xù)排

9、料，在后處理上結(jié)合冷 卻器和風(fēng)力輸送，組成連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)線，實現(xiàn)自動化大規(guī)模生產(chǎn)。 其主要缺點有： (1) 當(dāng)熱風(fēng)溫度低于150 C時，熱交換的情況較差，需要的設(shè)備體積大。在用 低溫操作時空氣消耗量大，因而動力耗用量隨之增大。 (2) 為了保證乳粉水分含量的要求，必須嚴(yán)格控制各種產(chǎn)品干燥時排風(fēng)的相對 濕度，一般為10%~13%，故需消耗較多的空氣量，從而增加了風(fēng)機的容量及電 耗，同時也增加了粉塵回收裝置的負(fù)荷，影響了產(chǎn)品得率。 (3) 對某些膏糊狀物料，干燥時需加水稀釋，這樣就增加了干燥設(shè)備的負(fù)荷。 (4) 由于設(shè)備體積龐大，對生產(chǎn)衛(wèi)生要求高的產(chǎn)品時，設(shè)備的清掃工作量較大。 (5)

10、 設(shè)備的熱效率較低，在進(jìn)風(fēng)溫度不高時，熱效率約 30—40%左右。 1.1.2本工藝采用離心式噴霧干燥 噴霧干燥按照霧化方法分為壓力式、離心式和氣流式噴霧干燥。 離心噴霧是將濃奶送入離心盤霧化機中， 由于離心盤的高速旋轉(zhuǎn)，被噴成霧 狀，遇熱空氣干燥成乳粉。離心噴霧盤的線速度為 100— 150m/s。用離心噴霧法 生產(chǎn)奶粉時，離心噴霧盤的線速度越高，霧滴越小。乳粉顆粒越小，同熱空氣接 觸的比表面積越大，熱交換速度越快，熱效率也越高，熱效率也越高，但是小顆 粒奶粉的沖調(diào)性能較差。 離心式噴霧干燥的操作特點有： （1） 塔內(nèi)只安裝一個霧化器便可完成生產(chǎn)任務(wù)。 （2） 在一定范圍內(nèi)，可

11、以調(diào)節(jié)霧滴尺寸。 （3） 生產(chǎn)能力調(diào)節(jié)范圍大。 （4） 在調(diào)節(jié)處理量時，不需要改變霧化器工作狀態(tài)。 （5） 與壓力式噴霧干燥相比，可以適應(yīng)叫高粘度的料液。 壓力噴霧干燥中，濃奶由高壓泵打入噴嘴中，經(jīng)噴嘴噴出的濃奶被霧化成霧 滴，霧滴遇熱空氣變成乳粉。為了使?jié)饽淘趪娮斐隹谔幊司哂邢蚯皣姵龅乃俣?以外，還具有旋轉(zhuǎn)運動，使用帶斜槽的芯子同板眼搭配（稱為 S型），還有一種 是孔板上帶斜槽同板眼搭配（稱為 M型），兩種噴頭具有同樣的霧化效果。壓力 越高，霧化效果越好，奶粉顆料越細(xì)，干燥效率越高。但是顆粒細(xì)小的乳粉，沖 調(diào)性能不好。壓力式噴霧干燥對料液的要求較高，在進(jìn)霧化器前必須進(jìn)行過濾， 以

12、防雜質(zhì)堵塞霧化器。這種結(jié)構(gòu)較緊湊，生產(chǎn)能力大，耗能量較少，且能改變內(nèi) 部元件不同飛霧炬形狀。主要缺點是在一定的霧化壓力下噴霧量不能在線調(diào)節(jié)。 氣流式噴霧干燥的操作特點是結(jié)構(gòu)簡單，加工方便、操作彈性大、易于調(diào)節(jié)， 但用于霧化的壓縮空氣的動力消耗較大，約為壓力式和離心式霧化器的 5-8倍。 1.1.3本工藝采用并流型噴霧干燥 噴霧干燥按照噴霧和流體流動方向分為并流型、逆流型和混合型三類。 （1） 逆流型操作特點是熱利用率較高，但只適用于非熱敏性物料的干燥，而且 若空塔速度超過限度將引起顆粒的嚴(yán)重夾帶，給回收系統(tǒng)增加負(fù)荷。 （2） 混合型操作特點是氣流與產(chǎn)品較充分接觸，脫水效率高，但產(chǎn)品有時

13、與濕 的熱空氣流接觸，故干燥不均勻，內(nèi)壁局部粘粉嚴(yán)重。 （3） 并流型操作特點是：被干燥物料允許在低溫下進(jìn)行干燥。由于熱風(fēng)進(jìn)入干 燥室立即與噴霧液滴接觸，室內(nèi)溫度急降，不會使干燥物料受熱過度，因此，適 宜于熱敏性物料的干燥。塔壁粘粉較少。由于在干燥室內(nèi)細(xì)粒干燥時間短、 粗粒 干燥時間長，產(chǎn)品具有比較均勻干燥的特點，適合于液滴高度分散均一的噴霧場 合。 綜上所述，本生產(chǎn)工藝選用并流、離心式噴霧干燥法對奶粉進(jìn)行噴霧干燥處 7 1.2噴霧干燥流程圖 圖1噴霧干燥流程圖 二、噴霧干燥裝置的計算 2.1物料及熱量衡算 2.1.1空氣狀態(tài)參數(shù)的確定 空氣加熱器 冷凝水 干燥塔 奶粉

14、G2 t m2=70C 9 圖2物料、熱量衡算圖 2.1.1.1新鮮空氣狀態(tài)參數(shù) 由設(shè)計任務(wù)書給定條件：to = 25C , c|o= 60% 查得 25C 飽和水蒸汽壓 Pso = 23.76 mmHg (3168.4Pa) 濕度 Ho=O.622 CPso/(P- CoPso) =0.622*0.6*23.76/(760-0.6*23.76) =

15、0.01189kg 水/kg 絕干氣 熱焓 Io=(1.O1+1.88Ho) to+249OHo =(1.01+1.88*0.01189)*25+2490*0.01189 =55.414kJ/kg 絕干氣 濕比容 uo=(1/29+H/18)*22.4*(273+t o)/273 =(1/29+0.01189/18)*22.4*(273+ 25)/273 =0.8593 m3(濕空氣)/kg絕干氣 2.1.1.2加熱后空氣的狀態(tài)參數(shù) 全脂乳粉的加工工藝流程中，噴霧干燥的操作要點為先將過濾的空氣由鼓 風(fēng)機吸進(jìn)，通過空氣加熱器加熱至 130-160C后，送入噴霧干燥室。如用電熱或

16、 燃油爐加熱，可使干燥介質(zhì)的溫度提高至 200C以上。雖然提高熱空氣溫度可以 提高熱效率，強化干燥過程，減少干燥塔所需容積，但是考慮到溫度過高會影響 乳粉的質(zhì)量，如發(fā)生龜裂或焦化，所以干燥介質(zhì)的溫度會受到限制。同時溫度過 低會使產(chǎn)品水分含量過高而不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。故加熱后的空氣溫度可確定為 150C。 濕度H1=Ho=O.O1189Kg水/Kg絕干氣 熱焓 l1=(1.01+1.88*H1)*t1+2490H1 =(1.01+1.88*0.01189)*150+2490*0.01189 =184.459KJ/Kg 絕干氣 濕比容 U1 = (1/29+ H1/18)*22.4*(27

17、3+ 11)/273 =(1/29+0.01189/18)*22.4*(273+ 150)/273 3 =1.220 m (濕空氣)/kg絕干氣 2.1.1.3排風(fēng)狀態(tài)參數(shù)確定 干燥的乳粉含水分2.5%以內(nèi)，從塔底流出，熱空氣經(jīng)旋風(fēng)分離器收集所攜帶 的乳粉顆粒，凈化后的空氣被排風(fēng)機送入大氣中，排放溫度為 80-90C，相對濕 度為10-12%。選定排放溫度為80E。但為了防止產(chǎn)品長時間受高溫影響而使產(chǎn) 品變性，且同時也要防止露水的形成，故奶粉出口溫度一般比排氣溫度低 10C。 就整個干燥器作熱量衡算， QCMtMl/W + Cl tM1 +lI 0 +l(I 1-I 0)= G

18、2CM tM2 /W + II 2 +QL 式中：Cm-----產(chǎn)品比熱，全脂奶粉為2.1kJ/kgC (任務(wù)書給定) Cl-----水的比熱，4.187kJ/kg絕干氣 tM1——濃奶溫度，任務(wù)書給定55 C (任務(wù)書給定) tM2-----奶粉出口溫度，取70 C Ql-----每蒸發(fā)1kg水干燥室的熱損失，按工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗取 251kJ/kg水 ([7],P305:對于保溫適宜的干燥室而言：其散失的熱量可取 60千卡/公斤水， 相當(dāng)于251.04kJ/kg水，而對于空氣加熱器的熱損失可取 40千卡/公斤水，相當(dāng) 于167.36kJ/kg水。本工藝保溫適宜，故采用熱損失為 2

19、51kJ/kg水。) W-----每小時蒸發(fā)水量(見物料衡算)263.36kg G2-----每小時奶粉產(chǎn)量(見物料衡算)255.38kg l-----每蒸發(fā)1千克水所需空氣量 Kg，l = 1/(H2-H” 將上式整理后可得： Cl tM1-(G2CM tM2 /W — G2CMtM1/W+ Ql) = (| 2-|1)/(H2-H1) 方程左端表示干燥室補充熱量與損失熱量之差，用 △表示。 <4.187*55-(255.38*2.1*70/263.36-255.38*2.1*55/263.36+251) =-51.2605 KJ/Kg 水 Y(l2-l1)/(H2— H1

20、) =[(1.01+1.88H2)t2+2490H2-l 1]/(H 2— H” =[(1.01+1.88H2)*80+2490H 2-184.542]/(H 2-0.01189) =-51.2605KJ/Kg 水 解得:H2 = 0.03877 Kg水/Kg絕干氣 熱焓 12= (1.01+1.88 H2)t2+2490 H2 =(1.01+1.88*0.03877)*80+2490*0.03877 =183.01 kJ/kg 絕干氣 (j2 的求?。河?出=0.622血Ps2/(P-^sPs2) 查得80T飽和水蒸汽壓 Ps2= 355.1mmHg 0.03877= 0.6

21、22*355.1 2/(760-355.1* 4) 解得：42= 12.55% V 13% 為保證乳粉水分含量的要求，必須嚴(yán)格控制排風(fēng)相對濕度 42=10?13%。由 于血在此范圍以內(nèi)，所以含水量可以保證。 濕比容 u2=(1/29+H/18)*22.4*(273+t 2)/273 =(1/29+0.03871/18)*22.4*(273+80)/273 =1.0611m3(濕空氣)/kg絕干氣 2.1.2物料衡算 2.1.2.1每小時需得奶粉量 G2可由年產(chǎn)量，年工作日，日工作班數(shù)及噴霧時間 求取(相關(guān)數(shù)據(jù)由任務(wù)書給定：年產(chǎn)全脂奶粉 950噸，年工作日為310天，日工 作二

22、班，班實際噴霧時間6小時) G2=950*1000/(310*2*6)= 255.38 kg/h 2.1.2.2每小時噴霧濃奶量及蒸發(fā)水分量 W G1=G2*(1-W2)/(1-W1) =255.38*(1-0.025)/(1-0.50) =518.74 Kg/h W=G1-G2=518.74 -255.38=263.36 kg/h 2.1.2.3每蒸發(fā)1kg水干空氣用量(絕干量計) l=1/(H 2- H1)= 1/(0.03877-0.01189 =37.20 kg絕干氣/kg水 每小時干空氣量 L = W/(H 2 - H1) = 263.36/ (0.03877-

23、0.01189 =9808.5661 Kg 絕干氣 /h 新鮮空氣體積流量 3 V0=L *0=9808.5661*0.8593=8428.5009 m/h 熱空氣體積流量 3 Vi =L UH1 =9808.5661*1.220=11964.49 mf/h 排氣體積流量 3 V2=L UH2 = 9808.5661*1.061 仁10470.8695 mi/h 2.1.3熱量衡算 2.1.3.1輸入系統(tǒng)熱量 新鮮空氣輸入：Q1=LI 0=9808.5661*55.414=544277.33 kJ/h 加熱器輸入熱量：Q2=L(11- 1。) = 9808.5661*(1

24、84.542 -55.414)= 544277.33 kJ/h 濃奶帶入的熱量：Q3=G2CMtM1+WCl tM1 = 255.38*2.1*55+263.36*4.187*55 =90144.248KJ/h 藝Q入=Q1+ Q2+ Q3=544277.33+544277.33+90144.248=1900236.65 kJ/h 2.1.3.2輸出系統(tǒng)的熱量 排氣帶出的熱量：Q=Ll2 =9808.5661*183.00988 =1796593.86 KJ/h 產(chǎn)品奶粉帶出的熱量： Q 2 = G2CMtM2 = 255.38*2.1*70=37540.86 KJ/h 干燥室熱

25、損失：Q3= WQl = 263.36*251=66103.36 KJ/h IQ 出什 Q‘2+ Q‘3= 1796593.86+37540.86+66103.36=1900238.08KJ/h 由于IQ出=IQ入，可見熱量收支平衡。 2.1.3.3干燥過程的熱效率：表示每蒸發(fā) 1kg水分，干燥器內(nèi)所需加入的熱量中 用于汽化水分所耗熱量的百分率。 r=((r0+CWt2)-C|tM1 )/l(12 — I。) =((2490+1.88*80)-4.187*55)/ 37.286 *(183.00988-55.414)=50.66% 2.1.3.4空氣加熱器蒸汽消耗量： 選取加熱

26、用飽和水蒸氣溫度 T= t1+10=150+10=160C 查得其飽和蒸汽壓為6.303Kgf/cm2(絕壓)，汽化潛熱為2087.1kJ/kg 并取熱效率n=95% 蒸汽消耗量：Dk=Q2/r k=1130418.84/(2087.1*0.95)=570.13 kg/h 2.2離心式霧化器的計算 14 根據(jù)現(xiàn)有的定型設(shè)備LP150,用其有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行參考設(shè)計。 G1=518.74kg/h 3 p =1120kg/m 15 # R 1120 要使噴孔流速U孔在0.5~1m/s之間，可增大孔徑至 核算U孔二5何74 10 =0.911

27、m s —5.5 6 3600 4 U孔在0.5~1m/s間，適用選 LP500 LP500參數(shù)如下： 生產(chǎn)能力：500L/h 主要性能參數(shù)：離心盤噴嘴外徑： 280mm 噴嘴個數(shù)： 6個 噴嘴孔徑： 5.5mm 離心盤轉(zhuǎn)速： 7350r/mim 離心盤線速度： 104m/s 5.5mm， 故可選取生產(chǎn)能力為500L/h的離心霧化器。 采用6個噴孔。 # # 故不重新進(jìn)行設(shè)計, 本次設(shè)計通過擴大 上述采用參考性設(shè)計，由于離心霧化器結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜, 但可用現(xiàn)有型號的霧化器，并對生產(chǎn)能力方面的參數(shù)做微調(diào)。 噴嘴口

28、徑和增加噴口數(shù)量使噴嘴的液體流速控制在 0.5~1m/s內(nèi)，隨后再對噴嘴 的性能參數(shù)做相應(yīng)的調(diào)整，最后列出主要性能參數(shù)。 2.2.1液滴直徑Z的計算 在忽略了分散盤形狀對霧滴的影響時，有人提出下面的多管式分散盤霧滴直 \ ~ 徑計算的經(jīng)驗公式：S =98.5婦二 n/RP 式中：咅----液滴直徑m n——分散盤轉(zhuǎn)速7350 r/min R------分散盤半徑0.14m -----料液表面張力 0.049/9.8仁0.005kgf/m 3 -----料液密度 1120kg/m $ =9&5靄=98小嘉01&7皿嘰 222液滴離開轉(zhuǎn)盤的初速度 2.2.2.1徑向速

29、度的計算 當(dāng)離心盤為圓槽式時，液滴離開分散盤時徑向速度按下式計算: 0.8 0.4 -■ r 0.35 Ur0 (1-「95二42 1.43 ) 0" A ⑷ r 16 # 式中：山-----霧滴的徑向初速度(m/s) 2-N 2 二 7350 -——分散盤的角速度 769.69( rad / s) 60 60 r -----分散盤半徑0.14(m) A——常數(shù); 0.35 r。 >L 0.25 A =0.09 0.09 (Ql )0.8 (z ) O.。0275。35 (S 10叩.25“75 (1.287 10* 嚴(yán) #

30、 # 通道半徑0.00275(m) 、..L——料液運動粘度丄二0^15 =1.339 10」(m2/s) t 1120 Ql 料液的體積流量 色 518.74 1.287 10*(m3/s) 入 1120 3600 N 分轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速7350(r/min)。 0.8 0.4 將以上數(shù)據(jù)代入式比0 — (1一嚴(yán)5 .0.42 1.43 A A ⑷ r 0. 3 5 7 6 9? 629 0.冷423.說 7 6 9. 6.9 0. 01 4 3. 7 5 ( 1 3.795 2.2.2.2切向速度的計算 由于淺槽或葉片阻止了料液的滑動，離開分散

31、盤邊緣時的切向速度近似等于 分散盤上圓周速度： Ut「dN「28 7350 = 107.76m/s 60 式中：d——分散盤直徑0.28(m) ut0 切向速度(m/s) o 222.3料液離開分散盤時的合成速度 料液離開分散盤時是徑向速度與切向速度的合成速度的運動形式， 因此最后 霧滴離開分散盤時的速度為：Um?！窾：—「107.76 0.01189 1 0.03871 1.2198 1.0611 Um0-----液滴的初速度110.06m/s Um-----液滴的運動終速度（m/s）,可按液滴在干燥室內(nèi)的浮翔速度考慮 ? 23.682 = 110.33

32、m/s 式中：Umo------料液離開分散盤時的初速度（m/s）。 2.2.3液滴水平飛行距離 液滴離開分散盤邊緣沿水平方向飛出，液滴飛出的最大距離是確定干燥器直 徑的主要依據(jù)。分散盤產(chǎn)生的霧距，通常是以 90%-99%液滴的降落半徑作為最 大霧距。但是實際液距和理論值不能吻合，主要原因在于： ① 液滴在噴出后因水分迅速蒸發(fā)而使液滴密度減小，因此飛行距離也縮短。 ② 在干燥過程中液滴的直徑收縮或因崩裂而減小。 ③ 干燥器熱風(fēng)的流動，液滴的飛行受到影響。 所以考慮到空氣阻力的影響，計算液距有下列公式: 4dpU 3「a In Um0 Um 17 18

33、 式中：dp -----液滴直徑7.57 10』（m） ?l -----料液密度 1120(kg/m2 1dp(&—Pa)g (7.57 汽 10冷 5(1120—0.9025產(chǎn)9.81 門一“ , um 5 0.2162m/ s 18 Qa 18 1.791 10 0.9025 \-----空氣在平均溫度下的運動粘度(m2/s) 25C時，干空氣的黏度：Ja1 =1.835 X0^P^i ) 3 ?a 二 0.9025kg /m3 嘉-----空氣密度(kg/m ) 干空氣的運動黏度:、a1 =由乂I a1 =0.826 1.835 10-5 =1.516 10~

34、m2/s 80 T時，干空氣的黏度： ^2=2.11 XO^POJs 干空氣的運動黏度:、、a2」；2W a2 =0.979 % =2.066 10，m2/s ~1」a2 2 a2 一 * a2 a2 1.835 2.11 10^=1.97 10，Pa|_s ?a a1 a2 2 2 「512 2.66 10 — 1.791 10 餉2/s 19 # -----阻力系數(shù)，是Re的函數(shù)。 R =dLUmTa "a 7.57 汩11。33 0.9025 = 328.62<1000 1.97 10 阻力系數(shù) 18.5 Re。" 18.5

35、 = 328^ = 0.522 # # 4d P 11 將以上數(shù)據(jù)代入公式R=^瓷 得: r=4 7.57 10 H20]n 110.33 1.496m 3X0.522X0.9025 0.21624 224離心噴霧器所需功率 分散盤霧化料液時理論上消耗功率： N =進(jìn)斫 102乂2g 式中：V)-----離心盤的圓周速度，即離心盤線速度 107.76(m/s) 518 74 G -----離心盤的生產(chǎn)能力，即(G = G)=5__ =0.1444(kg/s) 3600 = 1.885 KW 2 “ 2.2^0.144^107.76 N

36、二 102 漢 2 漢 9.81 2.3噴霧干燥塔主要尺寸的計算 2.3.1塔徑D 離心霧化器的干燥塔直徑在一般情況下，塔徑 D按照下式計算: D=(2~2.8)R 式中：R-----離心霧化器噴霧距半徑，即霧滴水平飛行距離 1.496m。 選?。篋= 2.25R=2.25 X.496=3.366 m 圓整為 D=4m 驗算：塔內(nèi)空氣平均流速 U，應(yīng)在0.1~0.3m/s之間 .vH1 vH 2 1.2198 1.061 L 巴竺 9808.5661 U 2 2 = 0.2473m/s D2 3600 42 3600 4 4 式中： U------空氣平均流

37、速(m/s) L—— 絕干空氣流量9808.5661kg絕干氣/h D----噴霧干燥塔內(nèi)徑12.5m Vh ---平均濕比容，Vhi =1.2198和VH2 = 1.061m3(濕空氣)/kg絕干氣 0.1m/s

38、以在設(shè)計制造錐形容器時， a角要選擇合適，不宜 太大。 H=H 1+H2= 4.8+4=8.8m 有效容積 V D H1 4 4.80 =60.3m 4 4 W 263.36 3, 蒸發(fā)強度q核算 4.37kg水/ m h V 60.3 q經(jīng)驗=0.03t| T =0.03 150 -1 = 3.5kg水/m3h q核算＞q經(jīng)驗，二者相差太大，所以塔高選擇不合適。選塔高為 5米 H2=D=4m 3 X H1=69.08m3 貝U H1=1.3D=1.3 4=5.2m H1+H2=5.2+4+9.2m 有效容積V=3.14 - 4X D2 263.36 —

39、3 q核算二W/V二 3.8kg水/m h 69.08 q經(jīng)驗-0.03ti -1 = 0.03 150 -1 = 3.5kg水/ m h q經(jīng)驗：“ q核算，由于二者近似相等，塔咼選擇合適。 三、輔助設(shè)備的選型計算 3.1空氣過濾器的選型計算 空氣過濾器一般采用油浸式的濾層，，濾層內(nèi)充填細(xì)的鋼絲絨，形成絨團(tuán)（鋼 絲絨、銅絲絨、尼龍纖維、中孔泡沫塑料均可）噴以輕質(zhì)定子油或真空泵油（無 味、無臭、無毒、揮發(fā)性低、化學(xué)穩(wěn)定性高）制成每塊5000cm左右單體厚約5? 12cm，當(dāng)空氣通過時，空氣中雜質(zhì)即被阻擋或為油膜吸附于濾層中，每隔一定 時期拆下用堿水清洗，干燥后噴油重新安裝，可

40、繼續(xù)使用。 過濾面積：F二叢 m 式中： m——濾層過濾強度，一般為 4000~8000m3/m2 h 選取 m= 5000 m3/m2h l Lvh。 9808.5661 0.8602 2 2 F 1.687m2 圓整為 1.7m m 5000 Lv-o 9808.5661 0.8602 3 , 2. 核算 m 4963.1m / m h F 1.7 空氣阻力：Hf=0.5SV1.8 式中： S——濾層厚度，通常取10 cm V 過渡速度為 m / s 3600 Hf=0.5 10（4963.1）1.8 =9.0mmH2 3600 過濾時一部分孔被堵，導(dǎo)

41、致 Hf上升，至一定程度 （15~20mmH2O ）時 取下清洗。進(jìn)料時無壓力，不會有漏奶等情況，清洗時僅需拆下進(jìn)奶管道，離心 轉(zhuǎn)盤，清洗容易，輕便。長期不清洗，使過濾器的阻力增大，從而使進(jìn)風(fēng)量減少， 影響生產(chǎn)能力。 3.2空氣加熱器的選型計算 空氣加熱器是以紫銅管或鋼管上繞以紫銅的翅片，最后經(jīng)搪錫而制成具有一 定加熱面積的加熱器，干燥設(shè)備一般由若干加熱器組成。目前在乳粉生產(chǎn)上常用 的有S型及GL型兩種形式。 空氣加熱器是對新鮮空氣進(jìn)行加熱的必要設(shè)備， 用飽和蒸汽作為熱源，在加 熱管內(nèi)流動，新鮮空氣在加熱管外經(jīng)翅片間通過，經(jīng)熱交換后空氣的溫度可達(dá) 150~170C，熱空氣的溫度主要取

42、決于加熱面積，飽和蒸汽的壓力及質(zhì)量。為強 化傳熱，可采用翅片式換熱器，加大湍流程度，減少該側(cè)熱阻。 (1) 需要加熱量Q需 247 蒸汽監(jiān)度一進(jìn)鳳溫度 gm熄多 MJ -1。) n 9808.5661 ( 184.542 - 55.49) 0.95 = 1332433.644KJ /h 24 # (2) 傳熱效率 F 二右 _t。J50 - 25 =0.862 TS -T0 170 -25 # 選定飽和蒸汽壓力：8kgf/cm2 查【1】P334的Ts=170 C (3) 表面風(fēng)速V的選取 由F查化工原理課程設(shè)計輔導(dǎo)書 Va-F圖得Va

43、=2.75m/s, N=8排。 GLII型鋼制空氣熱交換器比GLI型散熱排管的傳熱系數(shù)高，比I型散熱 排管重量輕，體積小，消耗金屬少，且造價比 S、UII型鋼制散熱排管便宜。 故選用GLII型空氣加熱器。 (4) 受風(fēng)面積Fa Fa =—G—— G :校正至25C， l atm時空氣的體積流量［m3/h］ 360M 273 +20 293 LvHo 9808.5661 0.8593 - = 273 25 298 =0.748m2 3600va 3600 2.75 (5) 選型：據(jù) Fa=0.748m2，8 排 查［4-4］表選 GLII 2-15-54。 GLII 2-

44、15-54的主要參數(shù)： 散熱面積F0： 26.12m2 受風(fēng)表面積Fa： 0.828m2 通風(fēng)凈截面積F仁0.438m2 總傳熱面積 F=8>26.12=208.96m2 (6) 核算傳熱量：Q供=KF △ tm K無具體計算公式，故借用 S、Uii型公式。 K=19.77(Vr)608X1O-3 一 L(1 H) 9808.5611 (1 0.01192) 2 Vr= 6.295kg/m2 s Ff 3600 0.438 3600 K=19.77 >5.620.608X10-3=0.0565kw/m2k = 63.10 (170-25)-(170-150) ,1

45、70-25 In 170-150 Q 供=KFo^tm=0.0565 208.96 83.10=744.97 kw =2681905.5 kJ/h 富裕 2681905.5-1189914.6 一2681905.5 100。=55.63。 Q供>Q需 富裕55.63%不在20~30%范圍內(nèi) 故在原有基礎(chǔ)上減兩組，即4排。 (7) 空氣阻力厶 P=0.0853X(Vr) 1.862X4=0.0853 &2951.862>4=10.488mmH2O 3.3粉塵回收裝置的選型和計算 3.3.1根據(jù)課程設(shè)計要求，離心霧化的粉塵回收選用旋風(fēng)分離器。 采用旋風(fēng)分離器的主要有以下幾個

46、方面： （1） 分離效率高，提高產(chǎn)品得率，減少損耗，增進(jìn)經(jīng)濟(jì)效果， 同時減少公害 （2） 分離器內(nèi)壁應(yīng)非常光滑，減少液體阻力，粉末不致于粘壁。 （3） 若是室溫太低，設(shè)計的旋風(fēng)分離器外壁給予保溫，或外壁加蒸汽盤管。 （4） 盡可能減少旋風(fēng)分離器只數(shù)，因只數(shù)多，每只口風(fēng)速不易分配，只要其中 一只入口風(fēng)速低于規(guī)定速度，則嚴(yán)重影響總效率，最好是單只，阻力小，易 于管理和清掃。 （5） 易裝卸，修理方便，密閉性能好。 （6） 卸料裝置簡單，可用鼓形閥。 3.3.2粉塵回收裝置的選型及計算 （1）選型：采用干式法回收，選用標(biāo)準(zhǔn)型切線入口的旋風(fēng)分離器、 進(jìn)口截面積F= LVh 2 U

47、i 3600 9808.5661 1.0611 22 3600 = 0.1314m2 離心式噴霧機乳粉粒度譜。 粒徑［i m 0~60 60~120 120~180 180~240 >240 離心式 分布百分率 2.0 31.2 24.0 18.6 24.0 壓力式 分布百分率 66.4 24.6 5.4 2.2 1.5 (2) 分離器尺寸及進(jìn)口風(fēng)速和阻力計算 進(jìn)口風(fēng)速Ui 一般可取15~25m/s,取ui=22m/s 27 # D=1.03m 圓整為D=1.2m A=P 二侯 76m 2 2 B=D 上

48、73m 4 4 .9808.5661 1.061 Ui= 丁 1/ 8 3600 1.22 = 16.06m/ s D1=D/2=0.6m H1=2D=2.4m H2=2D=2.4m 28 S1=D/8=0.15m D2=D/4=0.3m # △ P= z2 2 標(biāo)準(zhǔn)型Z8 =8 1 H2 .2 ui 1 0.03871 VH 2 2 =8 ■： 1.0611 16.062 2 = 1009.98N /m =102.95mmH2O (3)分離總效率 dc= 9」B N 二 5 _5 9

49、 1.835 10 0.25 5二 16.06 600 6 = 5.51 10- m=17.48」m 取進(jìn)入粉塵回收裝置的量為15% 顆粒平均直徑 質(zhì)量分率 d/d0 n——級效率 0~60um 30 2/15=13.3% 2.71 0.93 60~120um 90 13/15=86.7% 8.14 1.0 29 分離率 n =0.93 x 13.3%+1.OX 86.7%=99.07% 分離總效率 n總=0.85+ nx 0.15=0.85+99.07% x =99.86% 損耗率：1-n 總=1-99.86%=0.14% 3.4風(fēng)機

50、的選型計算 (1) 送風(fēng)機：風(fēng)量一般應(yīng)有10~20%富裕量，取15%。 Q送=Luh0 (1+0.15)=9808.5661 0.8X93 X+0.15) 3 =9692.776 m3/h Pt=(干燥室內(nèi)壓-大氣壓)+過濾器阻力降+加熱器壓降+熱風(fēng)分配器壓 降+沿程與局部壓降 一般要求干燥室內(nèi)壓為負(fù)壓 10~15mmH2 O,取15mmH2O 過濾器阻力升至15~20mmH2O時需取下洗滌，取其阻力降為 15mmH2O。 熱風(fēng)分配器壓降計算復(fù)雜，無資料介紹，估計為 30~40mmH2O,取40mmH2O 沿程與局部阻力估為：30~40mmH2O,取40mmH2O。 Pt=

51、 -15-0+15+10.49+40+40=90.42 mmH2O P 1 2 Pt=Pt =90.42 92.139mmH2O P 1+0.01189 2 0.8593 據(jù) Pto=92.139mmH2O Q 送=9692.776m3/h 查【1】P365表 25 選送風(fēng)機型號為： 離心通風(fēng)機 4-72-11 8C 主要性能參數(shù)：轉(zhuǎn)速1250rpm 全壓：137mmH2O 流量：20800m3/h 效率：91% 所需功率：10.3KW (2) 排風(fēng)機 排風(fēng)機富裕量一般為15~30%,取25%。 3 Q 排=Lvh2(1+0.25)= 8759.881 1.061 >1

52、.25=11617.79 m"/h Pt=出口動壓-進(jìn)口靜壓+旋風(fēng)分離器壓降+沿程、局部壓降 出口動壓一般取15mmH2O,進(jìn)口靜壓取-15mmH2O。 旋風(fēng)分離器壓降152.49mmH2O 沿程、局部壓降估為35mmH2O Pt=15-(-15)+ 82.086+35=147.086 mmH?O P 1 2 Pto=Pt ■— -147.086 180.29mmH2O P 1+0.03877 1.061 據(jù) Pto=180.29mmH2O Q 排=13009.837m3/ h 查【1】P365表 25 選排風(fēng)機型號為： 離心通風(fēng)機 4-72-11 6C 主要性能參數(shù)：

53、轉(zhuǎn)速2240rpm 全壓248mmH2O 流量： 15800m3/h 效率：91% 所需功率：14.1kw 一般為使干燥室內(nèi)形成10~20mmH2O的負(fù)壓，排風(fēng)機的風(fēng)量需比送負(fù)機的 風(fēng)量大20~40%。 15800 -13009.837 23.72% 15800 由于20% ::: 23.72% :：: 40%，所以風(fēng)機選擇合適 3.5其它輔助設(shè)備選用 (1) 濃奶保溫槽：選RP6L5型，其貯液容積為500L,加熱面積2.67m2, 容積內(nèi)徑900mm,電機功率0.37kw, 2臺。 (2) 集粉箱：無具體型號，設(shè)計用長 1m,寬0.5m，高0.5m的箱體。 (3)

54、旋轉(zhuǎn)閥：采用普通式即可，動配合間隙小于 0.05mm以保證氣密性， 用型號I的旋轉(zhuǎn)閥，葉輪容積1.0升，葉輪轉(zhuǎn)速30rpm,所 需功率0.4kw，排料量1噸/小時。 (4) 儀表盤：將就地集中測量的儀表讀數(shù)全部在儀表盤上顯示出，包括差 壓計、溫度計、電流表(送風(fēng)機、排風(fēng)機、霧化器的電流) 四、設(shè)計結(jié)果總匯: 4.1主要工藝參數(shù) (1)產(chǎn)量：年產(chǎn)全脂奶粉950噸，每小時產(chǎn)量為263.36kg，產(chǎn)品質(zhì)量符合輕工 部“全脂奶粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”。 輕工部全脂乳粉一級產(chǎn)品的理化指標(biāo)。 化學(xué)指標(biāo)：水分(不超過)2.50%,脂肪25~30%。 復(fù)原后的酸度不超過19T，銅不超過6mg/kg

55、 錫不超過100mg/kg，鉛不超過2mg/kg。 物理指標(biāo)：溶解度不低于97%，雜質(zhì)度不超過16ppm。 微生物指標(biāo)：雜菌數(shù)不超過50000個/g,大腸菌不檢出。 (2) 濃奶：總固形物含量48%，溫度55C，每小時噴霧量Gi=518.74kg/h。 (3) 蒸發(fā)水量：W=263.36kg/h (4) 干燥空氣用量：L=37.20kg絕干氣/kg水 (5) 新鮮空氣的狀態(tài)及流量：t=25C = 60% l0=55.414kJ/kg 絕干氣 3 V0=7527.366m/h l1=184.459KJ/Kg 絕干氣 3 V1=11964.49m3/h H0=0.01

56、189kg水/kg 絕干氣 3 U0=0.8593m （濕空氣）/kg絕干氣 (6) 熱空氣的狀態(tài)及流量：b=150C H1=0.01189kg 水/kg 絕干氣 U1 =1.2198m3（濕空氣）/kg絕干氣 (7) 排氣的狀態(tài)及流量：t2=80C 血=0.1254 H2=0.03877Kg 水/Kg 絕干氣 b=183.01kJ/kg 絕干氣 3 3 U2=1.0611m （濕空氣）/kg 絕干氣 V2=10407.87m /h （8）加熱蒸汽的狀態(tài)及流量：T3=170c P=8.0kgf/cm2 Dk=570.13kg/h 4.2干燥裝置及主要輔助設(shè)計一覽表 序

57、 號 名稱 型號 數(shù)量 主要性能參數(shù) 1 送風(fēng)機 離心式通風(fēng)機 4-72-11 8C 1 全風(fēng)壓：137mmH2O 轉(zhuǎn)速：1250rpm 流量：20800m3/h效率：91 %所需功率：9.7kw 2 空氣過濾器 板式過濾器 中空泡沫塑料 1 過濾面積：1.7m2 阻力降：9.0mmH2O 3 空氣加熱器 GLII2-15-54 4組 總散熱面積：208.96m2 受風(fēng)面積：0.828m2 通風(fēng)凈截面積：0.438 m2 阻力降：8.49mmH2O 4 (1)干燥塔 立式、并流、離 心式 1 塔徑：4. 0m 塔高：9.2m 有效容積

58、：69.08m2 蒸發(fā)強度：3.27kg水/m3h蒸發(fā)水量：263.36 kg/h (2)霧化器 LP500離心式霧 化器 1 噴霧量：463.16L/h 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速：7350rpm 噴嘴孔 徑：0 5.5mm 噴嘴數(shù)：6個 離心盤噴嘴外徑：280 mm 5 旋風(fēng)分離器 標(biāo)準(zhǔn)切線型進(jìn)口 1 分離器尺寸：D=1.2m，A=0.6m，B=0.3m, D 1=0.6m， D2=0.3m, H 1=H2=2.4m, S1=0.15m, H=4.8m 進(jìn)口風(fēng)速：16.06m/s 阻力降：102.95mmH2O 分離效率：99.86% 6 排風(fēng)機 離心通風(fēng)機 4-72-

59、11 6C 1 風(fēng)壓：248mmH Q，轉(zhuǎn)速：2240rpm，流量： 3 15800m /h，效率： 91% 所需功率：14.1 kw 7 濃奶保溫槽 RP6L5 型 1 貯液容積：500 ml 加熱面積：2.67m2 容器內(nèi)徑：900 mm 電機功率：0.37KW 2臺 8 集粉箱 無具體型號 1 長 1m 寬 0.5m 高 0.5m 9 旋轉(zhuǎn)閥 普通式1型 1 葉輪容積：1.0升 葉輪轉(zhuǎn)速：30rpm 所需功率： 0.4kw 排料量：1噸/小時 動配合間隙小于0.5mm 五、帶控制點的工藝流程圖 見所附A3圖紙上。 六、設(shè)計說明 干燥

60、塔設(shè)計的其他說明： 1、熱風(fēng)分配裝置(離心式噴霧干燥熱風(fēng)分配盤) 熱風(fēng)以切線方向進(jìn)入分配器，通過多孔板，在導(dǎo)板空氣分散器作用下，熱風(fēng) 便能均勻地、螺旋式地進(jìn)入噴霧塔內(nèi)，噴出來的霧距塔頂?shù)木嚯x靠空氣分散器來 調(diào)節(jié)，空氣分散器掛在錐形支座中間部位比較適合。 分配器風(fēng)道截面隨風(fēng)量的減 小而變小，這樣可使風(fēng)道中的風(fēng)速和動壓基本一致。 為了防止粘粉的焦化，在噴 霧塔頂熱風(fēng)引入導(dǎo)管處設(shè)有用冷風(fēng)冷卻的三角形風(fēng)道。 2、 干燥塔上設(shè)有人孔、振蕩蕩器。振蕩器使噴至塔壁上的奶粉盡可能地被振蕩 下來，以防止焦化，但總不可避免某些奶粉粘在壁上，因此每隔一段時間就需人 入內(nèi)掃出，因此須設(shè)人孔。振動器安裝在塔壁上

61、及圓錐底部，各兩個。 3、 為使噴霧正常進(jìn)行，在干燥塔上設(shè)有窺視鏡及安全燈，安全燈主要起照明作 用，為防止出現(xiàn)不測事件，其電壓控制在 36V。 4、 塔體材料：乳粉噴霧干燥設(shè)備的內(nèi)表面，凡與產(chǎn)品接觸的部位普遍采用不銹 鋼材料制成，鋼厚2?3mm干燥塔邊上加角鋼圈，頂部用槽鋼固定起來。材料 可用 1cr18Ni9Ti。 5、 干燥室、熱風(fēng)分配裝置、粉塵回收設(shè)備、熱風(fēng)管、空氣加熱器等應(yīng)根據(jù)不同 要求，必須附有一定厚度的絕熱層(保溫層)，以減少熱損失或設(shè)備停用時因乳 粉吸潮而粘結(jié)。粉塵回收裝置應(yīng)有較高的回收率，同時應(yīng)便于清洗，操作方便， 干燥后的乳粉應(yīng)迅速自干燥室內(nèi)自動卸出， 并及時進(jìn)行冷

62、卻。干燥設(shè)備的設(shè)計應(yīng) 合理，盡量使干燥過程的排風(fēng)溫度不超過 90C。游離脂肪合量高的乳粉很易引 起變質(zhì)，不耐保藏，噴霧前對濃奶進(jìn)行兩段均質(zhì)可使游離脂肪含量降低， 出粉后 迅速冷卻到20C以下進(jìn)行輸粉為佳。 &對干燥設(shè)計過程中某些問題的探討 (1) 在LP500離心噴霧機設(shè)計過程中，為達(dá)密封要求，除圖示用過渡配合并擰 緊螺栓外，可在螺栓與離心盤間要密封部位加上密封墊圈， 這種方法更便于拆卸。 另一種方法，將離心盤與噴嘴配合部位做成錐形，噴嘴裝上擰緊后可自然而然達(dá) 到密封要求 (2) 奶粉噴霧干燥帶控制點的工藝流程圖中，彎管處直徑一般為管徑的 3倍左 右，以減少阻力降。 (3) 旋風(fēng)分

63、離器的性能主要有三個指標(biāo)，即含塵氣體的處理量，壓力損失以及 分離效率。在選擇旋風(fēng)分離器形式時，要充分考慮上述因素，同時還要兼顧到布 置空間要求、產(chǎn)品的粒度要求等，一般來說，旋風(fēng)壓降較大時，其分離效率也較 高，但同時顆粒的磨損也會加劇。因此，對于易磨損、又有產(chǎn)品粒度要求時，應(yīng) 選擇低速低壓的旋風(fēng)分離器。旋風(fēng)分離器一般作為一級分離設(shè)備， 對于回收率要 求較高時，采用二級設(shè)備如袋濾器。 （4） 節(jié)能將是噴霧干燥未來發(fā)展的趨勢，節(jié)能的措施有以下幾點：①提高進(jìn)口 溫度和降低出口溫度，但進(jìn)塔熱風(fēng)溫度不可過高，溫度太高會使奶粉顏色變深， 影響產(chǎn)品品質(zhì)。②提高料液固形物含量。③提高料液的溫度。④排放的氣

64、體進(jìn)行 部分再循環(huán)利用。⑤利用熱交換器回收余熱。⑥采用二級或三級干燥。 （5） 空氣過濾器定期清洗，長期不清洗，會使過濾器的阻力增大，從而使進(jìn)風(fēng) 量減少，影響生產(chǎn)能力。另外，浸油不完全將影響過濾效果，使乳粉的雜質(zhì)增加。 空氣過濾器也有采用泡沫塑料作為濾層的。 （6） 噴霧干燥器設(shè)計時，除了考慮產(chǎn)品要求，如生產(chǎn)能力、產(chǎn)品殘余水分、產(chǎn) 品粒度及分布、產(chǎn)品密度、產(chǎn)品收率、吸濕性等基本要求外，還應(yīng)考慮環(huán)保要求。 ①設(shè)備的振動。噴霧干燥系統(tǒng)需配備的風(fēng)機等動力設(shè)備的振動對工廠環(huán)境及建筑 物都會產(chǎn)生影響。在設(shè)計及選型時應(yīng)有減振措施。②噪聲。主要是風(fēng)機的噪聲， 噪聲有時會達(dá)到100dB以上，長期在這種

65、環(huán)境下工作身心會受到一定損傷。③ 排放氣體的要求。主要包括兩部分：一部分時有燃燒熱源時產(chǎn)生燃燒氣體的排放； 另一部分是尾氣的排放。 （7） 旋風(fēng)分離器在乳粉生產(chǎn)上尚存在下列弊?。孩傩L(fēng)分離器分離效率低，旋 風(fēng)分離內(nèi)壁粘粉嚴(yán)重，即使器外采用保溫措施，粘壁情況仍無改善，致使分離效 果下降，同時清理困難，經(jīng)受熱粘壁之粉產(chǎn)生焦化，在生產(chǎn)過程中日益剝落混入 產(chǎn)品中。②旋風(fēng)分離器的錐形集粉箱內(nèi)回收的乳粉， 易在錐底搭橋，有時會形成 堅硬的粉塊，無法清除，也不能使用連續(xù)的機械出粉裝置， 不能使這部分較細(xì)的 乳粉與干燥室內(nèi)粗粉相混合。 （8） 牛奶噴霧干燥也可以采用泡沫干燥的方法。泡沫干燥是將高壓氣體注

66、入進(jìn) 料泵與霧化器之間的氣液混合器中，使氣體與液體充分混合并經(jīng)霧化后形成泡 沫。霧化后霧滴的不同部位有許多微小的氣泡，這些氣泡在高溫下膨脹、破裂， 加大了傳質(zhì)表面積，也提高了傳質(zhì)速率，節(jié)約了能源。 七、結(jié)束語 最初接到要做奶粉噴霧干燥課程設(shè)計的時候， 心里很沒底，因為這是一個綜 合的復(fù)雜的計算，而繪制奶粉噴霧干燥工藝流程圖又是一個考驗?zāi)托暮图?xì)心的任 務(wù)，但通過一個星期的努力，我完成了這份奶粉噴霧干燥設(shè)計說明書， 真的收獲 很多。對我而言，這的確是一個很辛苦的過程。學(xué)習(xí)食品工程原理課程已經(jīng)一個 學(xué)期了，同時進(jìn)行的還有食品工程原理的實驗課。 這一次的設(shè)計說明要求我們把 這一學(xué)期學(xué)到的知識真正的運用到其中，是理論在實踐中的一次應(yīng)用。而要完成 這份設(shè)計說明書，僅僅依靠書上的知識是不夠的，需要我們自己動手查閱文獻(xiàn)， 找資料，通過學(xué)校圖書館的資料庫，或者是老師提供的一些有用的參考書。另外， 還有進(jìn)行大量的計算，從各種設(shè)備的選擇到設(shè)備尺寸、通風(fēng)量、散熱面積等等， 都需要根據(jù)實際情況作出選擇。在這一個星期的學(xué)習(xí)中，我們化身為工程設(shè)計師， 設(shè)計一