并流型噴霧干燥器逆流型噴霧干燥器混合流型噴霧干燥器課件

§11噴霧干燥機(jī)械與設(shè)備what

噴霧干燥就是將液狀物料通過(guò)霧化器形成噴霧狀態(tài),霧滴在沉降過(guò)程中,水分被熱空氣氣流蒸發(fā)而進(jìn)行脫水的過(guò)程。how

熱空氣經(jīng)干燥室頂部的熱風(fēng)分配器高速旋流進(jìn)入干燥室內(nèi)，同時(shí)料液在泵的壓力下送至設(shè)在干燥室頂部的霧化器噴散成極小的霧狀液滴，與熱空氣充分混合并流運(yùn)動(dòng)，兩相間產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱質(zhì)交換，水分迅速蒸發(fā)，在瞬間幾秒鐘內(nèi)干燥成為細(xì)小粉粒狀成品。產(chǎn)品經(jīng)干燥塔底部和旋風(fēng)分離器排出，廢濕熱空氣則由風(fēng)機(jī)抽出排空?！?1噴霧干燥機(jī)械與設(shè)備what噴霧干燥就是將液1.噴霧干燥設(shè)備在1901年首次用于奶粉工業(yè)的生產(chǎn),在20世紀(jì)20年代才真正用于奶粉工業(yè)的生產(chǎn),2.20世紀(jì)40年代末才在我國(guó)開(kāi)始使用。最早的結(jié)構(gòu)是屬于壓力箱式(臥式),物料的霧化為雙流體式,動(dòng)力消耗量大。3.到1955年,輕工部在黑龍江省推廣畜力小型壓力式噴霧干燥法生產(chǎn)奶粉,1958年哈爾濱松花江牛奶廠首次用離心噴霧的方法生產(chǎn)奶粉。這兩種形式的噴霧干燥設(shè)備當(dāng)時(shí)都是平底結(jié)構(gòu),出粉是間歇式的,每工作一個(gè)班次人工出粉一次。4.20世紀(jì)60年代中期,箱式壓力干燥設(shè)備出現(xiàn)了錐底帶螺旋出粉器(攪龍)的結(jié)構(gòu)形式。5.第一臺(tái)立式多噴頭壓力噴霧干燥設(shè)備誕生在20世紀(jì)70年代初,它的出現(xiàn)使噴霧干燥設(shè)備的有效容積縮小近一半,而且不用攪龍,連續(xù)出粉。6.20世紀(jì)80年代又生產(chǎn)了單噴頭的立式壓力噴霧干燥設(shè)備,它在奶粉工業(yè)中的應(yīng)用是推動(dòng)我國(guó)乳粉工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),為促進(jìn)我國(guó)奶粉工業(yè)的迅速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。噴霧干燥在乳品業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r1.噴霧干燥設(shè)備在1901年首次用于奶粉工業(yè)的生產(chǎn),在20（7）設(shè)備較龐大，投資費(fèi)用、動(dòng)力和熱能消耗均較大。噴霧干燥的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）漿狀原料直接干燥成粉粒狀產(chǎn)品:采用噴霧干燥，通常不需要粉碎、分級(jí)等操作，直接制成粉末產(chǎn)品，簡(jiǎn)化了工序，節(jié)省了設(shè)備。

（2）適于處理熱敏性物料:物料微?；?，表面積增大（如分散成10μm的球形小液滴，則表面積增大1290倍），干燥迅速（幾秒到十幾秒），且產(chǎn)品溫度不超過(guò)熱風(fēng)的濕球溫度（５０～６０℃）防止物料過(guò)熱變質(zhì)。

(３）制品的溶解性和流動(dòng)性好:霧滴與熱風(fēng)接觸，水分蒸發(fā)極快，可以形成中空球狀或疏松團(tuán)粒狀的粉體，制品有良好的沖調(diào)性和流動(dòng)性。

（４）容易改變操作條件:控制或調(diào)節(jié)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)、改變?cè)系臐舛?、熱風(fēng)溫度等噴霧條件，可獲得不同水分和粒度的產(chǎn)品。（５）可以滿足對(duì)產(chǎn)品的各種要求:增加某些措施或運(yùn)用操作上的靈活性，能制成不同形狀（球形、粉末、疏松團(tuán)粒）、性質(zhì)（流動(dòng)性、速溶性）、色、香、味的產(chǎn)品。（６）連續(xù)作業(yè)，處理量大:現(xiàn)國(guó)內(nèi)中小乳粉廠，噴霧干燥設(shè)備的蒸發(fā)量為５０－５００ｋｇ/ｈ。大、中型乳粉生產(chǎn)，每小時(shí)處理１０００～５０００ｋｇ鮮乳。（7）設(shè)備較龐大，投資費(fèi)用、動(dòng)力和熱能消耗均較大。噴霧干燥的

（1）物料在干燥過(guò)程中，凡與物料相接觸的設(shè)備部位，必須便于清洗滅菌。

（2）應(yīng)采取措施防止焦粉，避免熱空氣產(chǎn)生逆流，滿足工藝要求。

（３)要保證熱風(fēng)潔凈，檢查風(fēng)管和加熱器中是否有鐵銹或滲漏保溫材料，以防混入產(chǎn)品。

（４）為了提高產(chǎn)品的溶解度，速溶性，干燥的產(chǎn)品，應(yīng)迅速?gòu)母稍锸疫B續(xù)排出，經(jīng)冷卻后包裝。

（５）排風(fēng)溫度不允許超過(guò)要求，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全。

（６）為提高干燥室的熱效率。噴霧時(shí)被干燥的料液和熱空氣均勻接觸，加熱器、干燥室和熱風(fēng)管，需隔熱保溫。

（7）對(duì)粘性物料，應(yīng)采取措施盡量減少粘壁現(xiàn)象。對(duì)噴霧干燥機(jī)的要求（1）物料在干燥過(guò)程中，凡與物料相接觸的設(shè)備部位，必須便噴霧干燥工藝流程噴霧干燥工藝流程噴霧干燥系統(tǒng)的主要組件及分類供料系統(tǒng)供熱系統(tǒng)霧化系統(tǒng)干燥系統(tǒng)氣固分離系統(tǒng)噴霧干燥系統(tǒng)的主要組件及分類供料系統(tǒng)供熱系統(tǒng)霧化系統(tǒng)干燥系統(tǒng)（一）壓力式霧化器霧化原理：物料通過(guò)高壓泵，在70～200大氣壓下，從切線入口進(jìn)入旋渦室獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在噴嘴中央形成一股旋轉(zhuǎn)氣流，料液形成繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)的環(huán)形液膜，液膜伸長(zhǎng)變薄，最后分裂為小霧滴。有旋轉(zhuǎn)型和離心型。旋轉(zhuǎn)型：中空，無(wú)芯，料液切向?qū)?。離心型：有芯，料液斜向或螺旋形導(dǎo)入。

在噴霧干燥系統(tǒng)中，霧化器是最關(guān)鍵的組件，這是因?yàn)椋涸趪婌F干燥時(shí)，霧滴的大小和均勻程度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和成本；若過(guò)大，則在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)不到干燥要求，若過(guò)小，則可能干燥過(guò)度而引起變性。一般常用的有三種：壓力式、離心式、氣流式（一）壓力式霧化器在噴霧干燥系統(tǒng)中，霧化器是最關(guān)鍵的優(yōu)點(diǎn)是：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、維修、更換方便；②動(dòng)力消耗較?。?/p>

缺點(diǎn)是：①噴嘴易堵塞、磨損；②操作彈性小，產(chǎn)量調(diào)節(jié)范圍窄。優(yōu)點(diǎn)是：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、維修、更換方便；②動(dòng)力消耗較（二）離心霧化器原理：借助高速轉(zhuǎn)盤(pán)產(chǎn)生離心力，將料液高速甩出成薄膜或細(xì)絲，并受到腔體空氣的摩擦或撕裂作用而霧化。（二）離心霧化器原理：借助高速轉(zhuǎn)盤(pán)產(chǎn)生離心力，將料液高50kg霧化盤(pán)150kg霧化盤(pán)200kg霧化盤(pán)50kg霧化盤(pán)150kg霧化盤(pán)200kg霧化盤(pán)離心霧化器如圖所示。由電機(jī)、摩擦離合器、變速齒輪、主軸，分配器、離心盤(pán)及冷卻裝置組成。離心霧化器如圖所示。由電機(jī)、摩擦離合器、變速齒輪、主軸，分配高速離心化霧器高速離心化霧器高速離心噴霧干燥器高速離心噴霧干燥器離心霧化器的優(yōu)點(diǎn)是：①液料通道大，不易堵塞；②對(duì)液料的適應(yīng)性強(qiáng)。高粘度、高濃度的液料均可；③操作彈性大，進(jìn)液量變化±25％時(shí)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)大影響缺點(diǎn)是：①結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高；②動(dòng)力消耗比壓力式大；③只適于順流立式噴霧干燥設(shè)備。離心霧化器的優(yōu)點(diǎn)是：①液料通道大，不易堵塞；②對(duì)液料的適應(yīng)性（三）氣流式霧化器原理：利用料液在噴嘴出口處與高速運(yùn)動(dòng)（200-300m/s）的蒸汽或壓縮熱空氣相遇，由于料液速度小，而氣流速度大，液膜很容易被拉成絲狀，然后分裂成細(xì)小的霧滴。霧滴大小取決于相對(duì)速度和料液的黏度；而霧滴的分散程度取決于氣體的吹射速度。（三）氣流式霧化器原理：利用料液在噴嘴出口處與高速運(yùn)動(dòng)（20三種霧化器比較三種霧化器比較并流型噴霧干燥器逆流型噴霧干燥器混合流型噴霧干燥器課件噴霧干燥系統(tǒng)的分類按生產(chǎn)流程開(kāi)放式噴霧干燥器封閉循環(huán)式噴霧干燥器自惰循環(huán)式噴霧干燥器半封閉循環(huán)式噴霧干燥器按霧滴與氣體的接觸方式并流型噴霧干燥器逆流型噴霧干燥器混合流型噴霧干燥器噴霧干燥系統(tǒng)的分類按生產(chǎn)流程開(kāi)放式噴霧干燥器封閉循環(huán)式噴霧干開(kāi)放式噴霧干燥器最大特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在熱體在整個(gè)系統(tǒng)中只使用一次就排入大氣，適用于廢氣中含濕量高、無(wú)毒無(wú)臭氣體缺點(diǎn)：載熱體消耗量大，能耗高。開(kāi)放式噴霧干燥器最大特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在熱體在整個(gè)系統(tǒng)中只使用封閉循環(huán)式噴霧干燥器特點(diǎn)：載熱體在整個(gè)系統(tǒng)中組成一個(gè)封閉的循環(huán)回路，有利于節(jié)約能耗，回收溶劑，防止污染大氣。載熱體一般多采用惰性氣體（N2、CO2）,特別適用于物料易氧化或干燥過(guò)程中有有毒氣體產(chǎn)生的物料。封閉循環(huán)式噴霧干燥器特點(diǎn)：載熱體在整個(gè)系統(tǒng)中組成一個(gè)封閉的循并流型噴霧干燥器逆流型噴霧干燥器混合流型噴霧干燥器課件自惰循環(huán)式噴霧干燥器最大特點(diǎn)：就是將封閉循環(huán)式中的加熱器改裝為燃燒器，即自制惰性氣體裝置，引入可燃?xì)怏w和空氣進(jìn)行燃燒，消耗掉空氣中的氧氣，剩下N2、CO2作為干燥介質(zhì)。自惰循環(huán)式噴霧干燥器最大特點(diǎn)：就是將封閉循環(huán)式中的加熱器改裝半封閉循環(huán)式噴霧干燥器介于開(kāi)放式和封閉循環(huán)式之間，主要針對(duì)干燥過(guò)程中蒸發(fā)水分的同時(shí)產(chǎn)生的異味氣體的去除而設(shè)計(jì)，防止對(duì)大氣污染。（單細(xì)胞蛋白、酵母、菌絲體）半封閉循環(huán)式噴霧干燥器介于開(kāi)放式和封閉循環(huán)式之間，主要針對(duì)干并流型噴霧干燥器料液與熱風(fēng)的運(yùn)行路線相同?？梢源_保干燥物料不會(huì)受熱過(guò)度。適用于熱敏性物料，如牛奶、果汁、雞蛋液等。并流型噴霧干燥器料液與熱風(fēng)的運(yùn)行路線相同。可以確保干燥物料不逆流型噴霧干燥器料液霧滴與熱風(fēng)運(yùn)行方向相反，一般熱風(fēng)由下而上，料液由上而下噴灑。容易使產(chǎn)品過(guò)熱而焦化，適用于含水量高，且非熱敏性原料。逆流型噴霧干燥器料液霧滴與熱風(fēng)運(yùn)行方向相反，一般熱風(fēng)由下而上混合流型噴霧干燥器霧滴與熱風(fēng)的運(yùn)動(dòng)方向呈不規(guī)則狀態(tài)，氣流與物料充分接觸，脫水率高，適用于不易干燥的物料。對(duì)設(shè)計(jì)要求很高，否則會(huì)引起氣流分布不均勻，造成局部粘粉嚴(yán)重?；旌狭餍蛧婌F干燥器霧滴與熱風(fēng)的運(yùn)動(dòng)方向呈不規(guī)則狀態(tài)，氣流與物噴霧干燥的應(yīng)用情況1、現(xiàn)狀我國(guó)將噴霧干燥技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)加工牛奶是在20世紀(jì)50年代。設(shè)備由早期的臥式干燥箱發(fā)展到立式干燥塔,裝備比較簡(jiǎn)單,單機(jī)處理能力小要提高產(chǎn)品質(zhì)量存在相當(dāng)大的困難。2、進(jìn)風(fēng)溫度較低由于建廠的規(guī)模普遍較小,中小型鍋爐的工作壓力偏低,干燥塔設(shè)備結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題,再加之觀念上的一些問(wèn)題(怕進(jìn)風(fēng)溫度高影響產(chǎn)品質(zhì)量),進(jìn)風(fēng)溫度較低使干燥塔的體積較大,消耗較多的材料。3、材質(zhì)差以往制造熱風(fēng)箱和進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)很多是用碳鋼制造,尤其是停產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)或加熱器漏氣時(shí),碳鋼表面銹蝕,無(wú)法進(jìn)行處理,勢(shì)必對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有一定影響。4、設(shè)計(jì)缺陷加熱器沒(méi)有熱回收系統(tǒng),進(jìn)風(fēng)變頭設(shè)計(jì)不合理,前片熱交換激烈,散熱片使用壽命短。

噴霧干燥作為現(xiàn)代化對(duì)流干燥方法之一，被廣泛地應(yīng)用于化工、食品、生物制藥等行業(yè)。噴霧干燥的應(yīng)用情況1、現(xiàn)狀噴霧干燥作為現(xiàn)代化對(duì)流5、加工精度低干燥塔內(nèi)壁表面過(guò)于粗糙,內(nèi)壁掛粉比較嚴(yán)重;沒(méi)有一個(gè)較好的振打裝置,使粉在塔內(nèi)停留的時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)粉的質(zhì)量造成影響。6、排風(fēng)過(guò)濾系統(tǒng)大多數(shù)的干燥塔用布袋式內(nèi)濾捕粉,這種捕粉方式相對(duì)效率較高一點(diǎn),但粉在布袋內(nèi)停留的時(shí)間長(zhǎng);這部分顆粒較細(xì),抖粉時(shí)回到塔內(nèi)勢(shì)必影響沖調(diào)性;單獨(dú)收集回溶造成能源浪費(fèi),且由于多次受熱,使蛋白質(zhì)變性,影響產(chǎn)品質(zhì)量。7、觀念誤區(qū)單噴頭影響了物料與熱風(fēng)充分的熱交換,以前認(rèn)為只有單噴頭、大板眼才能生產(chǎn)大顆粒粉,只有大顆粒粉才能速溶。經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我們幾年來(lái)的實(shí)踐,如果能生產(chǎn)出帶有附具顆粒的無(wú)細(xì)粉產(chǎn)品,會(huì)對(duì)奶粉的感官和沖調(diào)性有較大的改善。8、自動(dòng)化程度低大多數(shù)乳品廠采用的都是手動(dòng)控制,控制精度較低,工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大。5、加工精度低§12電磁、輻射干燥機(jī)械基本原理目前市場(chǎng)上主要有高頻電場(chǎng)、微波和紅外線輻射等這類干燥設(shè)備

由于電磁感應(yīng)和輻射效應(yīng)可以使物料中的極性分子（主要是水）在激烈的運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生摩擦而發(fā)熱，當(dāng)水分從物料表面蒸發(fā)時(shí)，物料內(nèi)部形成一定的溫度梯度和濕度梯度，加速了水分從物料內(nèi)部向表面移動(dòng)，最終達(dá)到干燥的目的。因而，利用電磁感應(yīng)加熱或紅外線輻射效應(yīng)來(lái)干燥物料時(shí)，物料內(nèi)外加熱均勻，不會(huì)過(guò)熱而焦化，外部保持形狀的完好程度僅次于冷凍干燥方法?！?2電磁、輻射干燥機(jī)械基本原理目前市場(chǎng)上主要有高頻電場(chǎng)

微波干燥(殺菌)技術(shù)是利用電磁波把能量傳播到被加熱物體內(nèi)部，加熱達(dá)到生產(chǎn)所需求的一種新技術(shù)。常用的微波頻率有915MHz和2450MHz。由于具有高頻特性，它以每秒數(shù)十億次的驚人速度進(jìn)行周期變化,物料中的極性分子（典型的如水分子、蛋白質(zhì)、核酸、脂肪、碳水化合物等）吸收了微波能以后，他們?cè)谖⒉ǖ淖饔孟鲁史较蛐耘帕械内厔?shì)，改變了其原有的分子結(jié)構(gòu)。當(dāng)電場(chǎng)方向發(fā)生變化時(shí)，亦以同樣的速度做電場(chǎng)極性運(yùn)動(dòng)，就會(huì)引起分子的轉(zhuǎn)動(dòng)，致使分子間頻繁碰撞而產(chǎn)生了大量的摩擦熱，以熱的形式在物料內(nèi)表現(xiàn)出來(lái)，從而導(dǎo)致物料在短時(shí)間內(nèi)溫度迅速升高、加熱或熟化。

與此同時(shí)，在微波的作用下，物料中的有害菌、蟲(chóng)害等微生物受到無(wú)極性熱運(yùn)動(dòng)和極性轉(zhuǎn)動(dòng)兩方面的作用而改變其排列組合狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即使得生物體因蛋白質(zhì)的變性而失活，并使細(xì)胞中核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）的若干氫鍵松弛、斷裂或重組，干擾或破壞其正常的新陳代謝、遺傳和增殖，抑制或致死菌體及害蟲(chóng)的生長(zhǎng)，達(dá)到殺蟲(chóng)、滅菌、保鮮的效果。高頻電場(chǎng)干燥和微波干燥的原理相同微波干燥(殺菌)技術(shù)是利用電磁波把能量傳播到被加熱物微波干燥的特點(diǎn)有：

1、選擇性加熱。因?yàn)樗肿訉?duì)微波吸收最好，所以含水量高的部份，吸收微波功率多于含水量較低的部份。這就是選擇性加熱的特點(diǎn)，利用這一特點(diǎn)可以做到均勻加熱和均勻干燥。

2、節(jié)能高效。微波是直接對(duì)物料進(jìn)行作用，因而沒(méi)有額外的熱能損失，爐內(nèi)的空氣與相應(yīng)的容器都不會(huì)發(fā)熱，所以熱效率極高，生產(chǎn)環(huán)境也明顯改善，與遠(yuǎn)紅外加熱相比可節(jié)電30%。

3、時(shí)間短，效率高。微波加熱是使被加熱物體本身成為發(fā)熱體，不需要熱