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噴霧干燥設備詳細介紹和分析

壓力噴霧干燥塔
1、工作原理:
噴霧干燥塔的工作過程是物料通過高壓泵或離心機的機械作用,使其克服表面張力,分散成霧狀微粒(增大水分蒸發面積,加速干燥過程),同時與熱載體—熱空氣接觸,熱空氣的熱能傳給霧滴,使其中的水分瞬間蒸發,物料中的固體物質被干燥成粉末,而霧滴中蒸發出來的水分被換熱后的空氣帶出,經過除塵后通過離心風機排入大氣。
在這一過程中,液滴的干燥,首先獲得周圍介質給的熱量,使其表面的水分蒸發,這在液滴表面到其中心出現了濃度梯度和水蒸汽壓力梯度,這使內部水分由中心向表面擴散,趨向平衡,但平衡只有到蒸發結束才能達到,液滴越小,水分擴散的距離越小,速度加快,時間減少,完成這一工程,必需具備兩個條件:不斷有熱量傳遞給液滴,另一液滴的水分不斷傳遞給空氣,并迅速帶走,才能保證蒸發的迅速進行,首先是前者,沒有熱量的傳遞,就不會有質量的傳遞,噴霧干燥的霧化器作用是使物料霧化成細小液滴,增大熱傳遞面積,當然使質量(水分)傳遞的路程縮短,加速傳遞速率。
液滴表面水分汽化很快,速度恒定,內部水分向表面擴散的速度越來越慢,汽化速度也由快而慢,前者叫恒定干燥,后者叫降速干燥。
2、分類:
(1)噴霧干燥塔按其進料形式分為離心噴霧干燥塔和壓力噴霧干燥塔。我們重點推廣壓力噴霧干燥塔。
(2)按照干燥塔排風形式分可為塔體上排風干燥塔、塔體下部擴充排風干燥塔、塔錐底口大彎管排風干燥塔。
(3)按照塔的捕粉形式分為偏心袋式除塵、圓周袋式除塵、單(兩)級旋風除塵、單級袋式除塵、旋風加袋式兩級除塵、旋風加袋濕式兩級除塵噴霧干燥塔。其中偏心袋式除塵、圓周袋式除塵干燥塔為與塔體連體形式。
3、系統工程:
干燥塔還可以配套細粉附聚、多噴槍附聚造粒、成品風力輸送和振動流化床等系統或設備。為了提高設備操作安全性,在塔體安裝防爆門和塔內及排風溫度超()高溫報警裝置。對要求較高的用戶可提供自動控制系統。針對不同物料的干燥特性、蒸發量、熱源等情況,設計符合產品干燥的工藝流程。
4、設備優點:
(1)、適于熱敏性物料干燥。干燥過程非常迅速,一般在1~3秒鐘內完成,此時干燥的濕球球溫度為50~60℃(進風溫度160℃~200℃),在裝有連續出粉裝置時,產品在設備內停留時間僅15~30秒,可保持良好的復原因、色澤和風味。
(2)、熱效率較高。主要干燥過程處于50~60℃濕球溫度環境中,容許進入設備的熱空氣的溫度比其它方法高,可達到300℃以上。
(3)、制造設備的材料沒有嚴格的要求,物料是和熱空氣直接接觸,在空間完成干燥過程,干燥后的粉塵才和設備接觸。
(4)、產品離開設備時已適于包裝,不需要粉碎。
(5)、干燥過程是在密閉狀態下進行,可保證產品和車間衛生。
(6)、生產率高,工作人員少。(與用真空干燥生產麥乳精比較)適于大規模連續生產。
5、設備缺點:
(1)、設備體積大(尤其是進風溫度160℃以下,使用臥式噴霧干燥或離心噴霧要干燥時),占地面積大,要求高層車間。
(2)、物料霧化設備和粉塵回收設備較復雜,昂貴。
(3)、電能消耗較多。為保證產品的水分含量,廢氣中的濕含量不能高,一般在30~40克/公斤干空氣,這使消耗的風量增大,多耗了電能。
6、立式壓力和離心噴霧法比較:
立式壓力噴霧干燥法和立式離心噴霧干燥法的優缺點
項 目
立式壓力噴霧干燥法
立式離心噴霧干燥法




蒸發強度
5~8 kg/m3·h
≤3 kg/m3·h
有效容積


干燥器直徑


霧化器功率






操作維護


剩料


噪音震動


霧化器安裝


衛生
物料泄漏


漏油


產品質量
沖調性
較好

保存性
較長

均質作用
稍有

顆粒大小
較粗

密 度
0.6~0.7 g/ml
0.46~0.55 g/ml
空氣含量
7~10%
16~22%
7、干燥塔在不同形式的捕粉系統時,各自的優缺點如下:
捕粉形式
優 點
缺 點
單級袋式除塵器
(偏心或圓周布袋)
投資少,設備簡單,系統阻力小,配用排風機功率比進風機大30%左右,捕粉效率高,可達99.8%以上。
工作中要定時清理,不能連續長期運行,更換和清洗布袋工作繁重。長工作3~5天,由于要等袋慮室冷卻才能進人,更換一次4人約需要一天時間。經濟效益低,勞動強度大。不同粒度的粉不能分開,產品溶解度低。
單級旋風除塵器
投資少,設備簡單,系統阻力小,配用排風機功率比進風機大50%左右。設備可連續工作,沒有更換和清洗布袋的繁重工作。可進行細粉附聚。
捕粉效率低,≤97%,跑粉情況比較嚴重,不符合經濟和環保要求。
兩級旋風除塵器
設備比較復雜,系統阻力大,配用排風機功率比進風機大90%左右,捕粉效率有一定提高。設備可連續工作,沒有更換和清洗布袋的繁重工作。可進行細粉附聚。
捕粉效率低,≤98%,操作不當時,有跑粉情況,不符合經濟和環保要求。
旋風除塵器
加水沫除塵器
設備比較復雜,系統阻力很大,配用排風機功率比進風機大100%左右,捕粉效率有一定提高。設備可連續工作,沒有更換和清洗布袋的繁重工作。可進行細粉附聚。
捕粉效率比較高,≤99%,無跑粉情況,符合經濟和環保要求。噴淋水可以用于前期磨漿。
旋風除塵器
加脈沖反吹袋式除塵器
設備比較復雜,系統阻力較大,配用排風機功率比進風機大80%左右,捕粉效率高。由于旋風分離器捕集了96%左右的粉塵,袋式除塵器負荷很輕,設備可連續長期工作15天以上。在生產不加糖產品時,可連續工作一個月以上。捕粉效率高,可達99.8%以上。旋風和袋式除塵器的細粉經過重新從塔頂回到塔內附聚,成為較大顆粒,提高了豆粉的溶解度,同時一個出粉口,減少了粉的損失,使操作更容易。
生產加糖豆粉時,經過15天左右需要更換和清洗布袋。由于袋濾器為單獨機構,更換時間約為4人(兩人一臺)約需要兩個小時時間。
8、我公司壓力噴霧干燥塔的特點
(1)采用1-17噴槍結構設計,各噴槍噴出的霧滴相互碰撞,聚合成中空的大顆粒,提高了產品的速溶性。
(2)采用18—30mpa高壓噴霧,物料充分霧化,與熱風充分接觸,增大了受熱面積,提高了熱效率,產品瞬間干燥。
(3)分風裝置采用多個可調節的風筒,確保進入塔內的氣流垂直向下,不會偏流,無渦流。這樣就大限度地減少了粉塵掛壁。
(4)排風部分采用四點上排風,風到達底部形成180度大回轉,增加了物料的干燥時間,有效地利用了熱空氣。設備排風均勻,減少了粉塵掛壁,進入旋風分離器的粉塵夾量減少,提高產品得率。
(5)旋風和袋式除塵器的細粉經過重新從塔頂回到塔內附聚,成為較大顆粒,提高了豆粉的溶解度。同時保護了環境。
(6)塔體內的粉從錐節底口進入振動流化床內,被二次干燥、造粒和冷卻。改善了產品質量,提高了溶解度。
(7)冷卻的粉進入振動篩分機篩分后就可以包裝了。產品只有一個出粉口,減少了粉的損失,使操作更容易。設備結構緊湊。
(8)采用冷凝水預熱冷空氣的方法,回收了余熱,另外也提高了換熱器的使用壽命。
(9)塔體為帶有錐節的圓柱體,沒有其它復雜結構,便于清掃或清洗。
(10)塔體設安全防暴門和爆炸通道,防止操作失誤引起設備粉塵爆炸。
(11)在干燥塔的錐節、袋式除塵器的錐節和旋風分離器的錐節下部設置空氣錘,采用脈沖控制儀使其間歇順序啟動,及時有效震落錐節可能存在的積粉。
(12)為了利于粉塵在錐節的下落,塔錐角不大于42°。
(13)根據各個系統的控制要求,在儀表箱上直接啟動和控制各機電設備,并有進風溫度、排風溫度、塔內溫度、塔體負壓、流化床進風溫度、流化床負壓顯示。
10、適用范圍:
(1)、無機物:冰晶石、氮化鋁、二氧化鋯、二氧化錳、氟化鉀、高嶺土、硅酸鈣、磷酸銨、氯化鈣、鈦粉、氧化鉻。
(2)、高分子聚合物:pe、pvc。
(3)、食品和飼料添加劑:奶粉、豆粉、茶粉、咖啡、色素、蛋粉、純膠、大豆分離蛋白、大豆組織蛋白、大豆蛋白肽、麥芽糊精、植脂末、異麥芽低聚糖、淀粉酶、復合氨基酸、酵母粉、酵母提取物、酪蛋白酸鈉、l-賴氨酸鹽、血球蛋白、血漿蛋白。
(4)、化學助劑:acr、白炭黑、堿式硫酸鉻、十二烷醇硫酸鈉。
(5)、醫藥:中藥浸膏。
(6)、染料:分散染料、還原染料、硫化黑、酸性湖藍a。
(7)、化肥:尿素。
11、設備流程圖
(一)上排風干燥塔(直段高與直徑比>1.25)
按照熱風與物料的運動方向區分,下排風塔為順流干燥方式,而上排風塔為混流干燥的改變,是這兩者大的區別。因此,壓力式上排風噴霧干燥塔比下排風塔的優越性在于:
1)節約能源:由于上排風塔的回風室在上部是塔的高負壓區,在蒸發的過程中,高負壓蒸發就降低了蒸發溫度,溫度的降低就節約了蒸汽,節約了能源。上排風塔蒸發1公斤水分僅耗蒸汽2.8~3.0kg,節約蒸汽8~10%;
2)節約建筑投資:同種規格設備,上排風塔比下排風塔建筑高度降低5~7m。
3)產品質量好:上排風塔粉的顆粒均勻,較大的顆粒和較小的顆粒少。由于粉的干燥區是高負壓區,粉的干燥是低溫干燥,使得粉中各種維生素破壞較小,蛋白也沒有變性。另外由于粉在干燥過程中受熱時間相對下排風塔在高溫區時間短,使其沖色澤、顆粒度、沖調性都較好。
4)清洗方便:塔體結構簡單,制造方便。由于塔的柱體和錐體直接連接,各角度連接都圓滑過度,清洗時沒有死角,打開塔門后可方便地清洗每個與粉塵接觸的部位。
5)減少排污量和節約能源降低勞動強度:下排風塔塔內不能形成環形風幕,塔壁掛粉嚴重,每天都要刷塔。刷塔增加物料的損失又浪費了大量的熱水。不但消耗了能源還增加了排污量。而上排風塔干燥是混流干燥,霧滴的流程是恒速干燥期為順流,降速期為混流排風,風到達底部形成180度大回轉,使干燥中的物料和空氣分離,風在急速向上運動中在塔壁形成大的環形風幕,干燥時塔內形成了環形風幕,控制了塔壁掛粉現象,可以十多天清洗一次塔,這樣就減少了排污量,還節約了能源,同時降低了工人的勞動強度。
(二) 下部擴散排風干燥塔
下部擴散排風干燥塔的優勢:物料為順流干燥,由于塔體有效干燥段較長,物料行程長,干燥時間充足,適合于高粘度,高糖度和高脂肪的物料。如:配方奶粉、加糖豆粉、咖啡、純膠、大豆蛋白肽、異麥芽低聚糖、l-賴氨酸鹽、血球蛋白、血漿蛋白等物料,適合低聚糖和玉米漿等物料的噴霧干燥。
(三) 錐底排風干燥塔
錐底排風干燥塔的優勢:物料為順流干燥,物料與熱風接觸時間長,物料行程長,干燥時間充足,熱利用率高。適合于低粘度,低糖度和低脂肪的物料。如:大豆分離蛋白、米蛋白、麥芽糊精等物料。
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