壓力噴霧干燥塔
1、工作原理：
噴霧干燥塔的工作過程是物料通過高壓泵或離心機(jī)的機(jī)械作用,使其克服表面張力,分散成霧狀微粒（增大水分蒸發(fā)面積，加速干燥過程）,同時與熱載體—熱空氣接觸,熱空氣的熱能傳給霧滴,使其中的水分瞬間蒸發(fā),物料中的固體物質(zhì)被干燥成粉末，而霧滴中蒸發(fā)出來的水分被換熱后的空氣帶出，經(jīng)過除塵后通過離心風(fēng)機(jī)排入大氣。
在這一過程中，液滴的干燥，首先獲得周圍介質(zhì)給的熱量，使其表面的水分蒸發(fā)，這在液滴表面到其中心出現(xiàn)了濃度梯度和水蒸汽壓力梯度，這使內(nèi)部水分由中心向表面擴(kuò)散，趨向平衡，但平衡只有到蒸發(fā)結(jié)束才能達(dá)到，液滴越小，水分?jǐn)U散的距離越小，速度加快，時間減少，完成這一工程，必需具備兩個條件：不斷有熱量傳遞給液滴，另一液滴的水分不斷傳遞給空氣，并迅速帶走，才能保證蒸發(fā)的迅速進(jìn)行，首先是前者，沒有熱量的傳遞，就不會有質(zhì)量的傳遞，噴霧干燥的霧化器作用是使物料霧化成細(xì)小液滴，增大熱傳遞面積，當(dāng)然使質(zhì)量（水分）傳遞的路程縮短，加速傳遞速率。
液滴表面水分汽化很快，速度恒定，內(nèi)部水分向表面擴(kuò)散的速度越來越慢，汽化速度也由快而慢，前者叫恒定干燥，后者叫降速干燥。
2、分類：
（1）噴霧干燥塔按其進(jìn)料形式分為離心噴霧干燥塔和壓力噴霧干燥塔。我們重點(diǎn)推廣壓力噴霧干燥塔。
（2）按照干燥塔排風(fēng)形式分可為塔體上排風(fēng)干燥塔、塔體下部擴(kuò)充排風(fēng)干燥塔、塔錐底口大彎管排風(fēng)干燥塔。
（3）按照塔的捕粉形式分為偏心袋式除塵、圓周袋式除塵、單（兩）級旋風(fēng)除塵、單級袋式除塵、旋風(fēng)加袋式兩級除塵、旋風(fēng)加袋濕式兩級除塵噴霧干燥塔。其中偏心袋式除塵、圓周袋式除塵干燥塔為與塔體連體形式。
3、系統(tǒng)工程：
干燥塔還可以配套細(xì)粉附聚、多噴槍附聚造粒、成品風(fēng)力輸送和振動流化床等系統(tǒng)或設(shè)備。為了提高設(shè)備操作安全性，在塔體安裝防爆門和塔內(nèi)及排風(fēng)溫度超（）高溫報警裝置。對要求較高的用戶可提供自動控制系統(tǒng)。針對不同物料的干燥特性、蒸發(fā)量、熱源等情況，設(shè)計符合產(chǎn)品干燥的工藝流程。
4、設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：
（1）、適于熱敏性物料干燥。干燥過程非常迅速，一般在1～3秒鐘內(nèi)完成，此時干燥的濕球球溫度為50～60℃（進(jìn)風(fēng)溫度160℃～200℃），在裝有連續(xù)出粉裝置時，產(chǎn)品在設(shè)備內(nèi)停留時間僅15～30秒，可保持良好的復(fù)原因、色澤和風(fēng)味。
（2）、熱效率較高。主要干燥過程處于50～60℃濕球溫度環(huán)境中，容許進(jìn)入設(shè)備的熱空氣的溫度比其它方法高，可達(dá)到300℃以上。
（3）、制造設(shè)備的材料沒有嚴(yán)格的要求,物料是和熱空氣直接接觸,在空間完成干燥過程，干燥后的粉塵才和設(shè)備接觸。
（4）、產(chǎn)品離開設(shè)備時已適于包裝，不需要粉碎。
（5）、干燥過程是在密閉狀態(tài)下進(jìn)行，可保證產(chǎn)品和車間衛(wèi)生。
（6）、生產(chǎn)率高，工作人員少。（與用真空干燥生產(chǎn)麥乳精比較）適于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。
5、設(shè)備缺點(diǎn)：
（1）、設(shè)備體積大（尤其是進(jìn)風(fēng)溫度160℃以下，使用臥式噴霧干燥或離心噴霧要干燥時），占地面積大，要求高層車間。
（2）、物料霧化設(shè)備和粉塵回收設(shè)備較復(fù)雜，昂貴。
（3）、電能消耗較多。為保證產(chǎn)品的水分含量，廢氣中的濕含量不能高，一般在30～40克/公斤干空氣，這使消耗的風(fēng)量增大，多耗了電能。
6、立式壓力和離心噴霧法比較：
立式壓力噴霧干燥法和立式離心噴霧干燥法的優(yōu)缺點(diǎn)
| 項(xiàng) 目 | 立式壓力噴霧干燥法 | 立式離心噴霧干燥法 | ||
| 技 術(shù) 參 數(shù) | 蒸發(fā)強(qiáng)度 | 5～8 kg/m3·H | ≤3 kg/m3·H | |
| 有效容積 | 小 | 大 | ||
| 干燥器直徑 | 小 | 大 | ||
| 霧化器功率 | 大 | 小 | ||
| 生 產(chǎn) 管 理 | 操作維護(hù) | 難 | 易 | |
| 剩料 | 有 | 無 | ||
| 噪音震動 | 小 | 大 | ||
| 霧化器安裝 | 易 | 難 | ||
| 衛(wèi)生 | 物料泄漏 | 有 | 無 | |
| 漏油 | 無 | 有 | ||
| 產(chǎn)品質(zhì)量 | 沖調(diào)性 | 較好 | 好 | |
| 保存性 | 較長 | 短 | ||
| 均質(zhì)作用 | 稍有 | 無 | ||
| 顆粒大小 | 較粗 | 粗 | ||
| 密 度 | 0.6～0.7 g/ml | 0.46～0.55 g/ml | ||
| 空氣含量 | 7～10％ | 16～22％ | ||
7、干燥塔在不同形式的捕粉系統(tǒng)時，各自的優(yōu)缺點(diǎn)如下：
| 捕粉形式 | 優(yōu) 點(diǎn) | 缺 點(diǎn) |
| 單級袋式除塵器 （偏心或圓周布袋） | 投資少，設(shè)備簡單，系統(tǒng)阻力小，配用排風(fēng)機(jī)功率比進(jìn)風(fēng)機(jī)大30%左右，捕粉效率高，可達(dá)99.8%以上。 | 工作中要定時清理，不能連續(xù)長期運(yùn)行，更換和清洗布袋工作繁重。長工作3～5天，由于要等袋慮室冷卻才能進(jìn)人，更換一次4人約需要一天時間。經(jīng)濟(jì)效益低，勞動強(qiáng)度大。不同粒度的粉不能分開，產(chǎn)品溶解度低。 |
| 單級旋風(fēng)除塵器 | 投資少，設(shè)備簡單，系統(tǒng)阻力小，配用排風(fēng)機(jī)功率比進(jìn)風(fēng)機(jī)大50%左右。設(shè)備可連續(xù)工作，沒有更換和清洗布袋的繁重工作?？蛇M(jìn)行細(xì)粉附聚。 | 捕粉效率低，≤97%，跑粉情況比較嚴(yán)重，不符合經(jīng)濟(jì)和環(huán)保要求。 |
| 兩級旋風(fēng)除塵器 | 設(shè)備比較復(fù)雜，系統(tǒng)阻力大，配用排風(fēng)機(jī)功率比進(jìn)風(fēng)機(jī)大90%左右，捕粉效率有一定提高。設(shè)備可連續(xù)工作，沒有更換和清洗布袋的繁重工作?？蛇M(jìn)行細(xì)粉附聚。 | 捕粉效率低，≤98%，操作不當(dāng)時，有跑粉情況，不符合經(jīng)濟(jì)和環(huán)保要求。 |
| 旋風(fēng)除塵器 加水沫除塵器 | 設(shè)備比較復(fù)雜，系統(tǒng)阻力很大，配用排風(fēng)機(jī)功率比進(jìn)風(fēng)機(jī)大100%左右，捕粉效率有一定提高。設(shè)備可連續(xù)工作，沒有更換和清洗布袋的繁重工作。可進(jìn)行細(xì)粉附聚。 | 捕粉效率比較高，≤99%，無跑粉情況，符合經(jīng)濟(jì)和環(huán)保要求。噴淋水可以用于前期磨漿。 |
| 旋風(fēng)除塵器 加脈沖反吹袋式除塵器 | 設(shè)備比較復(fù)雜，系統(tǒng)阻力較大，配用排風(fēng)機(jī)功率比進(jìn)風(fēng)機(jī)大80%左右，捕粉效率高。由于旋風(fēng)分離器捕集了96%左右的粉塵，袋式除塵器負(fù)荷很輕，設(shè)備可連續(xù)長期工作15天以上。在生產(chǎn)不加糖產(chǎn)品時，可連續(xù)工作一個月以上。捕粉效率高，可達(dá)99.8%以上。旋風(fēng)和袋式除塵器的細(xì)粉經(jīng)過重新從塔頂回到塔內(nèi)附聚，成為較大顆粒，提高了豆粉的溶解度，同時一個出粉口，減少了粉的損失，使操作更容易。 | 生產(chǎn)加糖豆粉時，經(jīng)過15天左右需要更換和清洗布袋。由于袋濾器為單獨(dú)機(jī)構(gòu)，更換時間約為4人（兩人一臺）約需要兩個小時時間。 |
8、我公司壓力噴霧干燥塔的特點(diǎn)
（1）采用1-17噴槍結(jié)構(gòu)設(shè)計，各噴槍噴出的霧滴相互碰撞，聚合成中空的大顆粒，提高了產(chǎn)品的速溶性。
（2）采用18—30MPa高壓噴霧，物料充分霧化，與熱風(fēng)充分接觸，增大了受熱面積，提高了熱效率，產(chǎn)品瞬間干燥。
（3）分風(fēng)裝置采用多個可調(diào)節(jié)的風(fēng)筒，確保進(jìn)入塔內(nèi)的氣流垂直向下，不會偏流，無渦流。這樣就大限度地減少了粉塵掛壁。
（4）排風(fēng)部分采用四點(diǎn)上排風(fēng)，風(fēng)到達(dá)底部形成180度大回轉(zhuǎn)，增加了物料的干燥時間，有效地利用了熱空氣。設(shè)備排風(fēng)均勻，減少了粉塵掛壁，進(jìn)入旋風(fēng)分離器的粉塵夾量減少，提高產(chǎn)品得率。
（5）旋風(fēng)和袋式除塵器的細(xì)粉經(jīng)過重新從塔頂回到塔內(nèi)附聚，成為較大顆粒，提高了豆粉的溶解度。同時保護(hù)了環(huán)境。
（6）塔體內(nèi)的粉從錐節(jié)底口進(jìn)入振動流化床內(nèi)，被二次干燥、造粒和冷卻。改善了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了溶解度。
（7）冷卻的粉進(jìn)入振動篩分機(jī)篩分后就可以包裝了。產(chǎn)品只有一個出粉口，減少了粉的損失，使操作更容易。設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊。
（8）采用冷凝水預(yù)熱冷空氣的方法，回收了余熱，另外也提高了換熱器的使用壽命。
（9）塔體為帶有錐節(jié)的圓柱體，沒有其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)，便于清掃或清洗。
（10）塔體設(shè)安全防暴門和爆炸通道，防止操作失誤引起設(shè)備粉塵爆炸。
（11）在干燥塔的錐節(jié)、袋式除塵器的錐節(jié)和旋風(fēng)分離器的錐節(jié)下部設(shè)置空氣錘，采用脈沖控制儀使其間歇順序啟動，及時有效震落錐節(jié)可能存在的積粉。
（12）為了利于粉塵在錐節(jié)的下落，塔錐角不大于42°。
（13）根據(jù)各個系統(tǒng)的控制要求，在儀表箱上直接啟動和控制各機(jī)電設(shè)備，并有進(jìn)風(fēng)溫度、排風(fēng)溫度、塔內(nèi)溫度、塔體負(fù)壓、流化床進(jìn)風(fēng)溫度、流化床負(fù)壓顯示。
10、適用范圍：
（1）、無機(jī)物：冰晶石、氮化鋁、二氧化鋯、二氧化錳、氟化鉀、高嶺土、硅酸鈣、磷酸銨、氯化鈣、鈦粉、氧化鉻。
（2）、高分子聚合物：PE、PVC。
（3）、食品和飼料添加劑：奶粉、豆粉、茶粉、咖啡、色素、蛋粉、純膠、大豆分離蛋白、大豆組織蛋白、大豆蛋白肽、麥芽糊精、植脂末、異麥芽低聚糖、淀粉酶、復(fù)合氨基酸、酵母粉、酵母提取物、酪蛋白酸鈉、L-賴氨酸鹽、血球蛋白、血漿蛋白。
（4）、化學(xué)助劑：AcR、白炭黑、堿式硫酸鉻、十二烷醇硫酸鈉。
（5）、醫(yī)藥：中藥浸膏。
（6）、染料：分散染料、還原染料、硫化黑、酸性湖藍(lán)A。
（7）、化肥：尿素。
11、設(shè)備流程圖
（一）上排風(fēng)干燥塔（直段高與直徑比＞1.25）
按照熱風(fēng)與物料的運(yùn)動方向區(qū)分，下排風(fēng)塔為順流干燥方式，而上排風(fēng)塔為混流干燥的改變，是這兩者大的區(qū)別。因此，壓力式上排風(fēng)噴霧干燥塔比下排風(fēng)塔的*性在于：
1）節(jié)約能源：由于上排風(fēng)塔的回風(fēng)室在上部是塔的高負(fù)壓區(qū)，在蒸發(fā)的過程中，高負(fù)壓蒸發(fā)就降低了蒸發(fā)溫度，溫度的降低就節(jié)約了蒸汽，節(jié)約了能源。上排風(fēng)塔蒸發(fā)1公斤水分僅耗蒸汽2.8～3.0kg，節(jié)約蒸汽8～10%；
2）節(jié)約建筑投資：同種規(guī)格設(shè)備，上排風(fēng)塔比下排風(fēng)塔建筑高度降低5～7m。
3）產(chǎn)品質(zhì)量好：上排風(fēng)塔粉的顆粒均勻，較大的顆粒和較小的顆粒少。由于粉的干燥區(qū)是高負(fù)壓區(qū)，粉的干燥是低溫干燥，使得粉中各種維生素破壞較小，蛋白也沒有變性。另外由于粉在干燥過程中受熱時間相對下排風(fēng)塔在高溫區(qū)時間短，使其沖色澤、顆粒度、沖調(diào)性都較好。
4）清洗方便：塔體結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。由于塔的柱體和錐體直接連接，各角度連接都圓滑過度，清洗時沒有死角，打開塔門后可方便地清洗每個與粉塵接觸的部位。
5）減少排污量和節(jié)約能源降低勞動強(qiáng)度：下排風(fēng)塔塔內(nèi)不能形成環(huán)形風(fēng)幕，塔壁掛粉嚴(yán)重，每天都要刷塔。刷塔增加物料的損失又浪費(fèi)了大量的熱水。不但消耗了能源還增加了排污量。而上排風(fēng)塔干燥是混流干燥，霧滴的流程是恒速干燥期為順流，降速期為混流排風(fēng)，風(fēng)到達(dá)底部形成180度大回轉(zhuǎn)，使干燥中的物料和空氣分離，風(fēng)在急速向上運(yùn)動中在塔壁形成大的環(huán)形風(fēng)幕，干燥時塔內(nèi)形成了環(huán)形風(fēng)幕，控制了塔壁掛粉現(xiàn)象，可以十多天清洗一次塔，這樣就減少了排污量，還節(jié)約了能源，同時降低了工人的勞動強(qiáng)度。
（二） 下部擴(kuò)散排風(fēng)干燥塔
下部擴(kuò)散排風(fēng)干燥塔的優(yōu)勢：物料為順流干燥，由于塔體有效干燥段較長，物料行程長，干燥時間充足，適合于高粘度，高糖度和高脂肪的物料。如：配方奶粉、加糖豆粉、咖啡、純膠、大豆蛋白肽、異麥芽低聚糖、L-賴氨酸鹽、血球蛋白、血漿蛋白等物料，適合低聚糖和玉米漿等物料的噴霧干燥。
（三） 錐底排風(fēng)干燥塔
錐底排風(fēng)干燥塔的優(yōu)勢：物料為順流干燥，物料與熱風(fēng)接觸時間長，物料行程長，干燥時間充足，熱利用率高。適合于低粘度，低糖度和低脂肪的物料。如：大豆分離蛋白、米蛋白、麥芽糊精等物料。
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