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化工原理 课程设计任务书专业:班级:姓名: 一、 设计题目:奶粉喷雾干燥二、 设计条件:1、生产任务:年产全脂奶粉840吨(学号:13-18); 以年工作日330天,日工作二班,班实际喷雾时间6小时计。产品质量符合国家“全脂奶粉质量标准”。2、进料状态:浓缩奶总固形物含50%温度55、密度1120kg/m2、表面张力0.049N/m、黏度15cp。成品奶粉含水量2.5%(一级品)、密度600 kg/m2、比热2.1kJ/kg.3、新鲜空气状态: t0=23、0=55% 大气压760mmHg4、热源:饱和水蒸气。三、设计项目:a) 工艺流程的确定b) 喷雾干燥装置的计算c) 辅助设备的选型及计算d) 绘制工艺流程图e) 编制设计说明书四、设计时间和设计要求时间:1.5周要求:根据设计任务,确定方案合理,论证清楚,计算正确,简述简明,图纸整洁无误,书写整齐清洁。目录一、工艺流程确定及论证31.1论证31.1.1.本工艺采用喷雾干燥技术制备乳粉。31.1.2本工艺采用压力式喷雾干燥41.1.3本工艺采用并流型喷雾干燥51.2喷雾干燥流程图6二、喷雾干燥装置的计算:72.1物料及热量衡算72.1.1空气状态参数的确定72.1.2排风状态参数确定:82.1.2物料衡算:102.1.3热量衡算112.2.压力式雾化器计算122.2.1 喷咀孔截面积、孔径及喷头个数的确定142.2.2 喷咀旋转室的尺寸确定152.2.3 喷嘴的生产能力162.2.4 进旋转室切向通道长度L的计算162.2.5 喷咀芯结构172.2.6 干燥室(塔)主要尺寸的确定17三、辅助设备的选型计算(汇编4-1、曹277、乳品工业手册492)183.1空气过滤器的选型计算183.2空气加热器的选型计算(汇编4-24,乳品工业手册493502)193.2.1需要加热量Q需193.2.2传热效率203.2.3表面风速Va的选取203.2.4受风面积Fa213.2.5选型213.2.6核算传热量213.2.7空气阻力223.3 粉尘回收装置的选型和计算223.4 风机的选型计算233.5高压泵(汇编4-18、乳品414)243.6其它辅助设备选用24四、设计结果的汇总:254.1主要工艺参数254.2干燥装置及主要辅助设计一览表26五、带控制点的工艺流程图27六、设计说明27七、结束语28八、参考文献28一、工艺流程确定及论证本工艺采用并流、压力式喷雾干燥法对奶粉进行喷雾干燥。1.1论证乳粉是一种干燥粉末状乳制品,具有耐保藏、使用方便的特点。生产乳粉的目的在于保留牛乳营养成分的同时,除去乳中大量水分,使牛乳由含水88%的液体状态转变成含水2%的粉末状态,从而大大缩小牛乳体积,既利于包装运输,又便于保藏和使用。乳粉的主要化学成分有水分、脂肪、蛋白质、乳糖、灰分、乳酸等,因含量差异而形成各种种类的乳粉。乳粉的营养价值一般通过乳脂肪及非脂乳固体部分来体现。1.1.1.本工艺采用喷雾干燥技术制备乳粉。喷雾干燥,是指用单独一次工序,将溶液、乳浊液、悬浮液或含有水分的膏糊状物料变成粉状、颗粒或块状的干燥产品。其形成取决于物料的物理特性,以及喷雾干燥设备的流程和操。奶粉喷雾干燥的原理是将浓缩乳借用机械力量,即压力或离心的方法,通过喷雾器将乳分散为雾状的乳滴(直径为10-15um),大大增加了其表面积,同时送入热风的情况下雾滴和热风接触,浓乳中的水分便在0.01-0.04s的瞬间内蒸发完毕,雾滴被干燥成球形颗粒落入干燥室的底部,水蒸气被热风带走,从干燥室排风口排出,而且微粒表面的温度为干燥介质的湿球温度(5060),若连续出料,整个干燥过程仅需1030s,故特别适用于热敏性物料的干燥,蛋白质的变性很少,乳清蛋白依然保持良好的溶解性,酶的活性也没有丧失。具有较高的溶解度及冲调性,保持其原有的营养成分及色、香、味。喷雾干燥的特点如下:(1) 干燥速度快:由于料液经喷雾后雾化成几十微米大小的液滴,所以单位重量的表面积很大,每公升料液经喷雾后表面积可达300左右,因此热交换迅速,水分蒸发极快,干燥时间一般只要几秒钟,多则几十秒钟,具有瞬间干燥的特点。 (2) 干燥过程中液滴的温度比较低:喷雾干燥可以采用较高的温度的载热体,但是干燥塔内的温度一般不会很高。当液滴仍有大量水分存在时,它的温度不超过热空气的湿球温度,例如塔内热空气温度100时,物料温度约5060。所以适合于热敏性物料的干燥,能够保持产品良好的色泽和香味。 (3)干燥产品具有良好的分散性和溶解性能:根据工艺上的要求,选用适当的雾化器,可将料液喷成球状液滴,由于干燥过程是在空气中完成的,所得到的粉粒能保持与液滴相近似的球状,因此具有良好的疏松性、流动性、分散性,冲调时能迅速溶解。 (4)产品纯度高,环境卫生好:由于干燥是在密闭的容器内进行的,杂质不会混入产品,保证了产品纯度。生产有毒气、臭气物料时,可采用封闭循环或“自惰”循环系统的喷雾干燥设备,将毒气、臭气烧毁,防止公害,改善环境。 (5)生产过程简化,操作控制方便:即使含水量高达90%的料液,不经浓缩,同样能一次获得均匀的干燥产品。大部分产品干燥后不需粉碎和筛选,从而简化了生产工艺流程。对于产品粒径大小、松密度、含水量等质量指标,可改变操作条件进行调整,控制管理都很方便。 (6)适宜于连续化大规模生产:干燥后的产品经连续排料,在后处理上结合冷却器和风力输送,组成连续生产作业线,实现自动化大规模生产。其主要缺点有:(1)当热风温度低于150 时,热交换的情况较差,需要的设备体积大。在用低温操作时空气消耗量大,因而动力耗用量随之增大。(2)为了保证乳粉水分含量的要求,必须严格控制各种产品干燥时排风的相对湿度,一般为10%13%,故需消耗较多的空气量,从而增加了风机的容量及电耗,同时也增加了粉尘回收装置的负荷,影响了产品得率。(3)对某些膏糊状物料,干燥时需加水稀释,这样就增加了干燥设备的负荷。 (4)由于设备体积庞大,对生产卫生要求高的产品时,设备的清扫工作量较大。 (5)设备的热效率较低,在进风温度不高时,热效率约3040%左右。1.1.2本工艺采用压力式喷雾干燥喷雾干燥按照雾化方法分为压力式、离心式和气流式喷雾干燥。离心式主要是利用高速旋转轴产生很大的离心力,使料液被甩出去而分散雾化。离心式的特点是可以处理较粘稠;料液内含有颗粒的物料;雾化均匀,不易堵塞雾化器。缺点是只能采用立式,由于高速旋转,故对旋转轴及轴承、齿轮等要求很严,乳粉中气泡较多,不利于保藏等。压力式喷雾干燥器是通过高压设备给料液加压后通过雾化器雾化,其压力一般在220MP。与离心式相比,其结构较紧凑,生产能力大,耗能量少,而且改变内部元件能改变不同的雾炬形状,调节雾化压力能调整产品粒度【4】。压力式的主要缺点是高粘度物料不易雾化;喷嘴易堵塞;喷嘴易受磨损。对于低粘度的料液,采用压力式较适宜。因此在奶粉喷雾干燥中选择压力式。1.1.3本工艺采用并流型喷雾干燥喷雾干燥按照喷雾和流体流动方向分为并流型、逆流型和混合型三类。(1)逆流型操作特点是热利用率较高,但只适用于非热敏性物料的干燥,而且若空塔速度超过限度将引起颗粒的严重夹带,给回收系统增加负荷。(2)混合型操作特点是气流与产品较充分接触,脱水效率高,但产品有时与湿的热空气流接触,故干燥不均匀,内壁局部粘粉严重。(3) 并流型操作特点是:被干燥物料允许在低温下进行干燥。由于热风进入干燥室立即与喷雾液滴接触,室内温度急降,不会使干燥物料受热过度,因此,适宜于热敏性物料的干燥。塔壁粘粉较少。由于在干燥室内细粒干燥时间短、粗粒干燥时间长,产品具有比较均匀干燥的特点,适合于液滴高度分散均一的喷雾场合。综上所述,本生产工艺选用并流、压力式喷雾干燥法对奶粉进行喷雾干燥处理。1.2喷雾干燥流程图空气加热器干燥室袋滤器进料装置集粉装置鼓风机空气过滤排风机浓缩料液冷却废气新鲜空气热风雾化器筛粉包装 图1 喷雾干燥流程图二、喷雾干燥装置的计算:2.1物料及热量衡算2.1.1空气状态参数的确定G1 tM1=55新鲜空气蒸汽热空气浓奶排气L t00 H0H0 I0L t1 H1H1 I1 L t2 H2H2 I22t0=23,0=55% t1=150,H1=0.00963 t2=80,H2=0.0364H0=0.00963热损失QL空气加热器冷凝水干燥塔 奶粉G2 tM2=70图2物料、热量衡算图2.1.1.1新鲜空气状态参数:(参化工原理P216218)由设计条件给定:t023055% 查得23饱和水蒸汽压Ps021.07 mmHg (2809.24Pa)湿度H0=0.6220Ps0/(P-0Ps0)=0.622*0.55*21.07/(760-0.55*21.07)=0.00963kg水/kg绝干气热焓I0=(1.01+1.88H0) t0+2490H0=(1.01+1.88*0.00963)*23+2490*0.00963=47.625kJ/kg绝干气湿比容H0=(1/29+H/18)*22.4*(273+t0)/273=(1/29+0.00963/18)*22.4*(273+ 23)/273=0.8505m3(湿空气)/kg绝干气2.1.1.2加热后空气的状态参数:(2,P467。7,P229-P233)全脂乳粉的加工工艺流程中,喷雾干燥的操作要点为先将过滤的空气由鼓风机吸进,通过空气加热器加热至130-160后,送入喷雾干燥室。如用电热或燃油炉加热,可使干燥介质的温度提高至200以上。虽然提高热空气温度可以提高热效率,强化干燥过程,减少干燥塔所需容积,但是考虑到温度过高会影响乳粉的质量,如发生龟裂或焦化,所以干燥介质的温度会受到限制。同时温度过低会使产品水分含量过高而不能达到标准。故加热后的空气温度可确定为150。 湿度H1=H0=0.00963Kg水/Kg绝干气热焓I1=(1.01+1.88*H1)*t1+2490H1=(1.01+1.88*0.00963)*150+2490*0.00963=178.194KJ/Kg绝干气湿比容H1(1/29+ H1/18)*22.4*(273+ t1)/273=(1/29+0.00963/18)*22.4*(273+ 150)/273=1.215m3(湿空气)/kg绝干气2.1.2排风状态参数确定:(乳粉生产基本知识 P258,乳与乳制品生产P279,273,305)干燥的乳粉含水量在2.5%以内,从塔底流出,热空气经旋风分离器收集所携带的乳粉颗粒,净化后的空气被排风机送入大气中,排放温度为8090,相对湿度为1013%。选定排放温度为80,但为了防止产品长时间受高温影响而使产品变性,且同时要防止露水的形成,故奶粉出口温度一般比排气温度低10。就整个干燥器做物料衡算:(化工原理下P230).式中:CM-产品比热,全脂奶粉为2.1kJ/kg (任务书给定) Cl-水的比热,4.187kJ/kg绝干气 tM1-浓奶温度,任务书给定55(任务书给定) tM2-奶粉出口温度,取70 QL-每蒸发1kg水干燥室的热损失,按工业生产经验取251kJ/kg水(7,P305:对于保温适宜的干燥室而言:其散失的热量可取60千卡/公斤水,相当于251.04kJ/kg水,而对于空气加热器的热损失可取40千卡/公斤水,相当于167.36kJ/kg水。本工艺保温适宜,故采用热损失为251kJ/kg水。) W-每小时蒸发水量(见物料衡算)201.514kg G2-每小时奶粉产量 (见物料衡算)212.12kg L-每蒸发千克水所需空气量Kg,l1/(H2H1) 将上式整理后可得:方程左端表示干燥室补充热量与损失热量之差,用表示。=4.187*55(212.12*2.1*70/201.514212.12*2.1*55/201.514251)=53.873KJ/Kg水=(I2I1)/(H2H1) =(1.01+1.88H2)t2+2490H2-I1/(H2H1) =(1.01+1.88H2)*80+2490H2-178.194) /(H2-0.00963)=53.873KJ/Kg水解得:H20.03635 Kg水/Kg绝干气热焓 I2(1.01+1.88 H2)t2+2490 H2 (1.01+1.88*0.03635)*80+2490*0.03635 176.779kJ/kg绝干气2的求取:由查得80饱和水蒸汽压355.1mmHg0.036350.622*355.12/(760-355.1*2)解得: 211.82%13%为保证乳粉水分含量的要求,必须严格控制排风相对湿度2=1013%。由于2在此范围以内,所以含水量可以保证。湿比容H2=(1/29+H2/18)*22.4*(273+t2)/273=(1/29+0.03635/18)*22.4*(273+80)/273=1.0573m3(湿空气)/kg绝干气2.1.2物料衡算: 2.1.2.1每小时需得奶粉量G2可由年产量,年工作日,日工作班数及喷雾时间求取(相关数据由任务书给定:年产全脂奶粉880吨,年工作日为330天,日工作二班,班实际喷雾时间6小时)=212.12kg/h2.1.2.2 每小时喷雾浓奶量及蒸发水分量W =212.12*(1-0.025)/(1-0.50) =413.634kg/h W=G1-G2=413.634212.12=201.514kg/h 2.1.2.3每蒸发1kg水干空气用量(绝干量计) L=1/(H2H1)1/(0.03635-0.00963) =37.425kg绝干气/kg水每小时干空气量 LW/(H2H1)201.514/(0.03635-0.00963)=7541.69Kg绝干气/h新鲜空气体积流量V0=LH0=7541.69*0.8505=6414.21m3/h热空气体积流量V1=LH1=7541.69*1.215=9163.15m3/h干燥空气体积流量V2=LH2=7541.69*1.0573=7973.83m3/h2.1.3热量衡算2.1.3.1输入系统热量新鲜空气输入: =7541.6947.625=359172.97KJ/h热器输入热量: 7541.69(178.194-47.625)=984710.92 KJ/h浓奶带入的热量:212.122.155+201.5144.18755 70905.51KJ/h 3.610+9.8510+0.7110 14.1610KJ/h2.1.3.2 输出系统的热量排气带出的热量: =7541.69176.779=1333212.4KJ/h产品奶粉带出的热量: 212.122.170=31181.64KJ/h干燥室热损失: 201.514251=50580.014KJ/h 13.3310+0.3110+0.511014.1510KJ/hQ入Q出可见热量收支平衡。2.1.3.3 干燥过程的热效率表示每蒸发1kg水分,干燥器内所需加入的热量中用于汽化水分所耗热量的百分率。=(r0+CWt2)-CltM1)/L(I2I0) =(2490+1.88*80)-4.187*55)/ (37.425 (176.779-47.625) )= 49.9% 2.1.3.4 空气加热器蒸汽消耗量:(5 喷雾干燥,P266)选取加热用饱和水蒸气温度T= t1+10=150+10=160查得其饱和蒸汽压为6.303Kgf/cm2(绝压),汽化潜热为2087.1kJ/kg并取热效率k=95%蒸汽消耗量:Dk=Q2/rk=984710.92/2087.1*0.95=496.64kg/h2.2.压力式雾化器计算压力式喷嘴在结构上的共同特点是使液体获得旋转运动,即液体获得离心惯性力,然后由喷嘴孔高速喷出。压力喷嘴一般分为旋转型压力喷嘴和离心型压力喷嘴两种类型。液体通过内插头完成旋转运动,然后由嘴喷喷出。具有使液体旋转的内插头喷嘴,称为离心型压力喷嘴【3】。旋转型压力喷嘴则是液体经过旋转室喷出的喷嘴,与离心型相比,其流量更大,适于生产能力较大的干燥设备。因而在此选用旋转型压力喷嘴。2.2.1 喷咀孔截面积、孔径及喷头个数的确定2.2.1.1 喷咀孔截面积 雾化角增大,流量系数CD减小,使喷咀的料液处理量降低,而塔径却需增大【3】。因而为使塔径不至过大,且与气流良好接触,根据经验,雾化角控制在6070。在此选65。由=65,查图3-44可查,得A=2.5再由A=2.5查图3-42,可得孔板系数CD=0.25据公式:浓奶密度1120kg/m3 Q喷嘴流量 P压力式雾化器的操作压力,应在100150 kgf/cm2之间, 选取120kgf/cm2 CD孔板系数 CD=0.25 故 F=2.2.1.2 孔径选取喷嘴孔径do,根据经验一般为11.5mm,选1.2mm,则r0=0.6mm。2.2.1.3 喷头个数的确定 此值需圆整为3个。2.2.2 喷咀旋转室的尺寸确定 由式: A1=nbh A=可得A1=A 喷咀的结构参数 A=2.5r0 喷咀孔半径R 旋转室半径,取R=3mmb 液体入口宽度,取b=0.4mm,b太大,不会粘在壁上,分散开,b太窄,阻力大。A1 切向通道总的截面积R1 R1=R-3-=3-0.2=2.8mmn 增向通道个数 n=4h 液体入口高度A1=1.04710-6m整取0.9mm根据经验校核2R/b=23/0.4=15 其值在630之间h/b=710-4/0.410-3=1.75 其值在1.33.0之间2.2.3 喷嘴的生产能力 A=A2.34查图3-42,可得CD=0.26查图可得=630实际的Q =FCD=1.0710-4m3/s大于 m3/s 符合要求 由 可用来调节流量。2.2.4 进旋转室切向通道长度L的计算 如图可知 R2 空气心外半径一般取 R2=44.5mm,取 R2=4mmR 旋转室半径,R=3mm = L= L 入口长度 经验校核 在0.97之间L/b在0.97时对流量系数没有多大影响。当L/b过大时,压头损失过大。L/b过小时,液体进入旋转室后就会出现散乱流动,不能在室内均匀地旋转。2.2.5 喷咀芯结构 厚度为67mm,喷嘴孔长度取孔直径1.2mm。2.2.6 干燥室(塔)主要尺寸的确定因立式喷雾设备较卧式有如下优点【6】:干燥塔生产能力大,占地面积小,设备蒸发强度大,干燥时间长,有利于提高设备的热效率等,故选择立式。采用多喷头式n=3,呈多边三角形布置。其中心距为1000mm。喷头与塔壁间距可取10001200mm,在此取1100mm,可减少周壁的沾粉现象,气流的截面速度下降,有利于设备热效率提高。q=0.03t1-1=0.03150-1=3.5 kg水/m3hV=V干燥室的有效容积W干燥室的水分蒸发 q干燥强度t1进入干燥室的热风温度V=H立式干燥室的有效高度F干燥室的截面积D干燥室的直径D=经圆整 D=3.5mH2=D=3.5(m)取d=0.40.5m 在此d=0.4m夹角应小于60,使产品不易堵塞。通过几何计算 =48Q需 富裕51.7%2030%,故在原有基础上减2组,即6排。校验得富裕=38%,不在2030%范围内,再减2排,即4排。校验得富裕=29%,符合要求。3.2.7空气阻力P =0.0853(Vr)4 =0.08533.354 =3.24mmH2O3.3 粉尘回收装置的选型和计算粉尘回收设备主要有布袋过滤器和旋风分离器两种。对于乳粉生产而言,旋风分离器的回收率远远低于布袋过滤器,经济损失极大【8】。此外,布袋过滤器操作方便,动力消耗少,布袋内的积粉便于清理。因此乳粉生产通常采用布袋过滤器。(1) V通过布袋过渡器的空气量 q布袋的允许通过负荷,一般150200m3/m2h,选170 m3/m2h。 F=(2)确定规格、只数、组数 Z= Z 运行时的只数 d 布袋直径,150200mm,选180mm。 l 布袋长度,2m3.5m,选3m。 Z= 圆整为28只一般有二组、一组使用,一组备用。(3)核算q q= m3/m2h 在150200范围内,故可。(4)计算阻力 P=(K0Zp+a0)qb0P 空气通过布袋时的阻力ZP 织物的沾尘度,对乳粉而言:ZP=500g/m2k0、a0、b0是常数,对棉织绒布而言。k0=2.4510-4 a0=7.5610-3 b0=1.14 P=(2.4510-4500+7.5610-3)1881.14 =50.9(mmH20) P上升到一定程度,如80 mmH20,应更换、清洗。3.4 风机的选型计算(1)送风机:风量一般应有1020%富裕量,取15%。 Q送=LvHO(1+0.15)= 7541.690.8505(1+0.15)=7376m3/h Pt=(干燥室内压-大气压)+过滤器阻力降+加热器压降+热风分配器压降+沿程与局部压降一般要求干燥室内压为负压1015mmH2O,取15mmH2O 过滤器阻力升至1520mmH2O时需取下洗涤,取其阻力降为15mmH2O。热风分配器压降计算复杂,无资料介绍,估计为3040mmH2O,取40mmH2O。沿程与局部阻力估为:3040mmH2O,取40mmH2O。Pt= -15-0+15+4.35+40+40=84.35mmH2OPto=Pt 据Pto=86.13mmH2O Q送=7376m3/h查表选4-72-11 6D离心通风机主要性能参数:转速1450rpm 全压:104mmH2O流量:10200m3/h 效率:91% 所需功率:4KW (2)排风机排风机富裕量一般为1530%,取25%。Q排=LvH2(1+0.25)= 7541.691.05731.25=9967.3m3/hPt=出口动压一进口静压+旋风分离器压降+沿程、局部压降出口动压一般取15mmH2O,进口静压取-15mmH2O。空气通过布袋时压降45.44mmH2O沿程、局部压降估为40mmH2OPt=15-(-15)+45.44+40=115.44mmH2OPto=Pt据Pto=172.04mmH2O Q排=9967.3m3h 查1365表25选排风机型号为: 离心通风机4-72-11 6C主要性能参数:转速2240rpm 全压248mmH2O流量:15800m3/h 效率:91% 所需功率:14.1kw一般为使干燥室内形成1020mmH2O的负压,排风机的风量需比送风机的风量大2040%。由于20%35.44%40%,所以风机选择合适3.5高压泵(汇编4-18、乳品414)根据设计压力一般在100150Kgf/cm2,如120 Kgf/cm2,流量如430Kg/hr据此选择RPO2或RPO3型高压泵,其输出量更接近设计值,更加经济。3.6其它辅助设备选用(1)浓奶保温槽:选RP6L5型,其贮液容积为500L,加热面积2.67m2,容积内径900mm,电机功率0.37kw,2台。(2)集粉箱:无具体型号,设计用长1m,宽0.5m,高0.5m的箱体。(3)旋转阀:采用普通式即可,动配合间隙小于0.05mm以保证气密性,用型号l的旋转阀,叶轮容积1.0升,叶轮转速30rpm,所需功率0.4kw,排料量1吨/小时。(4)仪表盘:将就地集中测量的仪表读数全部在仪表盘上显示出,包括差压计、温度计、电流表(送风机、排风机、雾化器的电流)。四、设计结果的汇总:4.1主要工艺参数(1)产量:年产全脂奶粉840吨,每小时产量为212.12kg,产品质量符合轻工部“全脂奶粉质量标准”。轻工部全脂乳粉一级产品的理化指标。化学指标:水分(不超过)2.50%,脂肪2530%。 复原后的酸度不超过190T,铜不超过6mg/kg。 锡不超过100mg/kg,铅不超过2mg/kg。物理指标:溶解度不低于97%,杂质度不超过16ppm。微生物指标:杂菌数不超过50000个/g,大肠菌不检出。(2)浓奶:总固形物含量50%,温度55,每小时喷雾量G1=413.63kg/h。(3)蒸发水量:W=201.514kg/h(4)干燥空气用量:L=7541.69kg干/kg水(5)新鲜空气的状态及流量:t0=23 0=55% H0=0,00963kg/mg I0=47.625kJ/kg VH0=0.8505m3/kg V0=6414.21m3/h(6)热空气的状态及流量:t1=160 H1=0.00963kg/mg I1=178.194kJ/kg VH1=1.215m3/kg V1=9163.15m3/h(7)排气的状态及流量:t2=82 2=11.7% H2=0.03635kg/mg I2=176.779kJ/kg VH2=1.0573m3/kg V2=7973.83m3/h(8)加热蒸汽的状态及流量:T3=160 P=6.303kgf/cm2 D=496.64kg/h 4.2干燥装置及主要辅助设计一览表序号名 称型 号数量主 要 性 能 参 数1送风机离心式通风机4-72-11 6D1全风压:104mmH2O 转速:1450rpm流量:10200m3/h 效率:91% 所需功率:4kw2空气过滤器中空泡沫塑料过滤器1过滤面积:1.3 m2阻力降:8.82mmH2O3空气加热器GLII2-24-784组总散热面积:300.96m2 受风面积:1.192 m2 通风净截面积:0.632m2 阻力降:3.24mmH2O4(1)干燥塔立式、并流、离心式1塔径:3.5m 塔高:9.5m 有效容积:57.78m3蒸发强度:3.5 kg水/m3h 蒸发水量:201.154kg/h(2)雾化器旋转型压力式雾化器1喷雾量:9.1610-5 转速:15000rpm 喷嘴孔径:1.2mm 喷嘴数:3个 5布袋过滤器脉冲式1过滤面积:F=46.9m2,允许负荷:q=188 m3/m2h阻力降:50.9mmH2O 回收效率:100%布袋只数:28只 分两组6排风机离心通风机4-72-11-6C1风压:248mmH2O 转速:2240rpm 流量:15800m3/h效率:91% 所需功率:14.1kw7浓奶保温槽RP6L2型1贮液容积:1000L 加热面积:5m2 容器内径:1130mm 电机功率:0.37KW 台数:2台8集粉箱无具体型号1长1m 宽0.5m 高0.5m9旋转阀普通式1型1叶轮容积:1.0升 叶轮转速:30rpm 所需功率:0.4kw排料量:1吨/小时 动配合间隙小于0.5mm五、带控制点的工艺流程图见所附A3图纸上。六、设计说明干燥塔设计的其他说明:1、热风分配装置热风从侧面进入,通过一块垂直和一块水平孔板分布均匀。2、干燥塔上设有灯孔、视孔、人孔、振荡器、排风管等。振动器安装在塔壁上及圆锥底部,各两个。3、为使喷雾正常进行,以防在生产中出现不测事件,其电压控制在36V。4、塔体材料:塔体内外壁用厚度为23mm的不锈钢焊成,顶部用槽钢固定起来。材料可用1cr18Ni9Ti。5、干燥塔塔体夹层用保温材料保温,以减少热损失或设备停用时因乳粉吸潮而粘结。粉尘回收装置应回收物料的性质选择。用于喷雾干燥的袋滤器,大多不超过130。在本设计中,不应超过90。游离脂肪含量过高,乳粉极易氧化,不耐保藏,冲调性差,此时应冷却到20以下进行输粉为佳。6、对干燥设计过程中某些问题的探讨(1)喷雾干燥塔主要尺寸的确定中,离心式喷雾干燥中此现象不明显,故不作深入探讨。(2)奶粉的色泽、颗粒、冲调、粉中杂质、蛋白质在塔中变性的程度均与喷雾干燥系统的结构形式、生产参数的控制和操作者的责任心有关。要生产合格优质的奶粉必须从每个细节做起。由于设计制图时未考虑装订问题,故仅按普通不需装订要求布局,而未留出装订部位。七、结束语这次课程设计使我充分了解到化工原理课程的重要性和实用性,通过对喷雾干燥的设计,我更加的清楚喷雾干燥的具体操作及流程。傅老师不仅教给我们专业知识,并且讲述了他人的经历,丰富了课堂教学,还教导我们在遇到问题遇到困难的时候,一定要不懈努力,不能退缩,发现问题的所在,然后一一解决。只有真正吃过苦的人才能得到别人的尊重,只有这样,才能成功的做成想做的事,才能在今后的道路上披荆斩棘,而不是知难而退,那样永远不可能收获成功、收获喜悦。这次的课程设计过程不仅培养了我独立思考、动手实践的能力,也使我体会到了合作的重要性,遇到问题时,同学之间的互相讨论会给自己很大的启发。不可否认,本次设计存在不少缺点和不足,但这次的课程设计使我找出了自己在学习上的不足,对以后的工作学习也有指导作用。我相信在以后的学习中会克服这些不足,达到熟练掌握的目的。八、参考文献【1】 郭本恒等、乳品化学、中国轻工业出版社 2001.7【2】 夏清等、化工原理(下册)、天津大学出版社 2007.1【3】 陈寿鹏等、食品工程原理设计课程资料汇编 2002.5【4】 刘广文等、喷雾干燥实用技术大全、 中国轻工业出版社 2001.10【5】 金世琳等、乳与乳制品生产、 轻工业出版社 1985.10【6】 曹惠兴等、乳品生产基本知识、轻工业出版社 1984【7】 夏清等、化工原理(上册)、天津大学出版社 2007.1【8】 郭宜祜等、喷雾干燥、化工出版社 1983葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿

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