8喷雾干燥设备

1、第八章 喷雾枯燥设备第一节 概述.一、枯燥概念枯燥是利用热能加热物料，使物料中的水分蒸发而除去或利用冷冻法使水分结冰后升华而除去水分的单元操作。.二、枯燥的目的减小食品的体积和分量，方便运输或减少运输费用；可以有效的防止微生物的繁衍； 便于食品储存和提高运用方便性；加工出不同风味的产品及其它产品的辅料。 .三、物料中水分的分类1、平衡水分与自在水分在一定枯燥条件下，物料中不能除去的那部分水分就是平衡水分，而可以被除去的水分为自在水分，故物料中的总水分 = 平衡水分 + 自在水分。2、结合水分与非结合水分物料的总水分 = 结合水分 + 非结合水分。 借化学力或物理化学力与固体物料相结合的水分称为

2、结合水分 .四、对流枯燥过程.对流枯燥过程的特点： 1、对流枯燥过程是气固两相间进展的热和质同时反向的传送过程。在普通情况下，这种质量传送属于单组分单向传送。2、只需气流中的水汽分压Pw低于湿物料外表所产生的水汽分压Ps，即P=Ps-Pw0，枯燥过程就可以继续进展下去。显然，P越大，枯燥过程进展得越快，这是枯燥过程得以进展的必要条件。3、作为枯燥介质的热空气，既是载热体，又是载湿体。4、湿物料的升温与水分汽化所需吸收的热量是由枯燥介质的温度降低而提供的，它经过气固两相间的温差传送给湿物料，与此同时，固体湿物料外表和枯燥介质中水汽分压都将变化，因此，热量传送与质量传送不仅是同时进展的，又是相互制

3、约的。5、既然对流枯燥过程是枯燥介质普通为热空气与湿物料之间相互作用的结果，就有必要了解空气和湿物料在枯燥过程中的有关性质及其对过程的影响。.五、恒速枯燥阶段与降速枯燥阶段在恒定枯燥条件下，枯燥过程主要包括两个阶段：恒速枯燥阶段通常由于物料的预热阶段时间很短和降速枯燥阶段。1、恒速枯燥阶段在此阶段中物料外表一直被非结合水分充分潮湿，这是由于物料内部水分外表的分散速率大于外表水分的汽化速率，在恒速枯燥阶段有以下特点：.1湿物料外表被非结合水所潮湿，外表水分充分；2传热推进力温度差以及传质推进力饱和蒸汽压差的值一定，因此，枯燥速率的值也一定；3物料外表的温度近似等于热空气的湿球温度；4此间段除去了

4、大部分非结合水；5恒速枯燥阶段枯燥速率只取决于物料外表水分的汽化速率，即取决于物料外部的枯燥条件，与物料的性质和含水量无关，因此恒速枯燥阶段又称为外表汽化控制阶段。 .2、降速枯燥阶段1物料湿含量降至临界点以后，水分子从物料内部向外表的分散速率开场低于在物料外表水分的汽化速率，物料外表逐渐出现“干区；2随着枯燥的进展，物料的温度有所上升；3随着物料内部含水量的不断减少，水分向外表的分散速率也不断降低，于是，汽化外表逐渐向物料内部挪动，枯燥速率也就愈来愈低。4在此阶段中，枯燥速率的大小取决于物料本身的构造、形状和尺寸，而与外部的枯燥介质条件关系不大，所以降速枯燥阶段又称为物料内部分散控制阶段。5

5、此阶段除去的水分为剩余的非结合水分和一部分结合水分。.六、枯燥设备的新开展1、大型的自动化的设备普遍运用；2、提高热效率，节约能源；3、先进的附聚技术在枯燥过程中的运用；4、奶粉的全自动枕式包装的运用。.第二节 喷雾枯燥系统分析.喷雾枯燥系统组成1、空气过滤器2、风机3、空气减湿器4、空气加热器5、热风分布器6、浓缩乳雾化器7、枯燥室8、细粉回收安装9、产品保送设备 .一、空气过滤器 .组成1、板框2、滤板3、滤层(海绵) 空气中的有害物质二氧化硫、一氧化碳等有害气体煤烟、粉尘等尘埃.性能评价：1、捕集效率；2、压力损失；3、集尘容量；4、操作难易；5、设备费、运输费。 .二、空气减湿器当进入

6、枯燥塔的空气中湿含量较大时，特别是进入流化床的空气含湿量较大时会呵斥奶粉返潮，所以必需除湿。除湿的原理：将空气冷却到零点以下，使其中的水蒸汽凝结。减湿器实践上就是一个热交换器，在减湿器壳内装有管道，壳腔直接与空气过滤器相连，进来的新颖空气，与壳腔内通入的冷水或冰水的管道进展热交换，使空气冷却到零点以下，使所含湿气冷凝，进入的空气湿度降低，尽量降低返潮景象的发生。 .三、风机 引风机 风机 排风机.选择风机思索要素：根据喷雾枯燥设备蒸发水分的才干来确定风量，进风机应思索添加10%20%的风量，排风机应添加15%30%的风量，普通情况下，排风机的风量较进风机风量大20%40%。排风机的风量较进风机

7、的风量大的缘由： 1、计算进风机风量时以新颖空气的温度计，而排风机是以排风温度计。温度升高体积增大，排风量增大；2、排出的废气中不仅有进入的风，而且还有蒸发的水蒸气需求排出；3、另外，还需求保证塔内具有一定的负压。 .四、空气加热器 .五、枯燥塔 喷雾枯燥室是热空气与被枯燥的料液进展热和质交换的场所，要求具有足够的空间，以保证空气及物料在枯燥室内停留的时间，保证制品的含水量到达消费工艺的要求，又不致受热过度或产生粘壁等景象。 .例子立式枯燥塔(立式垂直并流型枯燥塔)塔体内外壁普通用厚度为23mm的不锈钢焊成，塔体夹层用保温资料保温，塔径610m，高度为2030m，塔底多为圆锥型，塔体上设有灯孔

8、、视孔、人孔、振荡器、排风管等。 .取粉方法：流化床(常用)吸气式保送器刮板式保送器螺旋保送器气动运输经旋风分别器送至乳粉贮藏罐 .六、细粉回收安装一旋风分别器 .分别的原理 含粉尘的气体以较高的速度沿切线方向进入，在外筒与排气管件之间构成旋转向下的外旋流，到达锥底后，以一样的旋转方向折转向上，构成内旋流，到上部后经过中心伸进来的圆筒形排气管排出，颗粒在旋转的气体中运动，遭到离心力作用向器壁方向抛出，沿内壁下落到排出口排出。由于在安装内部发生猛烈气流旋转运动，故命名旋风分别器，它的器体上部为圆柱体，下部为圆锥形，内部还有一圆筒。进气管位于外圆筒上侧，与外圆筒相切，底部有粉尘出口，上部是废气排出

9、口。 .旋风分别器特点1、分别效率高，提高产品得率，减少损耗，减少环境的污染；2、分别器内壁应非常光滑，减少流动阻力，粉末不至粘壁；3、因各地域各车间气温不同，温度太低时，旋风分别器外壁应保温；4、尽能够减少旋风分别器的个数；5、从构造上看，易于拆装，清理方便，密闭性好；6、卸粉安装简单。 .影响旋风分别器分别效率的要素 1、颗粒的大小2、气流的速度3、设备的制造精度4、旋风分别器构造5、旋风分别器的密封性.二布袋过滤器 .七、流化床 .一流化床的构造 奶粉入口排风口奶粉出口流化床板外壁热风.二流化床枯燥的特点 1、物料与枯燥介质接触面大，搅拌猛烈，外表更新时机多，热容量大，传热效果好，设备利

10、用率高，可实现小规模设备大消费。2、枯燥速度大，物料在设备内停留时间短，适宜对热敏性物料的枯燥。3、物料在枯燥室内的停留时间可由出料口控制，故容易控制制品的含水量。4、安装简单，设备造价低廉。5、密封性能好，机械运转部分不直接接触物料，对卫生要求较高的食品枯燥非常有利。6、对枯燥物料的颗粒粒度有一定的限制，普通要求颗粒为不小于30m，而又不大于46mm,限制了运用范围。7、对易结块物料因容易产生与设备壁间粘结而不适用。 .八、鼓形阀旋转阀 .特点：1、能延续排料和供料，根本上能定量供料，调理转速能改动供料量，对于粒状物料在排料或供料中不易破碎。2、适用于高温物料的排料或供料，具有一定的气密性，

11、适用有压差的设备排料。3设备构造简单，运转准确方便。 .九、热风分布器一直线运动分风型式压力喷雾 .二螺旋分风型式离心喷雾.第三节 压力喷雾枯燥设备.一、设备.空气过滤器风机空气加热器平衡槽平衡槽过滤器双联过滤器高压泵高压泵空气过滤器风机风机风机空气加热器空气加热器空气加热器空气冷却器流化床枯燥塔旋风分别器旋风分别器空气冷却器.一、主要技术参数蒸发量 /kgh-1 350物料处置量 /kgh-1 673713(浓奶45%50%)蒸汽耗量 /kgh-1 850包括流化床雾化方式 压力喷雾任务压力 /MPa 0.8进风温度 / 160排风温度 / 8590枯燥塔有效体积 /m3 67塔内负压 /P

12、a 100200 .压力喷雾枯燥原理 主要采用高压泵，以0.720MPa的压力，将浓缩后的浓溶液经过喷枪使之抑制浓奶的外表才干而雾化成直径在1020m的雾状微粒喷入枯燥室。由于同热空气直接接触，进展热交换和水分的传送，其外表水分迅速蒸发，在很短的时间内即被枯燥成球状颗粒，沉降于塔底。.构造组成：立式枯燥塔、喷枪、旋风分别器、空气过滤器、空气冷却器、空气加热器、热风分配器、进风机、排风机、高压泵、平衡槽、流化床、筛粉器等.喷 枪.喷嘴(导沟槽).影响压力喷雾液滴大小的要素:雾化形状与液滴的大小取决于雾化器的构造、喷雾压力、浓乳的物理性质浓度、粘度、外表张力等。1当喷嘴的喷孔不圆或有豁口时，那么雾

13、化不良；2当喷雾压力增大时雾滴变小，反之喷雾压力降低时雾滴增大；3当喷嘴孔径和喷雾压力不变时，假设浓乳浓度降低，那么雾滴粒度小；假设浓乳浓度大、粘度高，那么雾滴粒度大；4当喷嘴孔径小，导乳沟槽窄而浅，浓乳浓度低，喷雾压力高时，喷雾角度大，雾滴粒度小；反之，喷雾角度小，雾滴粒度大。 .二、工艺流程.1、进料至出粉 浓奶首先进入平衡槽，在奶泵的作用下经双联过滤器除去杂质后，由高压泵泵入塔顶内部的喷嘴，雾化后与同时进入的热风进展充分的热交换，水分蒸发。颗粒落入塔底的锥形部分。在振荡器的作用下将物料送入流化床进展二次枯燥及冷却，奶粉经筛粉机筛粉后排出。 .2、进风至排风新颖的空气经空气过滤器除去杂质后

14、，被进风机送入空气加热器加热至160左右，经塔顶的热风分布器均匀的吹入塔内，与压力雾化构成的雾滴进展热交换，蒸发出来的水蒸气及热风构成废气，带着细粉的废气进入旋风分别器，细粉被旋风分别器回收，废气经过排风机排出。 .3、流化床的进风至排风新颖空气经空气过滤器除去杂质后，(1)经鼓风机吹入蒸汽加热器，将空气加热后吹入流化床，对奶粉进展二次加热枯燥；(2)经鼓风机进入除湿器除湿后冷却，然后吹入流化床将奶粉冷却，携带细粉的废气由流化床上部的排风口经旋风分别器将细粉回收后，由排风机排出。 .4、细粉回收由旋风分别器回收的细粉经下部的鼓形阀进入细粉回收管道，排出的细粉被紧缩机吹出的经过过滤的空气吹入流化

15、床或枯燥塔进展回收。 .第四节 离心喷雾枯燥设备.一、设备.典型的尼罗离心喷雾枯燥设备 过滤器加热器风机(冷)风机(冷)风机(热)风机振动筛流化床枯燥室旋风分别器旋风分别器风机(废气)鼓风机鼓形阀细粉搜集器.1 加热器(间接)2 枯燥室3 振动流化床4 带加热器的风机(用于流化床的空气) 5 风机(用于流化床的周围冷却空气)6 风机(用于流化床的脱湿冷却空气)7 振动筛 .塔体：内外壁全用不锈钢制造，并经抛光处置，符合食品卫生要求，外形美观；保温层达60mm；在塔的锥部装有电磁振荡器，由继电器控制，每隔一定时间交换的震动几次，把粘在塔壁上的粉振下并及时送出。 .电动机离心盘.离心盘(多叶)16

16、条叶槽离心盘直径210mm，转速15,000r/min，物料处置量500kg/h。4个小孔直径3mm，保证物料均匀进入离心盘。直沟槽 弯曲沟槽：减少废品中的空气，减少了氧化的能够，提高了单位容量，有利于包装 .雾化机理 浓乳在高速旋转的离心盘上雾化时，遭到两种力的作用，一种是离心盘旋转产生的离心力，另一种是与周围空气摩擦产生的摩擦力。浓乳在排到热空气之前被离心力作用加速到很高速度。从离心盘的边缘甩出时呈薄膜状。与周围空气接触受摩擦力作用力即分散成为微细的乳滴，到达雾化的目的。液滴随转盘旋转而产生的切线速度与离心力作用而产生的径向速度被甩出，其运动轨迹是一螺旋形。 .离心盘制造要求： 1、无振动

17、旋转；2、具有比重力大的离心力高速旋转；3、供液量一定；4、平滑的叶片平面；5、均匀潮湿的叶片面。 .离心喷雾影响液滴大小的要素： 1、转速对液滴大小的影响 转速增大，液滴变小；反之转速降低，液滴变大；2、供料量与液滴大小的关系 在旋转速度一定的情况下，液滴大小与供料量成正比；3、物料浓度与液滴大小的关系 物料浓度与液滴大小成正比。 .传动系统由一级皮带传动和一级涡轮蜗杆传动组成，从V型皮带轮到喷雾离心盘传动比为1:10，使离心盘的最高转速可达15,000r/min。 .二、工艺流程 .1、进料至出粉物料浓奶首先进入平衡槽，经双联过滤器过滤，把机械杂质去除掉，由螺杆泵泵入枯燥塔顶部的离心喷雾器

18、，在离心盘的高速旋转下，物料被雾化，与同时进入的热风进展充分地热交换，将水分蒸发，奶粉落入塔底的锥形部分，在电磁振荡器的振动下，将干粉送到流化床进展二次枯燥除湿并冷却，最后经筛粉机筛粉，废品送到储粉箱，然后包装。 .2、进风至排风 空气经空气过滤器过滤后，由进风机吹入加热器内进展加热(220左右)，经涡壳式热风盘螺旋地吹入枯燥塔内，与离心喷雾器喷出的雾状物料进展热交换。物料蒸发出来的水蒸汽、热交换后的热风和部分细粉经排风管道进入旋风分别器，细粉被旋风分别器回收，分别出来的废气由排风机排出。 .3、冷却沸腾床的进风到排风 经过滤器过滤后的空气，由进风机吹入空气减湿冷却器内进展降温暖除湿，之后，再

19、进入冷却沸腾床，冷却从枯燥塔中保送来的干粉，经过热交换的冷空气经冷却沸腾床的排风口送至旋风分别器，将细粉回收，废气那么由排风机排出。 .4、细粉回收系统 经旋风分别器回收的细粉，在鼓形阀的作用下进入细粉回收管道，经过空气过滤器过滤后的空气在鼓风机的作用下：(1)带着细粉一同进入蜗壳式热风盘内，吹入喷雾塔，与离心雾化器喷出来的雾滴混合，重新枯燥(可使奶粉颗粒增大，从而提高奶粉的速溶性和溶重)。(2) 细粉直接送回冷却沸腾床进展回收。.第五节 喷雾枯燥操作要点.一、开车前的预备彻底去除枯燥室内及其他系统残留的粉尘，对平衡槽、高压泵或乳泵及其输入管路进展彻底清洗杀菌，安装好雾化器。 .二、开车1、将

20、枯燥塔一切的门洞全部封锁。启动进、排风机，调整进、排风量，使枯燥室内负压维持在98196Pa的负压，开启流化床等部件。2、供汽加热：缓慢的开启蒸汽阀向空气加热器供汽，待冷凝水排净后，封锁旁通阀使蒸汽经过冷凝器阀门排出冷凝水，使蒸汽压稳定在要求的数值上。热空气进入枯燥室及系统后需求在95的条件下坚持10分钟，进展预杀菌。.3、供料喷雾1压力喷雾：启动高压泵送浓乳至喷嘴按顺序开启阀门开场喷雾，察看雾化情况并及时调整。2离心喷雾：开动送料泵，先送水至离心盘进展喷雾，调整泵的流量，待进、排风温度到达正常时，正式送乳，察看雾化形状并及时调整。 .三、运转中的操作1、运转过程中必需坚持进、排风温度稳定，浓

21、奶的温度及浓度的稳定，雾化形状良好，普通是采用坚持排风温度稳定，对其他方面进展调解的操作。2、严厉执行卫生制度，防止外来细菌的污染。3、防止出现断乳或其他忽然的缺点，如断水、电、汽或其他缺点，防止呵斥质量问题。 .四、停车1、停顿高压泵或乳泵；2、封锁主蒸汽阀门；3、停进排风机；4、翻开枯燥室门扫粉。 .第六节 喷雾枯燥常见问题的分析.问题一：产品含水量高缘由分析1：料液雾化不均匀，喷出的粒子太大处理措施1：1、提高离心机转速2、提高高压泵压力3、发现喷嘴有线流时应及时改换缘由分析2：进料量太大处理措施2：适当改动进料量缘由分析3：排出空废气的相对湿度太高处理措施3：提高进风温度，相应的提高排

22、风温度。.问题二：塔顶及喷雾器附近有积粉缘由分析：热风分配未调理好处理措施：校正热风分配器的位置，使进风均匀，消除积粉。.问题三：塔壁四处都有粘着湿粉缘由分析1：进料太多处理措施1：降低进料泵进料速度缘由分析2：喷雾开场前枯燥塔加热缺乏处理措施2：排风温度没有到达规定时不要喷雾.问题四：塔壁部分地方有积粉缘由分析1：气流分布不规那么处理措施1：调正热风分配器，使塔内空气均匀缘由分析2：多喷嘴喷雾时喷嘴堵塞处理措施2：改换堵塞喷嘴缘由分析3：离心喷雾盘液体分配器的部分空洞堵塞，使喷雾盘料液分布不规那么处理措施3：检查和清洗喷雾盘液体分配器.问题五：蒸发量降低缘由分析1：整个系统空气量减少处理措施

23、1：1、检查进排风机转速能否正常2、检查进排风调理阀能否正确3、检查空气过滤器及加热器管道能否堵塞缘由分析2：热风入口温度太低处理措施2：1、检查加热器压力能否符合要求2、检查加热系统能否功罪正常缘由分析3：设备漏风会呵斥热量散失和引进冷空气处理措施3：检查设备，同时修补损害处，特别留意各组件衔接处的严密性.问题六：产品杂质度高缘由分析1：空气过滤器的效果差处理措施1：提高空气过滤效率，及时清洗或改换过滤器缘由分析2：消费中焦粉混入产品，处理措施2：1、检查热风入口处焦粉情况，调整气流速度，抑制涡流2、在热风分配器出口周边采用水冷或气冷夹套缘由分析3：料液杂质度高处理措施3：喷雾前将料液过滤缘

24、由分析4：设备不清洁处理措施4：清洗设备.问题七：产品粉粒太细原因分析解决措施料液固形物含量低提高喷雾料液浓度喷嘴孔径太小采用较大孔径高压泵压力太高适当降低压力离心盘转速太快适当降低转速离心喷雾进料太小提高进料量离心盘选用不合适改进喷雾结构，可用切向小孔代替径向小孔，或采用蝶式转盘.问题八：产品得率低，跑粉损失大缘由分析1：旋风分别器效率低处理措施1：1、检查旋风分别器能否由于敲击而变形2、检查旋风分别器的气密性及器内和出口能否有积料、堵塞缘由分析2：袋滤器接口松脱或袋穿孔处理措施2：修好接口，定期检查改换布袋.问题九：离心喷雾机速度降低，电流增大缘由分析1：进料速度太高，使其超负荷处理措施1

25、：降低供料量缘由分析2：喷雾机和电机机械缺点处理措施2：停顿喷雾，检查、排除缺点.问题十：喷雾机速率动摇较大缘由分析：通常由于电机缺陷，因此产生喷雾机和电机的机械共振景象处理措施：严密检查电机.第七节 压力、离心喷雾的比较.一、从离心喷雾机与高压泵的构造方面比较 比较内容离心喷雾机 高压泵 传动与变速机构 可利用皮带传动及一次变速，如果采用皮带传动，可以避免对齿轮技工精度的要求。 必须进行两次变速，对齿轮的加工要求较高. 主轴及柱塞 直轴，加工较方便，旋转运动，磨损少。 曲轴连杆机构，加工较麻烦；柱塞往复运动，磨损大。 不锈钢材需要量 仅离心盘、分配盘及进料管需要不锈钢，用量少。 泵体、柱塞等

26、均需要不锈钢，用量大。 .比较内容离心喷雾机 高压泵 管件及阀门无需耐压管件、管道及阀门。从高压泵出来的物料需高压管件、管路。高压表与安全阀不需要。 要求有高压表及安全阀。 设备重量较轻 较重润滑系统润滑油一次用量较少，但使用不当有断油或油进入产品的危险。一次用润滑油量较大，但没有进入产品的危险。.二、从产品产量与质量方面比较比较内容 离心喷雾 压力喷雾 生产能力的调节在同一离心盘喷雾时，可以在25%范围内改变生产能力均能获得良好的效果，仅需调节供料量就可实现。压力喷雾的生产能力是与高压泵的生产能力有关，所以要调整必须更换高压泵等，不易调整。产品颗粒的大小粒径较大，颗粒分布范围广。颗粒较小，但分布范围小。产品的密度由于颗粒较大，密度较小。由于颗粒较小，密度较大。.比较内容 离心喷雾 压力喷雾 颗粒大小的调节在一定范围内可改变浓奶的浓度来调节颗粒的大小。若调节颗粒大小，一般只能调节喷嘴喷孔的大小。产品中空气含量较多，产品易氧化且费包装