化工原理干燥课程设计

化工原理课程设计

课题名称年产量2222吨奶粉的干燥工艺设计班级

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目录

第一章绪论................... 错误!未定义书签。

1.1 产品生产的国内外发展概况及意义错误!未定义书签。

1.2 原料的性质及来源............ 错误!未定义书签。

1.3 设计所采用的分离方法及特点.. 错误!未定义书签。第二章工艺流程设计及设备论证... 错误!未定义书签。

2.1 工艺流程叙述及论证.......... 错误!未定义书签。

2.2工艺参数的选择论证 .......... 错误!未定义书签。

2.3设备论证 .................... 错误!未定义书签。第三章物料衡算................ 错误!未定义书签。第四章能量衡算............... 错误!未定义书签。第五章设备设计计算与选型...... 错误!未定义书签。第六章非工艺部分.............. 错误!未定义书签。

6.1安全........................ 错误!未定义书签。

6.2 三废情况及环保的大体方案.... 错误!未定义书签。主要参考文献.................... 错误!未定义书签。结束语.......................... 错误!未定义书签。

第一章绪论

1.1 产品生产的国内外发展概况及意义

奶粉容易冲调，方便携带，营养丰富。冲调时，即使用温水也能迅速溶解，适宜保存，并便于携带。国内奶粉市场竞争日趋激烈，国内外奶粉品牌都在加紧抢占终端资源，随着我国本土奶粉品牌在研发、工艺、质量控制以及发展战略等方面的日渐成熟，我国奶粉的市场竞争将进入白热化阶段。

1.2 原料的性质及来源

牛奶顾名思义是从雌性奶牛身上所挤出来的。牛奶含有丰富的矿物质，钙、磷、铁、锌、锰、铜、钼。主要成份有水、脂肪、磷脂、蛋白质、乳糖、无机盐等。

1.3 设计所采用的分离方法及特点[1]

喷雾干燥是用喷雾器将含水量在80%以上的溶液、悬浮液、浆状或熔融液等喷成细雾滴分散在热气流之中，使水分迅速蒸发而达到干燥的目的,从而获得粉末或颗粒状的产品。

喷雾干燥的特点：

1)喷雾干燥操作是连续的，其系统可以是全自动控制操作

2)只要干燥条件保持恒定，干燥产品特性就保持恒定

3)喷雾干燥系统适用于热敏性和非热敏性物料的干燥，适用于水溶液和有机溶剂物料的干燥

4)喷雾干燥操作具有非常大的灵活性。喷雾能力每小时几千克至200t

第二章工艺流程设计及设备论证

2.1 工艺流程叙述及论证

⑴喷雾干燥工艺流程四个阶段：

①雾化；

②料物与空气接触（混合流动）；

③料物干燥（水分及挥发性物质蒸发）；

④干粉制品从空气中分离。

⑵喷雾干燥的流程图

图1：喷雾干燥流程图2.2 工艺参数的选择论证

1、物系：牛奶

2、原料含水率：45 %

3、生产率(原料量)：0.5 t / h

4、产品(乳粉)含水量：2 %

5、加热蒸汽压力：700 KPa （绝压）

6、车间空气温度：20 ℃

7、车间空气湿度：0.012 kg / kg 绝干气

8、预热后进入干燥室的空气温度：150 ℃

9、离开干燥室的废气温度：80 ℃

10、离开干燥室的废气湿度：0.12 kg / kg 绝干气

11、湿物料进料温度℃551=θ

12、产品出口温度℃702=θ

13、浓缩乳比热容）（K C kg /kJ 1.2s =

2.3 设备论证

1、计算所需空气流量和风压，选择进风机和排风机的型号。

2、计算所需换热面积，选择换热器（预热器）的型号。

3、计算所需喷雾干燥系统设备。

第三章 物料衡算

1、空气用量计算[1]

原料奶含水量（湿基）%45ω1=；产品奶粉含水量（湿基）%2ω2= 进入干燥塔的物料量1

110.5500G t h kg h --=⋅=⋅。

水分蒸发量）（）（2112X X G H H L W -=-=

82.045.0145.0ω-1ω111=-==

X 02.002

.0102

.0ω-1ω222=-==X

kg/h 27545.01500ω11

1=-⨯=-=）（）（G G

所以h /kg 220=W

因为空气经预热器湿度保持不变，所以绝干气kg /kg 012.010==H H

又绝干气kg /kg 12.02=H

所以绝干空气流量h /kg 04.2037012

.012.0220

12=-=-=

H H W L

由于上面所计算的为理想状态下，但是实际空气用量要比理想状态下多15%~25%，

所以1.59.234215.104.2037%)151(-=⨯=+⨯=h kg L L 实

在20℃时，查[1]得此时空气密度30 1.205kg m ρ=⋅

所以130

06.1944205

.159

.2342-==

=

h m L V ρ实

实

离开干燥室的废气温度：280T =℃，查[1]得32 1.000kg m ρ=⋅

离开干燥室空气量2L ：122·48.228112.0104.20371-=+⨯=+=h kg H L L ）（）

（ 废气体积2V ：132

2

2·48.2281000

.148

.2281-==

=h m L V ρ

2、生产产品量计算[1]

h /kg 61.28002

.0145.01500ω1ω121

12=--⨯=--=

）（）（G G

第四章 热量衡算[1]

图2： 连续干燥过程的热量衡算示意图

绝干气）（）（kg /K 53.50012.024*******.088.101.12490t 88.101.10

000J H H I =⨯+⨯⨯+=+⨯+=

绝干气）（）（kg /K 76.184012.024********.088.101.12490t 88.101.11

111J H H I =⨯+⨯⨯+=+⨯+=