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1、噴霧干燥設備的計算(一)首先掌握已知條件1.設計條件:被干燥為何種物質,每小時要求的處理量,料液含水量,干燥成品含水量等。2.物料性能:物料比熱、物料的密度、物料平均粒徑、料液溫度、熱風進口溫度、粘度,表面張力等。3.外界條件:周圍空氣溫度、濕度、設備型式、熱源等4.物料與水分:料液含水量、成品含水量、固形物量、干燥成品重量、水分蒸發(fā)量等。5.溫度與濕度:干燥室熱風入口溫度,廢氣排風溫度及濕球溫度。(二)干燥室熱工計算:首先由已知條件,在I-X(濕焓圖)上查出各階段空氣的參數(shù)。狀態(tài)參數(shù)新鮮空氣熱空氣(進風)廢氣(
2、排氣)備注TφχIT0=φ0=χ0=I0=T1=χ1=I1=T2=φ2=χ2=I2=℃%公斤水分/公斤干空氣千焦/公斤然后進行下列各行計算:(1)熱空氣用量計算干燥過程中,絕對干空氣用量L計算每蒸發(fā)1小時水份干燥室空氣消耗量l:(2)空氣比容V計算:干燥過程所需熱空氣用量:(3)干燥室熱量平衡:由熱量衡算,熱空氣放出的熱量,消耗于水份的蒸發(fā)和干物料的加熱,以及周圍熱量的損失,正常情況下熱損失一般為6-8%。(三)過濾器、空氣加熱器和進風機、排風機的選擇:1.空氣過濾器:采用油浸式濾層,濾層用不銹鋼細絲,形成絨團(
3、鋼絲絨、銅絲絨、尼龍纖維、中孔泡沫塑料均可)噴以輕質定子油或真空泵油(無味、無臭、無毒、揮發(fā)性低、化學穩(wěn)定性高)制成每塊50×50cm左右單體厚約5~12cm,當空氣通過時,空氣中雜質即被阻擋或為油膜吸附于濾層中,每隔一定時期拆下用堿水清洗,干燥后噴油生新安裝,可繼續(xù)使用。過濾面積可按下式計算A=(m2)式中A―過濾面積(米2)L—通過過濾層的空氣量(米3/時)m-過濾強度,即濾層的單位面積負荷(米3/米2時),一般情況下為4000-8000米3/米2時,設計時要求小于2米3/米2秒為宜,風速小于2米/秒空氣通過
4、濾層時的阻力H,按下式計算:H=0.5Sv(毫米水柱)H=0.03m(毫米水柱)式中H-空氣通過濾層時的阻力(毫米水柱)S-濾層厚度(厘米)V-過濾速度(米/秒)2.空氣加熱器: 在工業(yè)上熱源有蒸汽、油、電力、煤氣、煤炭等多種,使加熱室外引進空氣,使其達到130~160℃溫度作為干燥介質,燃油爐甚至達到200~250℃,但因為需要特殊材料制造的管子,目前使用還不多,所以在食品工業(yè)中,一般都采用蒸汽間接加熱。(1)蒸汽加熱器一般為蒸汽間接加熱,由多塊蒸汽散熱排管組成,排管用紫銅或鋼管制成,管外套以增加傳熱效果的翅
5、片,與管子有良好的接觸,同時安裝時,應使空氣從翅片深處穿過,故翅片管不宜使管軸垂直于地面安裝。蒸汽加熱器的傳熱面積的計算:傳熱面積計算(米2)式中-干燥所需的熱量(千卡/時)K-傳熱系數(shù)(千卡/米2時oC)-空氣加熱前后溫度(oC)-空氣加熱器內蒸氣溫度(oC) 一般情況下,采用蒸汽散熱管制造廠提供的技術數(shù)據(jù)進行計算并與選擇或由實際生產(chǎn)經(jīng)驗,一般干燥室每小時蒸發(fā)1千克水,空氣加熱面積大約為1.2-1.8m2,進風溫度130-180℃。(2)燃油間接加熱的熱風爐 其優(yōu)點為熱效率高,進風溫度可達250℃以上,并能保
6、持不變,故易開裂,給生產(chǎn)帶來嚴重后果,目前很少使用,如材料問題解決,該設備能發(fā)揮其更大效果。3.進風機和排風機的選擇: 均為離心式通風機,選擇時進風機應考慮增加10-20%,排風機應增加15-30%,排風機的風量比進風機風量大20-40%,通風機的風壓可由流體阻力進行核算:進風機風壓=空氣過濾器的阻力+空氣加熱器的阻力+風管阻力排風機風=干燥室阻力+布袋過濾器或旋風分離器的阻力+排風系統(tǒng)管道阻力+室內保持負壓。在奶粉噴霧干燥中,一般采用的進風機的風壓在120-160mmH2O,排風機風壓180-240mmH2O,
7、據(jù)經(jīng)驗,熱空氣在熱風管內的流速6-10m/s,排風管內廢氣流量為5-8m/s為宜,故通風機管道可計算如下:進風管直徑:(米)排風管直徑:(米)式中-分別為進風排風管道直徑(米)-分別為熱空氣及廢氣量(米3)-分別為進風排風管內流速(米/秒)