化工原理课程设计(奶粉喷雾干燥)

化 工 原 理 课 程 设 计 说 明 书 设计题目 奶粉喷雾干燥 专业 班级 姓名 指导老师 XXXXXX 大 学 20XX 年 X 月 X 日 化工原理化工原理 课程设计任务书课程设计任务书 专业 专业 XXX 班级 班级 XXX 姓名姓名 XXX 一 设计题目设计题目 奶粉喷雾干燥 二 设计条件设计条件 1 生产任务 年产全脂奶粉 750 吨 学号 1 6 800 吨 学号 7 12 850 吨 学号 13 18 900 吨 学号 19 24 950 吨 学号 25 30 1000 吨 学号 31 36 以年工作日 310 天 学号尾号为单数 330 天 学号尾数为双号 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 浓缩奶总固形物含量 46 学号 5 6 11 12 17 18 23 24 29 30 35 36 48 学号 3 4 9 10 15 16 21 22 27 28 33 34 50 学号 1 2 8 7 13 14 19 20 25 26 31 32 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 K 3 新鲜空气状态 t0 20 0 50 学号 1 12 t0 23 0 55 学号 13 24 t0 25 0 60 学号 25 36 大气压 760mmHg 4 热源 饱和水蒸气 三 设计项目设计项目 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 目录目录 一 一 工艺流程确定及论证工艺流程确定及论证 4 1 1 论证 4 1 2 喷雾干燥流程图 5 二 二 喷雾干燥的计算喷雾干燥的计算 5 2 1 物料及热量衡算物料及热量衡算 5 2 1 1 空气状态参数的确定 5 2 1 2 物料衡算 8 2 1 3 热量衡算 9 2 2 离心式雾化器的计算离心式雾化器的计算 10 2 2 1 雾滴直径 dL的计算 10 2 2 2 液滴离开转盘的初速度 11 2 2 3 雾滴水平飞行距离 12 2 2 4 离心喷雾器所需功率 13 2 3 喷雾干燥塔主要尺寸的计算喷雾干燥塔主要尺寸的计算 13 2 3 1 塔径 D 13 2 3 2 塔高 H 14 三 三 辅助设备的选型计算辅助设备的选型计算 14 3 1 空气过滤选型器的计算 14 3 2 空气加热器的选型计算 15 3 3 粉尘回收装置的选型计算 喷 18 3 4 风机的选型计算 19 3 5 高压泵 20 3 6 其他辅助设备选用 20 四 四 设计结果的汇总设计结果的汇总 20 4 1 主要工艺参数 20 4 2 干燥装置及主要辅助设计一览表 21 五 五 带控制点的工艺流程图带控制点的工艺流程图 22 六 六 设计说明设计说明 22 七 七 对干燥设计过程中某些问题的探讨对干燥设计过程中某些问题的探讨 23 八 八 结束语结束语 24 九 九 参考文献参考文献 24 一 工艺流程确定及论证一 工艺流程确定及论证 本工艺采用并流 离心式喷雾干燥法进行奶粉的喷雾干燥 1 1 论证论证 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 50 60 若连续出料 整个干燥过程仅需 10 30s 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 喷雾干燥的特点是 干燥速度十分迅速 干燥过程中的液滴温度不高 产品质量较好 产品具有良好的分散性 流动性和溶解性 生产过程简化 操作控制方便 防止发生公害 改善生产环境 适宜于连续化生产 容易改变操作条件 控制或调节产品的质量指标 可以满足对产品的各种要 求 适用于热敏性和非热敏性的干燥 但是其缺点是 设备比较复杂 一次投资大 投资费用比较高 设备的热效率不高 热消耗大 热效率约为 30 40 对生产卫生要求高的 产品 设备的清扫工作量大 牛乳的化学成分中的矿物质种类非常丰富 除了我们所熟知的钙以外 磷 铁 锌 铜 锰 钼的含量都很多 最难得的是 牛乳是人体钙的最佳来源 而且钙磷比例非常适当 利于钙的吸收 其主要成分由水 脂肪 磷脂 蛋白 质 乳糖 无机盐等组成 可以看出牛乳的主要成分中含有脂肪等易氧化和热 敏性的成分 这对于干燥来说是需要较高的要求 而通过上述喷雾干燥优缺点 的对比我们发现喷雾干燥法适合于热敏性 易氧化物料的干燥 综上所述 该工艺适合采用喷雾干燥技术制备乳粉 1 1 1 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 本工艺 采用并流型喷雾干燥 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 本工艺适合采用并流型喷雾干燥 1 1 2 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 本工艺采 用并离心式喷雾干燥 1 压力式喷雾干燥的操作特点是结构简单 制造成本低 维修简单 拆装 方便 与气流式喷嘴相比 大大节省雾化用动力 但在生产过程中流量调节能 力差 不适应于处理纤维状或含大颗粒料液和高粘度料液或有固液相界面悬浮 液 压力式喷雾干燥的体积蒸发强度较低 2 气流式喷雾干燥的操作特点是结构简单 加工方便 操作弹性大 易于 调节 但用于雾化的压缩空气的动力消耗较大 约为压力式和离心式雾化器的 5 8 倍 3 离心式喷雾干燥的操作特点是 塔内只安装一个雾化器便可完成生产 任务 在一定范围内 可以调节雾滴尺寸 生产能力调节范围大 在 调节处理量时 不需要改变雾化器工作状态 与压力式喷雾干燥相比 可以 适应叫高粘度的料液 综上所述 本工艺采用并离心式喷雾干燥 虽然离心式喷雾干燥的不足之处有 喷雾机构造复杂 维修麻烦 钢材要 求高质 高速旋转的传动部分要注润滑油 常漏油污染奶粉 乳粉颗粒中空气 多 容重小 保存贮藏性差 无均质作用 只可适于立式烘箱 但是这些缺点 并不影响它的广泛使用 总的来看 离心喷雾干燥还是经济的 特别是大规模 生产时 其经济性极为突出 当蒸发同样水分时 此法要比其他干燥方法来得 经济 在喷雾干燥设备中 每蒸发一公斤水分所需的热量消耗约为 850 1400 千卡 因此最终确定本生产工艺选用并流 离心式喷雾干燥法进行奶粉的喷雾干 燥 1 2 喷雾干燥流程图喷雾干燥流程图 图图 1 喷雾干燥流程图喷雾干燥流程图 新鲜空气 空气过滤 器 送风机 空气预热器 浓缩乳离心式喷雾器 喷雾干燥旋风分离 器 排风机 排 放 奶 粉 冷 却 过 筛 包装成品 二 喷雾干燥装置的计算 二 喷雾干燥装置的计算 2 1 物料及热量衡算物料及热量衡算 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 t0 0 H0 H0 I0 L t1 H1 H1 I1 L t2 H2 H2 I2 2 t0 20 0 50 t1 150 H1 0 00726 t2 80 H2 0 0339 H0 0 00726 热损失 QL 空气加热器 冷凝水 干燥塔 奶粉 G2 tM2 70 图图 2 物料 热量衡算图物料 热量衡算图 2 1 1 1 新鲜空气状态参数 由设计任务书给定条件 t0 20 0 50 查得 20 饱和水蒸汽压 Ps0 17 54 mmHg 2338 59Pa 湿度 H0 0 622 0Ps0 P 0Ps0 0 622 0 5 17 54 760 0 5 17 54 0 00726kg 水 kg 绝干气 热焓 I0 1 01 1 88H0 t0 2490H0 1 01 1 88 0 00726 20 2490 0 00726 38 554kJ kg 绝干气 湿比容 H0 1 29 H 18 22 4 273 t0 273 1 29 0 00726 18 22 4 273 20 273 0 8387m3 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 00726Kg 水 Kg 绝干气 热焓 I1 1 01 1 88 H1 t1 2490H1 1 01 1 88 0 00726 150 2490 0 00726 171 628KJ Kg 绝干气 湿比容 H1 1 29 H1 18 22 4 273 t1 273 1 29 0 00726 18 22 4 273 150 273 1 211m3 湿空气 kg 绝干气 2 1 1 3 排风状态参数确定 汇编 P1 8 7 P305 干燥的乳粉含水分 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 80 90 相 对湿度为 10 12 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 且同时也要防止露水的形成 故奶粉出口温度一般比排气温度低 10 就整个干燥器作热量衡算 1 下册 P230 G2CMtM1 W Cl tM1 lI0 l I1 I0 G2CM tM2 W lI2 QL 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 221 77kg G2 每小时奶粉产量 见物料衡算 215 05kg l 每蒸发 千克水所需空气量 Kg l 1 H2 H1 将上式整理后可得 Cl tM1 G2CM tM2 W G2CMtM1 W QL I2 I1 H2 H1 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 55 215 05 2 1 70 221 77 215 05 2 1 55 221 77 251 51 2605KJ Kg 水 I2 I1 H2 H1 1 01 1 88H2 t2 2490H2 I1 H2 H1 1 01 1 88H2 80 2490H2 171 628 H2 0 00726 51 2605KJ Kg 水 解得 H2 0 03388 Kg 水 Kg 绝干气 热焓 I2 1 01 1 88 H2 t2 2490 H2 1 01 1 88 0 03388 80 2490 0 03388 170 25675kJ kg 绝干气 2的求取 由 H2 0 622 2PS2 P 2PS2 查得 80 饱和水蒸汽压 PS2 355 1mmHg 0 03388 0 622 355 1 2 760 355 1 2 解得 2 11 06 12 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 10 12 由于 2在此范围以内 所以含水量可以保证 湿比容 H2 1 29 H 18 22 4 273 t2 273 1 29 0 03388 18 22 4 273 80 273 1 0533m3 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 800 吨 年工作日为 310 天 日工作二班 班实际喷雾时间 6 小时 G2 800 1000 310 2 6 215 05kg h 2 1 2 2 每小时喷雾浓奶量及蒸发水分量 W G1 G2 1 W2 1 W1 215 05 1 0 025 1 0 52 436 82Kg h W G1 G2 436 82 215 05 221 77kg h 2 1 2 3 每蒸发 1kg 水干空气用量 绝干量计 L 1 H2 H1 1 0 03388 0 00726 37 566kg 绝干气 kg 水 每小时干空气量 L W H2 H1 221 77 0 03388 0 00726 8330 9542Kg 绝干气 h 新鲜空气体积流量 V0 L H0 8330 9542 0 8387 6987 1713m3 h 热空气体积流量 V1 L H1 8330 9542 1 211 10088 785m3 h 排气体积流量 V2 L H2 8330 9542 1 0533 8774 994m3 h 2 1 3 热量衡算 2 1 3 1 输入系统热量 新鲜空气输入 Q1 LI0 8330 9542 38 554 61kJ h 加热器输入热量 Q2 L I1 I0 8330 9542 171 628 38 554 4 kJ h 浓奶带入的热量 Q3 G2CMtM1 WCl tM1 215 05 2 1 55 221 77 4 187 55 75908 579KJ h Q入 Q1 Q2 Q3 61 4 75908 579 6kJ h 2 1 3 2 输出系统的热量 排气带出的热量 Q 1 LI2 8330 9542 170 25675 2KJ h 产品奶粉带出的热量 Q 2 G2CMtM2 215 05 2 1 70 31612 35KJ h 干燥室热损失 Q 3 WQL 221 77 251 55664 27KJ h Q出 Q 1 Q 2 Q 3 2 31612 35 55664 27 8 KJ h 由于 Q出 Q入 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 I2 I0 2490 1 88 80 4 187 55 37 566 170 25675 38 554 48 7 2 1 3 4 空气加热器蒸汽消耗量 5 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 r k 4 2087 1 0 95 504 62kg h 2 22 2 离心式雾化器的计算 离心式雾化器的计算 根据现有的定型设备 LP150 用其有关数据进行参考设计 G1 436 82kg h 1120kg m3 V1 3 1 1 436 82 10 390 02 1120 G L h 故可选取生产能力为 400L h 的离心雾化器 要使喷孔流速 U孔在 0 5 1m s 之间 可增大孔径至 5mm 采用 6 个喷孔 核算 U孔 3 2 390 02 10 0 9196 56 3600 4 m s U孔在 0 5 1m s 间 适用选 LP400 LP400 参数如下 生产能力 400L h 主要性能参数 离心盘喷嘴外径 280mm 喷嘴个数 6 个 喷嘴孔径 5mm 离心盘转速 7300r mim 离心盘线速度 104m s 上述采用参考性设计 由于离心雾化器结构相对较复杂 故不重新进行设 计 但可用现有型号的雾化器 并对生产能力方面的参数做微调 本次设计通 过扩大喷嘴口径和增加喷口数量使喷嘴的液体流速控制在 0 5 1m s 内 随后再 对喷嘴的性能参数做相应的调整 最后列出主要性能参数 2 2 1 雾滴直径 dL的计算 6 P432 在忽略了分散盘形状对雾滴的影响时 有人提出下面的多管式分散盘雾滴 直径计算的经验公式 1 98 5 L L L d Nr 式中 dL 雾滴直径 m N 分散盘转速 7300 r min r 分散盘半径 0 14 m 料液表面张力 0 049 9 81 0 005 kg m L 料液密度 1120 kg m3 L 5 110 005 98 598 57 619 10 73000 14 1120 L L L dm Nr 2 2 2 液滴离开转盘的初速度 6 P428 2 2 2 1 径向速度的计算 圆形通道分散盘 雾滴离开分散盘时径向速度按下式计算 0 80 4 0 4 0 0 950 421 43 0 35 1 r r u ccr 式中 雾滴的径向初速度 m s 0r u 分散盘的角速度 227300 764 454 6060 N rad s 分散盘半径 0 14 m r c 常数 0 350 355 0 4 0 8 0 8 0 00251 339 10 0 090 090 27998 1 083 10 7300 L L r c Q N 通道半径 0 0025 m 0 r 料液运动粘度 m2 s L 5 0 015 1 339 10 1120 料液的体积流量 L Q 43 1 1 436 82 1 083 10 m s 1120 3600 G N 分转盘转速 7300 r min 将以上数据代入式 0 80 4 0 4 0 0 950 421 43 0 35 1 r r u ccr 0 80 4 0 4 0 950 421 43 746 4540 140 35 1 46 3 0 279980 27998746 4540 14 m s 2 2 2 2 切向速度的计算 由于浅槽或叶片阻止了料液的滑动 离开分散盘边缘时的切向速度近似等 于分散盘上圆周速度 0 0 28 7300 106 97 60 t udNm s 式中 d 分散盘直径 0 28 m 切向速度 m s 0t u 2 2 2 3 料液离开分散盘时的合成速度 料液离开分散盘时是径向速度与切向速度的合成速度的运动形式 因此最 后雾滴离开分散盘时的速度为 2222 000 106 9746 3116 56 mtr uuum s 式中 料液离开分散盘时的初速度 m s 0m u 2 2 3 雾滴水平飞行距离 6 P429 430 雾滴离开分散盘边缘沿水平方向飞出 雾滴飞出的最大距离是确定干燥器 直径的主要依据 分散盘产生的雾距 通常是以 90 99 雾滴的降落半径作为 最大雾距 但是实际雾距和理论值不能吻合 主要原因在于 雾滴在喷出后因水分迅速蒸发而使雾滴密度减小 因此飞行距离也缩短 在干燥过程中雾滴的直径收缩或因崩裂而减小 干燥器热风的流动 雾滴的飞行受到影响 所以考虑到空气阻力的影响 计算雾距有下列公式 0 4 ln 3 pL m am d u R u 式中 雾滴直径 p d 5 7 619 10 m 料液密度 1120 kg m3 L 空气密度 kg m3 a 12 3 1212 11 10 072610 03388 1 2111 0533 0 9336 222 aaHH a HH vv kg m 雾滴的初速度 0m u116 56 m s 雾滴的运动终速度 m s 可按雾滴在干燥室内的浮翔速度考虑 m u 5 2 2 5 1 11200 9336 9 81 0 2064 1818 1 837 100 93 7 61 3 9 6 10 pLa m aa dg um s 空气在平均温度下的运动粘度 m2 s a 20 时 干空气的黏度 1 81 1a 5 10 Pa s A 干空气的运动黏度 52 1111 0 88571 603 10 aaaa ms A 80 时 干空气的黏度 2 11 2a 5 10 Pa s A 干空气的运动黏度 52 2222 0 981562 071 10 aaaa ms A 55 12 1 812 11 101 96 10 22 aa a Pa s A 552 12 1 6032 071 101 837 10 22 aa a ms 阻力系数 是 Re 的函数 Lm0a 5 a 5 d u116 56 0 9336 423 1000 1 96 1 7 6110 0 9 e R 阻力系数 0 60 6 18 518 5 0 491 423 e R 将以上数据代入公式 0 4 ln 3 pL m am d u R u 得 5 4 7 619 101120116 56 ln1 573 3 0 491 0 93360 2064 Rm 2 2 4 离心喷雾器所需功率 课程设计指导书 P2 26 或参考干燥设备设计手 册 P430 分散盘雾化料液时理论上消耗功率 2 0 2 25 102 2 GV N g 式中 离心盘的圆周速度 即离心盘线速度 104 m s 0 V 离心盘的生产能力 即 GG 1 G 436 82 0 12134 3600 kg s 2 2 25 0 12134 104 1 4755 102 2 9 81 NKW 2 32 3 喷雾干燥塔主要尺寸的计算喷雾干燥塔主要尺寸的计算 2 3 12 3 1 塔径塔径 D 6 P179 离心雾化器的干燥塔直径在一般情况下 塔径 D 按照下式计算 D 2 2 8 R 式中 R 离心雾化器喷雾距半径 即雾滴水平飞行距离 1 573m 选取 D 2 25R 2 25 1 573 3 54m 圆整为 D 4m 验算 塔内空气平均流速 U 应在 0 1 0 3m s 之间 12 22 1 211 1 0533 8330 9542 22 0 2085 360043600 44 HH vv L Um s D 式中 U 空气平均流速 m s L 绝干空气流量 8330 9542kg 绝干气 h D 喷雾干燥塔内径 12 5m 平均湿比容 1 211 和1 0533m3 湿空气 kg 绝干气 H v 1H v 2H v 0 1m s U 0 2085 0 3m s 所以选择 D 4m 合适 2 3 22 3 2 塔高塔高 D H1 1 2D 1 2 4 4 8m H2 D 4m 选鼓形阀 d 400mm H1 H2 2 2 220 2 tan0 45 24 Dd H 48 45 Q 需 富裕 55 96 不在 20 30 范围内 故在原有基础上减两组 即 4 排 7 空气阻力 P 0 0853 Vr 1 862 4 7 67mmH2O 根据课程设计要求 离心雾化的粉尘回收选用旋风分离器 采用旋风分离器的主要有以下几个方面 1 分离效率高 提高产品得率 减少损耗 增进经济效果 同时减少公害 2 分离器内壁应非常光滑 减少液体阻力 粉末不致于粘壁 3 若是室温太低 设计的旋风分离器外壁给予保温 或外壁加蒸汽盘管 4 尽可能减少旋风分离器只数 因只数多 每只口风速不易分配 只要其中 一只入口风速低于规定速度 则严重影响总效率 最好是单只 阻力小 易于管理和清扫 5 易装卸 修理方便 密闭性能好 6 缷料装置简单 可用鼓形阀 3 33 3 粉尘回收装置的选型和计算粉尘回收装置的选型和计算 1 选型 采用干式法回收 选用标准型切线入口的旋风分离器 离心式喷雾机乳粉粒度谱 粒径 m 0 60 60 120 120 180 180 240 240 离心式 分布百分率 2 0 31 2 24 0 18 6 24 0 压力式 分布百分率 66 4 24 6 5 4 2 2 1 5 2 分离器尺寸及进口风速和阻力计算 进口风速ui一般可取 15 25m s 取 ui 20m s 进口截面积 F 2 2 8330 9542 1 0533 0 122 360020 3600 H i Lv m u F 0 122m2 2 248 DDD A D 0 987m 圆整为 D 1m A B m D 5 0 2 m D 25 0 4 ui 8330 9542 1 0533 19 5 1 8 3600 m s D1 D 2 0 5m H1 2D 2m H2 2D 2m S1 D 8 0 125m D2 D 4 0 25m P 标准型 8 2 2 iBu 2 2 2 2 1 1 0 03388 2 19 5 1 0533 881492 957 22 H H ui v N m 152 49mmH2O 3 分离总效率 dc 5 99 1 96 100 25 15 5 517 2 600 is B m Nu 取进入粉尘回收装置的量为 15 0 60um 60 120um 颗粒平均直径 30 90 质量分率 2 15 13 3 13 15 86 7 d d0 2 71 8 14 粒级效率 0 93 1 0 分离率 0 93 13 3 1 0 86 37 99 07 分离总效率 总 0 85 0 15 99 07 0 15 0 85 99 86 损耗率 1 总 1 99 86 0 14 3 43 4 风机的选型计算风机的选型计算 7 P281 1 送风机 风量一般应有 10 20 富裕量 取 15 Q送 LvHO 1 0 15 1 0 15 8330 9542 1 0533 10091 243m3 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 10 15mmH2O 取 15mmH2O 过滤器阻力升至 15 20mmH2O 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 30 40mmH2O 取 40mmH2O 沿程与局部阻力估为 30 40mmH2O 取 40mmH2O Pt 15 0 15 7 67 40 40 87 67mmH2O Pto Pt 2 1 2 87 6787 599 1 0 00726 0 8387 o mmH O 据 Pto 87 599mmH2O Q送 10091 243m3 h 查 1 P365 表 25 选送风机型号为 离心通风机 4 72 11 8C 主要性能参数 转速 1250rpm 全压 137mmH2O 流量 20800m3 h 效率 91 所需功率 10 3KW 2 排风机 排风机富裕量一般为 15 30 取 25 Q排 LvH2 1 0 25 1 25 10968 743m3 h8330 9542 1 0533 Pt 出口动压 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 旋风分离器压降 152 49mmH2O 沿程 局部压降估为 35mmH2O Pt 15 15 152 49 35 187 49mmH2O Pto Pt 0 2 1 2 229 214 1 0 03388 1 0533 187 49mmH O 据 Pto 229 214mmH2O Q排 10968 743m3 h 查 1 P365 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 10 20mmH2O 的负压 排风机的风量需比送负机的 风量大 20 40 10968 7415800 30 58 158 3 00 由于 所以风机选择合适20 30 58 40 3 53 5 高压泵 高压泵 汇编 4 18 7 P414 根据设计压力一般在 100 150Kgf cm2 如 120 Kgf cm2 流量如 430Kg h 选取合适的泵 3 63 6 其它辅助设备选用 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 四 设计结果的汇总 4 1 主要工艺参数主要工艺参数 1 产量 年产全脂奶粉 800 吨 每小时产量为 215 05kg 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 25 30 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 48 温度 55 每小时喷雾量 G1 436 82kg h 3 蒸发水量 W 221 77kg h 4 干燥空气用量 L 37 566kg 绝干气 kg 水 5 新鲜空气的状态及流量 t0 20 0 0 5 H0 0 00726kg 水 kg 绝干气 I0 38 554kJ kg 绝干气 VH0 0 8387m3 湿空气 kg 绝干气 V0 6987 1713m3 h 6 热空气的状态及流量 t1 150 H1 0 00726kg 水 kg 绝干气 I1 171 628KJ Kg 绝干气 VH1 1 211m3 湿空气 kg 绝干气 V1 10088 785m3 h 7 排气的状态及流量 t2 80 2 0 1106 H2 0 03388 Kg 水 Kg 绝干气 I2 170 25675kJ kg 绝干气 VH2 1 0533m3 湿空气 kg 绝干气 V2 8774 994m3 h 8 加热蒸汽的状态及流量 T3 170 P 8 0kgf cm2 Dk 504 62kg h 4 2 干燥装置及主要辅助设计一览表干燥装置及主要辅助设计一览表 序序 号号 名名 称称型型 号号数量数量主主 要要 性性 能能 参参 数数 1送风机 离心式通风机 4 72 11 6C 1 全风压 137mmH2O 转速 1250rpm 流量 20800m3 h 效率 91 所需功率 10 3kw 2空气过滤器 板式过滤器 中空泡沫塑料 1 过滤面积 1 5m2 阻力降 7 95mmH2O 3空气加热器GLII2 15 544 组 总散热面积 208 96m2 受风面积 0 828m2 通风净截面积 0 438 m2 阻力降 7 67mmH2O 1 干燥塔 立式 并流 离心式 1 塔径 4 0m 塔高 8 8m 有效容积 60 3m2 蒸发强度 3 68kg 水 m3h 蒸发水量 221 77kg h 4 2 雾化器 LP400离心式雾 化器 1 喷雾量 390 02L h 转盘转速 7300rpm 喷嘴孔 径 5mm 喷嘴数 6 个 离心盘喷嘴外径 280 mm 5旋风分离器标准切线型进口1 分离器尺寸 D 1m A 0 5m B 0 25mmH2O D1 0 5m D2 0 25m H1 H2 2m S1 0 125m H 4m 进口风速 19 5m s 阻力降 152 94mmH2O 分离效率 99 86 6排风机 离心通风机 4 72 11 6C 1 风压 248mmH2O 转速 2240rpm 流量 15800m3 h 效率 91 所需功率 14 1 kw 7浓奶保温槽RP6L5型1 贮液容积 500 ml 加热面积 2 67m2 容器内径 900 mm 电机功率 0 37KW 2 台 8集粉箱无具体型号1长 1m 宽 0 5m 高 0 5m 9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五 带控制点的工艺流程图 见所附 A3 图纸上 六 设计说明六 设计说明 干燥塔设计的其他说明 1 热风分配装置 离心式喷雾干燥热风分配盘 热风以切线方向进入分配器 通过多孔板 在导板空气分散器作用下 热 风便能均匀地 螺旋式地进入喷雾塔内 喷出来的雾距塔顶的距离靠空气分散 器来调节 空气分散器挂在锥形支座中间部位比较适合 分配器风道截面随风 量的减小而变小 这样可使风道中的风速和动压基本一致 为了防止粘粉的焦 化 在喷雾塔顶热风引入导管处设有用冷风冷却的三角形风道 2 干