第八章 干燥机械设备

第八章 干燥机械设备
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第一节 喷雾干燥
喷雾干燥原理： 喷雾干燥是近代干燥新技术之一。通过机械作用，将需 干燥的物料，分散成很细的像雾一样的微粒(以增大水分蒸 发面积，加速干燥过程)，与热空气接触后，在一瞬间将大 部分水分除去，而使物料中的固体物质干燥成粉末。 喷雾干燥应用： 目前在国内外已广泛采用，在食品工业中有奶粉、奶油 粉、乳清粉、蛋粉、果汁粉、速溶咖啡、速溶茶等等。其 它工业如药物、生物制品等产品也常采用喷雾干燥。 喷雾干燥设备: 主要由雾化装置、干燥室、附属装置（如供热、卸料、 粉尘回收装置）等组成。
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叶板式离心盘是在距盘中心较远的地方，适当加一些叶 板，使其可以在转盘直径和转速不变的情况下，增加润湿表 面的周边，料液薄膜沿叶板的垂直面移动，因此，可以在不 改变转盘直径，而增加叶板高度来提高生产率，并能得到相 同的雾化分散度和喷矩直径。但是，它在转动时，需消耗较 多的功率，而且有弯曲叶板的离心盘，较辐射叶板式离心盘 耗能更大，故一般多采用辐射叶板式离心盘。 插板式离心盘在其外缘等距离地分布着许多不高的挡板， 当料液由中心向周边运动时，受到挡板的阻碍，可将料液中 的团块打碎。 多层式离心盘为几个结构相同的离心盘叠合在一起而成。 可在喷矩直径较小的情况下得到较高的生产率，由于圆盘直 径较小，易于取得较高的转速。另外，它还能用作两种以上 的料液同时进行喷雾后混合。
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三、喷雾干燥的雾化装置
喷雾干燥时，要求将溶液雾化成很小的微粒， 一般雾滴平均直径为20～60um， 目的:使料液有很大的总表面积，和热风接触 热交换得到较快的干燥速度，容易得到符合产品 粒度质量要求的细粉。 因此，喷雾器是喷雾干燥中一个关键部件。 根据料液雾化的方法不同，雾化器有压力式、 心式和气流式三种。由于气流式在食品生产应用 较少， 在此只介绍压力式和离心式两种。
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目前，我国使用最广泛的压力喷雾器有M型和S型两种。 见图。
二者都有使液体产生旋转的导沟。 M型导沟轴线垂直于喷嘴轴线，但不与之相交； S型导沟轴线与水平面成一定角度，其目的都是设 法增加喷雾时溶液的湍流度。 M型适合流量大不易堵。由管接头、螺母、分 配板、喷嘴组成。喷嘴内镶入红宝石喷头，内有 四条切向导沟通道，分配板为45号钢淬火。喷嘴 也可用硬质合金不如红宝石耐磨。 S型由螺母、管接头、喷头、喷芯组成。喷芯 上有两条导沟，喷孔0.5～1.2mm，采用不锈钢， 耐磨性差需常换修，也可用硬质合金，但制造工 艺较难。
2一、喷雾干燥的特点 Nhomakorabea与其它类型干燥对比， 1.优点： (1)干燥速度快。(2)干燥湿度低营养损失少。(3)产品纯度高。 (4)工艺较简单，容易操作。(5)生产效率高。 2.缺点： (1)占地面积较大。设备相对比较复杂，一次性投资较大。(2) 能量消耗大，热效率不高。 (3)废气中夹带粉末产品，需要较 贵的复杂回收设备。(4)干燥室和通道易粘附产品微粒，清理时 比较困难，劳动强度亦大。(5)当气流中粉尘浓度达到一定限度， 温度超过160℃时，遇到闪火有发生爆炸的可能，必须严格控制， 注意安全。
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1、压力喷雾原理
压力雾化器应使料液稳定地喷洒成 大小均匀的雾滴，并使其均匀地分布 于干燥室的有效部分，并与热空气保 持良好接触，但雾滴不能喷至干燥室 壁面，也不能相互碰撞。 压力喷雾器结构：主要由喷片与喷 芯组成，喷片上开有小锐角孔，喷芯 上具有螺旋状或斜槽形的小沟。压力 较高时，喷嘴孔越小，雾滴越小、， 压力较低时，喷嘴孔越大，雾滴越大。 而雾滴大小与产品品质关系密切。雾 化的分散度取决于喷嘴结构、料液流 速，及其压力与料液的物理性质。
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离心盘的形式：对于碟式、碗式、僧帽式离 心盘而言，它们均有较大的润湿周边，使料液形 成扁平的薄膜，有利于雾化，且结构较简单。但 是，由于表面平滑，料液在转盘内产生较大的滑 动，使之不能得到较大的喷雾速度。另外，碟式 离心盘在加料时，易发生液滴飞溅，而碗式离心 盘是由螺钉紧固，运行时易脱落，造成危险。 叶板式(曲叶板式、辐射叶板式)、沟槽式离 心盘在结构上作了某些改进，有效地防止料液的 滑动。沟槽式离心盘虽能保证料液达到额定转速， 但喷射出来的料液呈单独的细流，液膜较厚，雾 化不均匀，雾滴分散度较小，产品颗粒较大，若 喷出孔改小，遇有污垢，则有可能堵塞。
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二、喷雾干燥对设备的要求
（1）干燥过程中，凡与产品接触部位，必须便于清洗灭菌。 （2）应采取措施防止焦粉,满足工艺要求。 （3）产品杂质增加，往往由于空气过滤器效果不好，风管及 加热器中的铁锈以及保温层中材料渗漏所造成的。 （4）应配置温度、压力指示记录仪，灯孔等能自动控制,便 于检查生产运转情况。 （5）具有高回收率的粉尘回收装置。 （6）为提高产品溶解度，速溶性，干燥产品应迅速从干燥室 取出冷却(连续出粉)，经沸腾床冷却后自动包装。 （7）干燥室内温度及排风温度不允许超过100℃，不仅是保 证质量，而且是安全问题。据介绍，气流中奶粉浓度达到一 定限度，温度在160℃以上，有遇闪火发生粉尘爆炸可能。 （8）提高干燥室的热效率，必须使喷雾时液滴和热空气均匀 接触，其次，加热器、干燥室、风管等应予以保温。 （9）对于粘性物料应尽量减少粘壁现象。
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四、喷雾干燥室的型式
干燥室的作用： 使热空气与料液雾滴充分混合，在适宜 的状态下干燥，以获得干粉粒子具有所 要求的品质。 干燥室的形式： 并流、逆流、混流
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1、并流型干燥室 并流型热风与雾滴运动方向相同，高 温热风先接触低温雾滴，故不会过热焦粉。 类型： （1）水平并流型； （2）垂直下降并流型； （3）垂直上升并流型：
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2、离心喷雾原理
利用水平方向高速旋转的圆盘，给料液以离心 力，使其以高速甩出，形成薄膜、细丝或液滴，同 时又受到周围干燥介质（热空气）的摩擦、阻碍与 撕裂等作用而形成雾滴。 离心雾化器的设计要求： 转速高（5000～ 15000r/min），圆周速度> 60m/s，乳品一般100～ 160m/s。湿润周边长，雾化 均匀，结构简单，坚固质轻， 配件少，无死角，易拆洗， 具有较大的生产能力。