1、第8章噴霧干燥設(shè)備，第1節(jié)是概述。首先，干燥的概念。干燥是一種利用熱能加熱物料蒸發(fā)脫水的單元操作，或利用冷凍法冷凍升華脫水。第二，干燥的目的是減少食物的體積和重量，方便運(yùn)輸或降低運(yùn)輸成本；能有效防止微生物的繁殖；方便食品儲(chǔ)存，提高使用便利性；加工不同口味的產(chǎn)品和其他產(chǎn)品的附件。3.材料中水分的分類1。平衡水分和自由水分在某些干燥條件下，材料中不能除去的水分是平衡水分，而可以除去的水分是自由水分，因此材料中的總水分等于平衡水分和自由水分。2.結(jié)合水分和未結(jié)合水分的材料的總水分=結(jié)合水分和未結(jié)合水分。通過化學(xué)力或物理化學(xué)力與固體物質(zhì)結(jié)合的水稱為化合水。對流干燥過程，對流干燥過程的特點(diǎn)：1 .對流干

2、燥過程是氣體和固體之間熱量和質(zhì)量同時(shí)傳遞的過程。一般來說，這種傳質(zhì)屬于單組分單向傳遞。2.只要?dú)饬髦械乃魵夥謮篜w低于濕材料表面上產(chǎn)生的水蒸氣分壓Ps，即P=(Ps-Pw)0，干燥過程就可以繼續(xù)。顯然，磷越大，干燥過程越快，這是干燥過程的必要條件。3.作為干燥介質(zhì)的熱空氣既是熱載體，也是濕氣載體。4.加熱濕材料和蒸發(fā)水分所吸收的熱量是由干燥介質(zhì)的溫度降低提供的，干燥介質(zhì)通過氣體和固體之間的溫差傳遞給濕材料。同時(shí)，固體濕材料表面和干燥介質(zhì)中的水蒸氣分壓也會(huì)發(fā)生變化。因此，傳熱和傳質(zhì)不僅同時(shí)進(jìn)行，而且相互制約。5.由于對流干燥過程是干燥介質(zhì)(通常是熱空氣)和濕物料相互作用的結(jié)果，因此有必要了解干

3、燥過程中空氣和濕物料的相關(guān)特性及其對干燥過程的影響。在恒定干燥條件下，干燥過程主要包括兩個(gè)階段：恒速干燥階段(通常是因?yàn)槲锪系念A(yù)熱階段很短)和慢速干燥階段。1.恒速干燥階段在此階段，材料表面總是被未結(jié)合的水完全潤濕，這是由于材料表面內(nèi)水的擴(kuò)散速率大于表面水的蒸發(fā)速率。在恒速干燥階段，有以下特征：(1)濕材料表面被未結(jié)合的水潤濕，且表面水充足；2)傳熱驅(qū)動(dòng)力(溫差)和傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力(飽和蒸汽壓差)的值是恒定的，因此干燥速率也是恒定的；3)材料表面的溫度大約等于熱空氣的濕球溫度；4)大部分未結(jié)合的水在該部分被去除；5)恒速干燥階段的干燥速率僅取決于物料表面水分的蒸發(fā)速率，即取決于物料外部的干燥條件，與

4、物料的性質(zhì)和含水量無關(guān)，因此恒速干燥階段也稱為表面蒸發(fā)控制階段。2.緩慢干燥階段，1)當(dāng)物料的水分含量降至臨界點(diǎn)后，水分子從物料內(nèi)部向表面的擴(kuò)散速率開始低于物料表面水分的蒸發(fā)速率，物料表面逐漸出現(xiàn)“干燥區(qū)”；2)隨著干燥過程，材料的溫度升高；3)隨著物料含水量的降低，水分向表面的擴(kuò)散速率也降低，因此蒸發(fā)表面逐漸向物料移動(dòng)，干燥速率越來越低。4)在此階段，干燥速率取決于材料本身的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸，但與外部干燥介質(zhì)條件關(guān)系不大，因此減速干燥階段也稱為材料內(nèi)部擴(kuò)散控制階段。5)在此階段去除的水是剩余的未結(jié)合水和一部分結(jié)合水。6.干燥設(shè)備的新發(fā)展。大型自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用廣泛；2.提高t第二節(jié)噴霧干燥系統(tǒng)的

5、分析，噴霧干燥系統(tǒng)的組成，1?？諝膺^濾器2、風(fēng)扇3、空氣除濕器4、空氣加熱器5、熱空氣分配器6、濃縮牛奶霧化器7、干燥室8、細(xì)粉回收裝置9、產(chǎn)品輸送設(shè)備1。空氣過濾器，1。板框2、過濾板3、過濾層(海綿)、空氣中有害物質(zhì)二氧化硫2。壓力損失；3.集塵能力；4.操作簡單；5.設(shè)備成本和運(yùn)輸成本。二是空氣除濕機(jī)，當(dāng)進(jìn)入干燥塔的空氣中水分含量較大時(shí)，特別是當(dāng)進(jìn)入流化床的空氣中水分含量較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致奶粉回潮，因此除濕是必要的。除濕的原理是：將空氣冷卻到零度以下，并冷凝其中的水蒸氣。除濕機(jī)實(shí)際上是一個(gè)熱交換器，除濕機(jī)殼體內(nèi)安裝有一根管子，殼體空腔與空氣過濾器直接相連。引入的新鮮空氣與引入殼腔的冷水或冰水

6、的管道進(jìn)行熱交換，使得空氣被冷卻到零度以下，包含的水分被冷凝，引入空氣的濕度降低，并且回潮率的出現(xiàn)被最小化。3.風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的排氣扇、選擇風(fēng)機(jī)應(yīng)考慮的因素：風(fēng)量應(yīng)根據(jù)噴霧干燥設(shè)備的蒸發(fā)能力來確定。進(jìn)氣風(fēng)扇的風(fēng)量應(yīng)增加10%，排氣風(fēng)扇的風(fēng)量應(yīng)增加150%。一般來說，排氣扇的風(fēng)量比進(jìn)氣扇的風(fēng)量大20%。排風(fēng)扇風(fēng)量大于進(jìn)氣風(fēng)扇風(fēng)量的原因如下：1 .計(jì)算進(jìn)氣風(fēng)扇的風(fēng)量時(shí)，使用新鮮空氣溫度計(jì)，而排氣風(fēng)扇溫度計(jì)。當(dāng)溫度上升時(shí)，容積增加，排氣容積增加；2.排出的廢氣中不僅有進(jìn)來的風(fēng)，還有蒸發(fā)的水蒸氣；3.此外，必須確保塔內(nèi)有一定的負(fù)壓。(4)空氣加熱器；(5)干燥塔和噴霧干燥室是熱空氣與被干燥物料液體進(jìn)行熱

7、質(zhì)交換的場所，因此需要有足夠的空間保證空氣和物料在干燥室內(nèi)的停留時(shí)間，保證產(chǎn)品的含水量符合生產(chǎn)工藝要求，避免過熱或粘壁。例如，立式干燥塔(立式平行流干燥塔)的內(nèi)外壁一般用23毫米厚的不銹鋼焊接，塔的夾層用隔熱材料隔熱，直徑610米，高度2030米。塔底多為圓錐形，塔上有燈孔、觀察孔、人孔、振蕩器、排氣管等。取粉方式：流化床(常用)吸力式輸送機(jī)刮板輸送機(jī)螺旋輸送機(jī)氣力輸送經(jīng)旋風(fēng)分離器送至奶粉儲(chǔ)罐；6.細(xì)粉回收裝置；(1)旋風(fēng)分離器，分離原理，含塵氣體以切向高速進(jìn)入，在外筒和排氣管之間形成向下旋轉(zhuǎn)的外旋流，到達(dá)錐底后以相同的旋轉(zhuǎn)方向向上旋轉(zhuǎn)，形成內(nèi)旋流，到達(dá)上部后，顆粒通過中心向內(nèi)延伸的圓柱形排氣

8、管排出。顆粒在旋轉(zhuǎn)的氣體中運(yùn)動(dòng)，在離心力的作用下被拋向壁面，然后沿內(nèi)壁下落到出口排出。旋風(fēng)分離器之所以得名，是因?yàn)樵撗b置中強(qiáng)烈的氣流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。旋風(fēng)分離器的上部為圓柱形，下部為圓錐形，內(nèi)部有一個(gè)圓筒。進(jìn)氣管位于外筒的上側(cè)，與外筒相切，底部有灰塵出口，上部有廢氣出口。1、旋風(fēng)分離器的特點(diǎn)，分離效率高，提高產(chǎn)品收率，減少損失，減少環(huán)境污染；2.分離器的內(nèi)壁應(yīng)該非常光滑，以減少流動(dòng)阻力，防止粉末粘在壁上；3.不同區(qū)域和車間溫度不同，溫度過低時(shí)，旋風(fēng)分離器外壁應(yīng)保溫；4.盡量減少旋風(fēng)分離器的數(shù)量；5.從結(jié)構(gòu)上看，拆裝方便，清洗方便，氣密性好；6.卸粉裝置簡單。影響旋風(fēng)分離器分離效率的因素有1。顆粒尺寸2

9、。氣流速度3。設(shè)備制造精度4。旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)5。旋風(fēng)分離器密封。(2)袋式過濾器7。流化床。(1)流化床結(jié)構(gòu)，奶粉入口，空氣出口，奶粉出口，流化床板，外壁，熱空氣，(2)流化床干燥特性，1 2。干燥速度快，物料在設(shè)備中停留時(shí)間短，適用于熱敏性物料的干燥。3.物料在干燥室內(nèi)的停留時(shí)間可以通過出料口來控制，因此很容易控制產(chǎn)品的含水量。4.裝置簡單，設(shè)備成本低。5、密封性好，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分不與物料直接接觸，非常有利于衛(wèi)生要求較高的食品的干燥。6.干燥材料的粒度有一定的限制。粒徑一般不小于30m，不大于46mm，限制了應(yīng)用范圍。7.它不適用于容易結(jié)塊的材料，因?yàn)樗菀着c設(shè)備墻壁粘合。8.鼓形閥(回轉(zhuǎn)閥)

10、特點(diǎn)：1 .連續(xù)出料進(jìn)料，基本定量進(jìn)料，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速改變進(jìn)料量，出料或進(jìn)料時(shí)顆粒物料不易破碎。2.適用于高溫物料的出料或進(jìn)料，具有一定的氣密性，適用于有壓差的設(shè)備出料。3)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作準(zhǔn)確方便。9.熱空氣分配器(1)直線運(yùn)動(dòng)空氣分配型(壓力噴霧)，(2)螺旋空氣分配型(離心噴霧)，第3節(jié)壓力噴霧干燥設(shè)備，1。設(shè)備、空氣過濾器、風(fēng)扇、空氣加熱器、平衡罐、平衡罐、過濾器、雙過濾器、高壓泵、高壓泵、空氣過濾器、風(fēng)扇、風(fēng)扇、旋風(fēng)分離器、旋風(fēng)分離器、空氣冷卻器、I .主要技術(shù)參數(shù)蒸發(fā)能力/kgh-1 350物料處理能力/kgh-1 673713 (45P%濃縮牛奶)蒸汽消耗量/kgh-1 850(

11、包括流化床)壓力噴霧工作壓力/0.8 MpA入口空氣溫度/160排氣溫度/8590有效容積壓力噴霧干燥原理，主要采用高壓泵，壓力為0.720兆帕，通過噴槍將濃縮液霧化，克服濃縮牛奶的表面能力，將其噴成直徑為1020米的霧狀顆粒，進(jìn)入干燥室。 由于與熱空氣直接接觸，進(jìn)行熱交換和水分轉(zhuǎn)移，其表面的水分迅速蒸發(fā)，在短時(shí)間內(nèi)干燥成球形顆粒，并沉淀在塔的底部。結(jié)構(gòu)：立式干燥塔、噴槍、旋風(fēng)分離器、空氣過濾器、空氣冷卻器、空氣加熱器、熱風(fēng)分配器、進(jìn)氣風(fēng)扇、排氣風(fēng)扇、高壓泵、平衡罐、流化床、粉篩等。噴槍、噴嘴(導(dǎo)向槽)、影響壓力噴霧液滴尺寸的因素3360霧化狀態(tài)和液滴尺寸取決于霧化器結(jié)構(gòu)、噴霧壓力和濃縮乳的物

12、理性質(zhì)1)當(dāng)噴嘴孔不圓或有縫隙時(shí)，霧化效果差；2)當(dāng)噴霧壓力增加時(shí)，液滴變小，而當(dāng)噴霧壓力降低時(shí)，液滴增加；3)當(dāng)噴嘴孔徑和噴霧壓力不變時(shí)，如果濃縮奶濃度降低，液滴尺寸將變??；如果濃縮奶的濃度高且粘度高，則液滴尺寸大；4)當(dāng)噴嘴孔徑小時(shí)，導(dǎo)奶槽窄而淺，濃乳濃度低，噴霧壓力高，噴霧角度大，液滴尺寸??；相反，噴射角度小，液滴尺寸大。2.工藝流程：1 .進(jìn)料至粉末出口。濃縮牛奶首先進(jìn)入平衡罐。在牛奶泵的作用下，雜質(zhì)被雙聯(lián)過濾器去除后，被高壓泵泵入塔頂內(nèi)的噴嘴。霧化后，與同時(shí)進(jìn)入的熱空氣充分換熱，水蒸發(fā)。顆粒落入塔底的錐形部分。在振蕩器的作用下，物料被送至流化床進(jìn)行二次干燥和冷卻，奶粉經(jīng)粉末篩分機(jī)篩分

13、后出料。2.從進(jìn)氣口到排氣口，新鮮空氣被送至空氣加熱器，由進(jìn)氣風(fēng)扇加熱至160左右，由塔頂?shù)臒犸L(fēng)分配器均勻吹入塔內(nèi)，與壓力霧化形成的液滴進(jìn)行熱交換。蒸發(fā)的水蒸氣和熱空氣形成廢氣，廢氣與細(xì)粉一起進(jìn)入旋風(fēng)分離器，細(xì)粉由旋風(fēng)分離器回收，廢氣由排氣扇排出。3.從流化床的進(jìn)氣口到出氣口，通過空氣過濾器除去新鮮空氣中的雜質(zhì)后，(1)通過鼓風(fēng)機(jī)將空氣吹入蒸汽加熱器，加熱空氣并吹入流化床，通過二次加熱干燥奶粉；(2)經(jīng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入除濕機(jī)除濕后，冷卻，然后吹入流化床冷卻奶粉。攜帶細(xì)粉的廢氣通過旋風(fēng)分離器回收細(xì)粉后從流化床上部的排氣口排出。4.細(xì)粉回收：旋風(fēng)分離器回收的細(xì)粉通過下部的筒閥進(jìn)入細(xì)粉回收管道，排出的細(xì)粉由

14、壓縮機(jī)吹出的過濾空氣吹入流化床或干燥塔進(jìn)行回收。第4節(jié)離心噴霧干燥設(shè)備、設(shè)備、典型的尼羅離心噴霧干燥設(shè)備、過濾器、加熱器、風(fēng)扇(冷)、風(fēng)扇(冷)、風(fēng)扇(熱)、風(fēng)扇、振動(dòng)篩、流化床、干燥室、旋風(fēng)分離器、旋風(fēng)分離器、風(fēng)扇(廢氣)、鼓風(fēng)機(jī)、鼓形閥和細(xì)粉1加熱器(間接)2干燥室3振動(dòng)流化床4帶加熱器的風(fēng)扇(用于流化床的空氣)5風(fēng)扇(用于流化床的環(huán)境冷卻空氣)6風(fēng)扇(用于流化床的除濕冷卻空氣)7振動(dòng)篩、塔體： 內(nèi)外壁均為不銹鋼材質(zhì)，經(jīng)過拋光處理，符合食品衛(wèi)生要求，外形美觀； 絕緣層高達(dá)60毫米；一個(gè)電磁振蕩器安裝在塔的錐體中，由一個(gè)繼電器控制。每隔一段時(shí)間振動(dòng)幾次，粘在塔壁上的粉末被震落并及時(shí)送出。電機(jī)

15、、離心盤、離心盤(多葉片)16葉片槽離心盤直徑為210毫米，轉(zhuǎn)速為15000轉(zhuǎn)/分，物料處理能力為500公斤/小時(shí)。四個(gè)小孔直徑為3毫米，確保物料均勻進(jìn)入離心盤。直槽和彎槽：成品中的空氣減少，氧化的可能性降低，單位容量提高，便于包裝。霧化機(jī)理：濃縮牛奶在高速旋轉(zhuǎn)的離心盤上霧化時(shí)，受到兩種力的作用，一種是離心盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，另一種是與周圍空氣摩擦產(chǎn)生的摩擦力。濃縮牛奶在被排放到熱空氣中之前被離心力加速到高速。當(dāng)從離心盤的邊緣拋出時(shí)，它是薄膜。當(dāng)與周圍空氣接觸時(shí)，通過摩擦力將其分散成細(xì)小的乳化液滴，從而達(dá)到霧化的目的。轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切向速度和離心力產(chǎn)生的徑向速度被拋出，它們的軌跡是螺旋形的。離

16、心盤生產(chǎn)要求：1、無振動(dòng)旋轉(zhuǎn)；2.高比重離心力(高速旋轉(zhuǎn))；3.液體的供應(yīng)量是確定的；4.光滑的葉片平面；5.均勻濕潤刀片表面。影響離心噴霧液滴尺寸的因素如下：1 .轉(zhuǎn)速對液滴尺寸的影響增大，液滴變小；相反，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，液滴變大；2.進(jìn)料速度和液滴尺寸之間的關(guān)系。在恒定轉(zhuǎn)速條件下，液滴尺寸與進(jìn)料速度成正比；3.材料濃度與液滴尺寸之間的關(guān)系材料濃度與液滴尺寸成正比。傳動(dòng)系統(tǒng)由主皮帶傳動(dòng)和主蝸桿傳動(dòng)組成。三角皮帶輪與噴霧離心盤的傳動(dòng)比為13，336，010，因此離心盤的最大速度可達(dá)15，000轉(zhuǎn)/分鐘。2.工藝流程：1 .進(jìn)料至出粉口。物料(濃縮奶)首先進(jìn)入平衡罐，經(jīng)雙聯(lián)過濾器過濾，去除機(jī)械雜質(zhì)，然后由螺桿泵泵入干燥塔頂部的離心式噴霧器。在離心盤的高速旋轉(zhuǎn)下，物料被霧化，并與同時(shí)進(jìn)入的熱空氣充分換熱，蒸發(fā)物料蒸發(fā)的水蒸氣、熱交換后的熱空氣和一些細(xì)粉通過排氣管進(jìn)入旋風(fēng)分離器，細(xì)粉由旋風(fēng)分離器回收，分離出的廢氣由排氣扇排出。3.從冷卻流化床的進(jìn)風(fēng)到排風(fēng)，經(jīng)過濾器過濾的空氣由進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)吹入空氣除濕冷卻器進(jìn)行冷卻除濕，然后進(jìn)入冷卻流化床對干燥塔輸送的干粉進(jìn)行冷卻。熱交換后的冷空氣通過冷卻流化床出口送至旋風(fēng)分