喷雾干燥机
喷雾干燥机 是一种可以同时完成干燥和造粒的装置。按工艺要求可以调节料液泵的压力、流量、喷孔的大小,得到所需的按一定大小比例的球形颗粒。喷雾干燥机为连续式常压干燥器的一种。用特殊设备将液料喷成雾状,使其与热空气接触而被干燥。用于干燥有些热敏性的液体、悬浮液和粘滞液体,也用于干燥燃料、中间体、肥皂粉和无机盐等。一般包括电热鼓风干燥箱、真空干燥箱、高速离心喷雾干燥机、无菌喷雾干燥机。详细介绍了喷雾干燥机的工作原理、基本分类、特点、技术参数、应用范围以及操作流程等。
中文名 喷雾干燥机 外文名 spray drier 类 型 干燥和造粒的装置 雾化形式 离心式、压力式 蒸发能力 5-20000kg 适用物料 粉状、流动性好的液体 应用领域 食品、医药、化工
目录
1 概况
2 工作原理
3 基本分类
? 离心喷雾
? 压力喷雾
? 中药喷雾
? 气流喷雾
4 特点
5 技术参数
6 选择须知
7 应用范围
8 主要用途
9 操作流程
? 准备
? 检查
? 开机工作程序
? 关机程序
? 清洗喷雾塔
? 清洗周围配件
概况
喷雾干燥机为连续式常压干燥器的一种 。用特殊设备将液料喷成雾状,使其与热空气接触而被干燥。用于干燥有些热敏性的液体、悬浮液和粘滞液体,如牛奶、蛋、单宁和药物等。也用于干燥燃料、中间体、肥皂粉和无机盐等。
工作原理编辑
空气经过滤和加热,进入干燥器顶部空气分配器,热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液经塔体顶部的高速离心雾化器,(旋转)喷雾成极细微的雾状液珠,与热空气并流接触在极短的时间内可干燥为成品。成品连续地由干燥塔底部和旋风分离器中输出,废气由引风机排空 。
基本分类
离心喷雾
产品介绍
高速离心喷雾干燥是液体工艺成形和干燥工业中最广泛应用的工艺 [3] 。
最适用于从溶液、乳液、悬浮液和糊状液体原料中生成粉状、颗粒状固体产品。因此,当成品的颗粒大小分布、残留水份含量、堆积密度和颗粒形状必须符合精确的标准时,喷雾干燥是一道十分理想的工艺。
性能特点
◎干燥速度快,料液经雾化后表面积大大增加,在热风气流中,瞬间就可蒸发95%-98%的水份,完成干燥时间仅需数秒钟,特别适用于热敏性物料的干燥 [4] 。
◎产品具有良好的均匀度、流动性和溶解性,产品纯度高,质量好。
◎生产过程简化,操作控制方便。对于含湿量40-60%(特殊物料可达90%)的液体能一次干燥成粉粒产品,控制和管理都很方便。
适应物料
化学工业: ()、碱性染料颜料、染料中间体、复合肥、甲醛、催化剂、酸剂、氨基酸、白炭黑等。
塑料树脂:AB,ABS乳液、尿醛树脂、树脂、密胶(脲)甲醛树脂、聚、聚氯等。
食品工业:富脂奶粉、胳朊、可可奶粉、代乳粉、猎血粉、蛋清(黄)等。
食物及植物:燕麦、鸡汁、咖啡、速溶茶、调味香料肉、蛋白质、大豆、花生蛋白质、水解物等。
糖类: 玉米浆、玉米淀粉、葡萄糖、果胶、麦芽糖、山梨酸等。
陶瓷:氧化铝、瓷砖材料、氧化、滑石粉等。
技术规格
型号
项目/参数
5
25
50
150
200-2000
入口温度
140-350 自控
出口温度
80-90
水份最大蒸发量(kg/h)
5
25
50
150
200-2000
离心喷雾头传动形式
压缩空气传动
机械传动
最高转速(r.p.m)
25000
18000
18000
15000
8000-15000
喷雾盘直径(mm)
50
120
120
150
180-240
热源
电
蒸气+电
蒸气+电,燃油、、热风炉
电加热最大功率(kw)
9
36
72
99
外形尺寸(长×宽×高)(m)
1.8×0.93×2.2
3×2.7×4.26
3.5×3.5×4.8
5.5×4×7
按实际情况确定
干粉回收(%)
≥95
压力喷雾
工作原理
本机组工作过程为料液通过隔膜泵高压输入,喷出雾状液滴,然后同热空气并流下降,大部分粉粒由塔底排料口收集,废气及其微小粉末经旋风分离器分离,废气由抽风机排出,粉末由设在旋风分离器下端的授粉筒收集,风机出口还可装备二级除尘装置,回收率在96-98%以上。
性能特点
干燥速度快,料液经雾化后表面积大大增加,在热风气流中,瞬间就可蒸发95%-98%的水份,完成干燥的时间仅需要十几秒到数十秒种,特别适用于热敏性物料的干燥。
所有产品为球状颗粒,粒度均匀,流动性好,溶解性好,产品纯度高,质量好。
使用范围广,根据物料的特性,可以用热风干燥, 也可以用冷风造粒,对物料的适应性强。
操作简单稳定,控制方便,容易实现自动化作业。
适应物料
喷雾干燥粒:
化工:有催化剂、树脂、合成洗衣粉、油脂类、铵、染料、染料中间体、白炭黑、石墨、磷铵等。
食品:氨基酸及类似物、调味料、蛋白质、淀粉、乳制品、咖啡抽取物、鱼粉、肉精等。
制药:中成药、农药、抗生素、医药冲剂等。
陶瓷:氧化、瓷土、各种金属氧化物、白云石等。
喷雾造粒:各种肥体、氧化铝、陶瓷粉、制药、重金属超硬钢、化肥、粒状洗衣粉、中成药。
喷雾冷却造粒:胺基脂肪酸、石蜡、甘油酸脂、牛脂等。
喷雾结晶、喷雾浓缩、喷雾反应等方面经常用到。
中药喷雾
该机采用全封闭形式,所有部件均采用不锈钢制造,配有三级净化装置,过滤的的空气达十万级要求。筒体与顶部装有冷壁装置,使壁温<80℃,干燥塔内装有气刷扫塔装置。经该机干燥后的中药浸膏粉,不会出现焦化变质现象,大大增加了收粉率(95%以上),而且不会产生混药现象和粘壁现象。
工作原理
中药浸膏高速离心喷雾装置是离心式喷雾干燥技术在特定物料干燥中的应用,也是利用高速离心式雾化器使物料分散成雾状,与热空所充分接触,完成瞬间干燥,形成粉状成品的干燥装置。
性能特点
1、 塔体具有冷风夹套;
喷雾干燥机
喷雾干燥机
2 、塔体上装有自动振打装置;
3 、塔体、管路配有快开清洗孔及排污孔;
4 、可以配自动控制恒温加料罐;
5 、可以配手工高压洗塔随机附件;
6 、与物料接触的部分采用不锈钢材料制作;(或全不锈钢制造)
7 、物料收集采用两极旋风除尘装置,或一级旋风除尘器和湿式除尘器;
8 、进风温度实现自动控制及连续装置。
9 、可以配气扫装置
气流喷雾
工作原理
主要是将空气或水蒸气通过高速从喷嘴喷出,靠摩擦力使料液分离成细小雾滴,使其与热空气完全接触来形成热交换,整个过程不到半分钟。对粘性较大的物料效果很好,是其他喷雾干燥机无法比拟的。而且操作方便。
产品应用
主要应用有化工业:胶乳、染料、树脂等;食品工业有麦芽糖、糊精、淀粉等;乳品工业,建材工业也经常用到。
特点编辑
干燥速度快,料液经雾化后表面积大大增加,在热风气流中,瞬间就可蒸发95%-98%的水份,完成干燥时间仅需数秒钟,特别适用于热敏性物料的干燥 [3] 。
产品具有良好的均匀度、流动性和溶解性,产品纯度高,质量好。生产过程简化,操作控制方便。对于含湿量40—60%(特殊物料可达90%)的液体能一次干燥成粉粒产品,干燥后不需粉碎和筛选,减少生产工序,提高产品纯度。对产品粒径,松密度,水份,在一定范围内可通过改变操作条件进行调整,控制和管理都很方便。
1塔体具有冷风夹套;
2塔体上装有自动振打装置;
3塔体、管路配有快开清洗孔及排污孔;
4自动控制恒温加料罐;
5手工高压洗塔随机附件;
6与物料接触的部分采用不锈钢材料制作;(或全不锈钢制造)
7物料收集采用两级旋风除尘装置,或一级旋风除尘器和湿式除尘器;
8进风温度实现自动控制及连续装置;
9配有气扫装置。
技术参数
型号规格
进口温度
150-350℃
出口温度
60-120℃
喷雾形式
雾化
水份蒸发量(kg/h)
雾化器转速(rpm)
雾化盘直径(mm)
电加热功率(kw)
干粉回收率(%)
≥95
占地长度(m)
占地宽度 (m)
塔体高度(m)
喷头吊装高度(m)
-
选择须知
◆料液名称、物性:含固量(或含水量)、粘度、表面张力、 PH值 [3] 。
◆干燥后粉料容量、允许残余含水量、粒度、允许最高温度。
◆产量、每天开班时间。
◆可供能源:
热耗和生产能力是粮食千燥机试验的重要指标,但是由于试验时环境条件、根食条件和千
燥介质条件的多变性,试验结果往往没有可比性,因此必须将干燥机的性能试验数据折算到一个公认的标准条件才能进行比较和标定。本文以粮食千燥机的试验数据为墓础,参考国内外根食干燥机试验标准,时根食千燥单位热耗和生产能力折算系数进行了研究和探索;总结了四种折算方法,分析了粮食干燥机在不同的环境和谷物条件下折算系数的计算方法和步骤,阐述了各种方法的优缺点,提出了折算方法的初步的建议,为干燥机试验数据的可比性和完善干燥机试脸标准提供了依据。
我国是世界上最大的粮食生产国,粮食年产总量达5亿吨。每年由刊文获季节天气阴雨以及干燥设备不足而造成粮食的霉变损失高达5%。我国的粮食干燥设备和技术,经过30多年的发展,已具有一定的水平,在农业现代化建设中发挥了重要作用。但是,与我国对干燥设备的需求相比,还存在较大的差距。以水稻烘干为例,日本全国水稻干燥机的保有量已达110万台,稻谷干燥机械化水平达90%以上,而我国机械烘干的稻谷还不到l%,稻谷干燥设备不到1万台。造成上述差距的原因是多方面的,其中粮食干燥技术标准的研究工作落后也是一个重要原因。目前我国仍采用80年代国家标准(如粮食烘干机试验方法,粮食烘干技术条件),其中的某些条件和指标已不适应当前干燥机发展的需要,例如现有标准中缺乏干燥机生产能力和单位热耗的折算方法,有关干燥品质的指标也还不够完善合理,有些指标未规定统一的测试方法,有些指标比较落后,因而制约了粮食干燥新设备、新工艺的开发、推广和应用。国际上粮食干燥技术标准已经修订了多次,如501巧20一l:1997;农用粮食烘干机烘干性能的测定,如15011520一2:2印l。在这些新的干燥技术标准中都有主要干燥性能参数的折算方法,采用的模型和公式多达数十个〔由于它是一个比较复杂和难解决的问题,在我国粮食干燥技术标准中尚无这方面的规定。
粮食干燥是一个非常复杂的加工过程,影响因素多,干燥条件多变,其中的影响因素有介质参数(如热风温度、热风风量和热风湿度)、粮食参数(如粮食类别、粮食水分、粮食温度和粮食流量)、环境条件(如大气温度和大气湿度)、干燥工艺(如顺流干燥、逆流干燥、横流干燥、混流干燥)以及干燥机的结构参数。一台粮食干燥机可能在很低的环境温度下(零下20℃)工作,也可能在高达30℃的环境条件下工作,其工作条件完全不同,甚至相差甚远二所以必需将测得的性能指标进行折算,折算到一个统一的公认的干燥条件。该项标准的研究制定,需要针对不同环境条件、粮食条件,女[I大气温度、大气相对湿度、粮食初始水分、终了水分、降水幅度、粮食类别、品质、加热方式、热风温度、热风相对湿度、热风量、干燥方式等一系列参数进行大量的试验验证,要形成正式的国家标准难度比较大。最有可能的成果方式是完成研究报告,给出并非完全准确的折算系数,作为指导性技术文件公布试行,然后再进行比较和评价。因此,干燥机生产能力和单位热耗的折算是一个十分重要的标准。单位耗热量和烘干能力是粮食烘干设备的关键指标。对于不同类型或同一类型的粮食烘干设备,当其验收工况条件存在差异时,都必须通过有关折算系数将其折算到标准工况条件下,才能进行单位耗热量和烘干能力的判定、比较。我国尚无统一的烘干单位耗热量与烘干能力折算系数规范。本课题将对折算系数进行研究,研究并制定折算系数的统一国家标准。粮食烘干单位热耗和烘干能力折算一直是困扰对粮食干燥机进行性能评价、鉴定的重要问题;多年来由于研究工作量大和科研经费缺乏,此问题一直没有解决。黑龙江农垦科学院提出了一个解决方法,但由于不能适用于多种干燥工艺和机型以及标准条件和机型选的不够合理而未能成为国家标准。笔者在深入分析和研究国内外现有干燥技术研究成果的基础上,通过试验和理论分析,确定了折算的标准烘干条件,给出了各种烘干机型和不同粮食干燥时的折算系数的计算方法和使用条件。
折算方法编辑
1计算机模拟法
粮食干燥机使用中的一个常见问题是粮食的初水分经常变化,为了达到要求的终水分,需要经常调整粮食流量(生产能力),为了比较粮食干燥机性能的好坏也需要知道干燥机的生产能力,因此,必须进行折算。我们认为利用计算机模拟方法进行干燥机热耗和生产能力的折算是一种较好而且可行的方法,即建立粮食千燥过程的数学模型,编写干燥模拟程序,在计算机上进行模拟计算,最后得出折算系数。
此法的优J点是通用性好,可以i}·算不同机型(顺流,逆流,横流和混流干燥机)和不1司粮食(玉米,小麦,水稻)的干燥性能和折算系数;!万r对任何干燥条件进行折算,计算速度较快;各种一!几燥工艺都可以使用。
该方法的缺点是模拟方法还不够普及,掌握该方法需要有一定的计算机基础,干燥机使用人员一般没有这种软件,此外,干燥过程的数学模型还不够精确。以后应加强这方面的研究、模拟方法的计算步骤如下:
l)建立干燥过程模型;
2)开发各种粮食干燥工艺的计算机模拟程序;
3)利用模拟程序计算标准条件下干燥机的热耗和生产能力;
4)模拟计算非标准条件下的热耗和生产能力;
5)计算热耗和生产能力折算系数;
6)对干燥机性能进行折算。
2 ISO11520一2国际标准法
150(Intemational Standard Oganization)国际干燥机性能试验标准给出了一种折算方法,它利用4个校正系数K1、K2、K3、K4对试验所得水分蒸发率进行折算。各校正系数的意义如下:
K1——水分校正系数,K1=(8.971一0.05578Td)X.+1.139InTd一4.652
K2——热风温度校正系数,K2=(0.00565-0.000061Td)+0.000915Td+0.915
K3——空气湿度校正系数,K3=1.0175一0.01072(l一Φ)
K4——风量校正系数,K4=(0.022Td一3.445)a/V一0.271InTd+2.608
3黑龙江省级标准
黑龙江省农垦科学院农业机械鉴定总站于1989年提出了一种粮食干燥单位热耗和生产能力
折算方法,标准条件为降水幅度5%(20%~巧%)、热风温度93℃、环境温度20℃、环境相对湿度为60%,折算方法比较简单易行。它的主要缺点是只适用于横流式粮食干燥机和玉米小麦的烘干,有些系数的选择缺乏依据。此外,它还考虑了热风炉间接加热和油炉直接加热及冷却段的影响。具体计算方法如下:
单位热耗的折算
标准条件下谷物干燥机的单位热耗量按下式计算:
Qrb=Qr/(K0K1)
式中Qrb一标准条件下的单位热耗,MJ/kg Qr一试验时的实测热耗,MJ八g; K。一大气条件折算系数,可根据大气温度和相对湿度查表求出,见“粮食干燥单位热耗及生产能力折算系数”标准;K1一粮食条件折算系数,在相同的环境条件下,根据粮食的初水分和终水分查表求出。
4数据表法
通过热力计算,把各种条件下参数变化时的折算系数列成表格,再用插入法折算,标准给出两种表格,一种是大气条件折算表,另一种是粮食条件折算表,从表中查出两个系数后,其乘积即为总折算系数。
本文在深入分析和研究国内外现有研究成果的基础上,分析和探讨了折算的标准条件,给出了各种烘干机型和不同粮食干燥工艺的折算系数的计算方法和使用条件 [1] 。
条件
为了对比粮食干燥机在不同干燥条件下的性能,必须确定一个公认的标准条件;在非标准条件下进行干燥作业或试验时必须将干燥过程测得的数据都换算到标准条件,然后才能进行干燥性能的比较。所谓标准条件,一般包括降水幅度、环境温度、环境湿度、热风温度和干燥机类型等。不同国家制定的标准条件是不同的(见表1)。英国小麦干燥时的标准条件定为初水分20%、终水分巧%、环境温度20℃、环境湿度为80%。我国黑龙江省规定
干燥玉米的标准条件为降水幅度5%(20%一巧%)、热风温度90℃、环境温度20℃、环境相对湿度为60%。法国对不同季节规定了不同的标准条件。俄罗斯规定降水幅度6%、环境温度ro℃。我国尚无粮食干机性能折算的国家标准。有些单位正在对它进行研究,不久可能会发布并列人国家标准。
折算系数
不同的粮食类别如玉米、小麦、稻谷其干燥特性是不同的,例如平衡含水率、薄层干燥方程、比热、汽化潜热、对气流的阻力、体积密度等等,折算时必须考虑各种粮食的干燥能力折算系数。
影响
利用数学模拟可以很容易求出各种干燥机在不同条件下(顺流、逆流、横流、混流)的性能,因而也就比较容易计算出折算系数。具体方法可参阅《农产品干燥工艺过程的计算机模拟》一书
热风风量
由于温度变化而引起风速变化,因此还必须同时考虑风速(风量与温度)的折算系数。
建议
(1)加强国际干燥标准的研学。为了向国际干燥技术标准靠拢,必需应用现代信息技术和计算机模拟方法,对国际150干燥技术标准已有的一系列计算模型进行干燥条件折算。由于数学模型比较复杂,而且没有任何解释和说明,有许多方程的系数选取还需进行探讨和分析,否则很难推广应用。为此需要对国外有关粮食干燥标准方面的资料进行翻译、整理、分析和应用。
(2)获取必要的试验数据。为了验证折算方法的合理性和正确性,必需对折算结果进行验证,这就需要一定的试验条件和设备以进行试验验证,同时也需要检索查寻大量文献资料。
(3)对四种折算方法进行对比分析。在不同的环境和粮食条件下对上述四种不同的折算方法进行比较和验证,找出折算中的问题,提出折算标准初稿。
PLG系列盘式连续干燥机
LG系列盘式连续干燥机是一种高效的传导型连续干燥设备。其独特的结构和工作原理决定了它具有热效率高、能耗低、占地面积小、配置简单、操作控制方便、操作环境好等特点,广泛适用于化工、医药、农药、食品、饲料、农副产品加工等行业的干燥作业。
中文名 PLG系列盘式连续干燥机 类 别 干燥机 分 类 常压、密闭、真空 四种规格 1200、1500、2200、3000
在各行业使用实践中深受好评。现生产制造三大类型,A(碳钢)、B(接触物料部分均为不锈钢)、C(在B的基础上,增加蒸汽管路、主轴及支架为不锈钢,筒体和顶盖内衬不锈钢)三种材质,干燥面积4~180m2,现已形成系列产品,并能提供与之相配套的各种辅助设备,可满足用户对多种物料进行干燥的需要。特点:
(一)调控容易,适用性强通过调整料层厚度、主轴转速、耙臂数量、耙叶形式和尺寸可使干燥过程达到最佳。每层干燥盘皆可单独通过热介质或冷介质,对物料进行加热或冷却,物料温度控制准确、容易。物料的停留时间可以精确调整。物料流向单一,无返混现象,干燥均匀、质量稳定、不需再混合。
(二)操作简单、容易干燥器的开车、停车操作非常简单。停止进料后,耙叶能很快地排空干燥器内的物料。通过特殊的大规格检视门的视镜,可以对设备内进行很仔细的清洗和观察。
(三)能耗低料层很薄,主轴转速低,物料传送系统需要的功率小,电耗少。以传导热进行干燥,热效率高,能量消耗低。
(四)操作环境好,可回收溶剂,粉尘排放符合要求。常压型:由于设备内气流速度低,而且设备内温度分布上高下低,粉尘很难浮到设备顶部,所以顶部排湿口排出的尾气中几乎不含粉尘。密闭型:配备容器回收装置,可方便的回收载湿气体中的有机溶剂。溶剂回收装置简单,回收率高,对于易燃、易爆、有毒和易氧化的物料,可用作为载温气体进行闭路循环,使之安全操作。特别适用于易燃、易爆、有毒物料的干燥。真空型:在真空状态下操作的盘式干燥机,特别适用于热敏性物料的干燥。
(五)安装方便、占地面积小干燥机整体出厂,整体运输,只需吊装就位,安装定位非常容易。由于干燥盘层式布置、立式安装,使干燥面积很大,而占地面积很小。
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