第八章喷雾干燥设备-食品伙伴网关注食品安课件.pptx
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1、2023年8月1日星期二第八章喷雾干燥设备第八章喷雾干燥设备-食食品伙伴网(原食品伴侣品伙伴网(原食品伴侣网)关注食品安网)关注食品安一、枯燥概念一、枯燥概念l枯燥是应用热能加热物料,使物料中的水分蒸发而除去或应用冷冻法使水分结冰后升华而除去水分的单元操作。二、枯燥的目的二、枯燥的目的l减小食品的体积和重量,方便运输或增加运输费用;l可以有效的防止微生物的繁衍;l便于食品贮存和提高运用方便性;l加工出不同风味的产品及其它产品的辅料。三、物料中水分的分类三、物料中水分的分类l1、平衡水分与自在水分、平衡水分与自在水分l在一定枯燥条件下,物料中不能除去的那局在一定枯燥条件下,物料中不能除去的那局部
2、水分就是平衡水分,而可以被除去的水分部水分就是平衡水分,而可以被除去的水分为自在水分,故物料中的总水分为自在水分,故物料中的总水分=平衡水平衡水分分+自在水分。自在水分。l2、结合水分与非结合水分、结合水分与非结合水分l物料的总水分物料的总水分=结合水分结合水分+非结合水分。非结合水分。l借化学力或物理化学力与固体物料相结合的借化学力或物理化学力与固体物料相结合的水分称为结合水分水分称为结合水分 四、对流枯燥进程四、对流枯燥进程对流枯燥进程的特点:对流枯燥进程的特点:l1、对流枯燥进程是气固两相间停止的热和质同时反向的传递进程。在普通状况下,这种质量传递属于单组分单向传递。l2、只需气流中的水
3、汽分压Pw低于湿物料外表所发生的水汽分压Ps,即P=Ps-Pw0,枯燥进程就可以继续停止下去。显然,P越大,枯燥进程停止得越快,这是枯燥进程得以停止的必要条件。l3、作为枯燥介质的热空气,既是载热体,又是载湿体。l4、湿物料的升温与水分汽化所需吸收的热量是由枯燥介质的温度降低而提供的,它经过气固两相间的温差传递给湿物料,与此同时,固体湿物料外表和枯燥介质中水汽分压都将变化,因此,热量传递与质量传递不只是同时停止的,又是相互制约的。l5、既然对流枯燥进程是枯燥介质普通为热空气与湿物料之间相互作用的结果,就有必要了解空气和湿物料在枯燥进程中的有关性质及其对进程的影响。五、恒速枯燥阶段与降速枯燥阶五
4、、恒速枯燥阶段与降速枯燥阶段段l在恒定枯燥条件下,枯燥进程主要包括两个阶段:恒速枯燥阶段通常由于物料的预热阶段时间很短和降速枯燥阶段。l1、恒速枯燥阶段l在此阶段中物料外表一直被非结合水分充沛湿润,这是由于物料外部水分外表的分散速率大于外表水分的汽化速率,在恒速枯燥阶段有以下特点:.l1湿物料外表被非结合水所湿润,外表水分充沛;l2传热推进力温度差以及传质推进力饱和蒸汽压差的值一定,因此,枯燥速率的值也一定;l3物料外表的温度近似等于热空气的湿球温度;l4此间段除去了大局部非结合水;l5恒速枯燥阶段枯燥速率只取决于物料外表水分的汽化速率,即取决于物料外部的枯燥条件,与物料的性质和含水量有关,因
5、此恒速枯燥阶段又称为外表汽化控制阶段。2、降速枯燥阶段、降速枯燥阶段l1物料湿含量降至临界点以后,水分子从物料外部向外表的分散速率末尾低于在物料外表水分的汽化速率,物料外表逐渐出现干区;l2随着枯燥的停止,物料的温度有所上升;l3随着物料外部含水量的不时增加,水分向外表的分散速率也不时降低,于是,汽化外表逐渐向物料外部移动,枯燥速率也就愈来愈低。l4在此阶段中,枯燥速率的大小取决于物料自身的结构、形状和尺寸,而与外部的枯燥介质条件关系不大,所以降速枯燥阶段又称为物料外局部散控制阶段。l5此阶段除去的水分为剩余的非结合水分和一局部结合水分。六、枯燥设备的新开展六、枯燥设备的新开展l1、大型的自动
6、化的设备普遍运用;l2、提高热效率,浪费动力;l3、先进的附聚技术在枯燥进程中的运用;l4、奶粉的全自动枕式包装的运用。第二节第二节 喷雾枯燥系统剖析喷雾枯燥系统剖析喷雾枯燥系统组成l1、空气过滤器l2、风机l3、空气减湿器l4、空气加热器l5、热风散布器l6、稀释乳雾化器l7、枯燥室l8、细粉回收装置l9、产品保送设备 一、空气过滤器 组成1、板框、板框2、滤板、滤板3、滤层、滤层(海绵海绵)空气中的有害物质空气中的有害物质二氧化硫、一氧化碳等有害气体二氧化硫、一氧化碳等有害气体煤烟、粉尘等尘埃煤烟、粉尘等尘埃功用评价:功用评价:1、捕集效率;、捕集效率;2、压力损失;、压力损失;3、集尘容
7、量;、集尘容量;4、操作难易;、操作难易;5、设备费、运输费。、设备费、运输费。二、空气减湿器l当进入枯燥塔的空气中湿含量较大时,特别是进入流化床的空气含湿量较大时会形成奶粉返潮,所以必需除湿。l除湿的原理:将空气冷却到零点以下,使其中的水蒸汽凝结。减湿器实践上就是一个热交流器,在减湿器壳内装有管道,壳腔直接与空气过滤器相连,出去的新颖空气,与壳腔内通入的冷水或冰水的管道停止热交流,使空气冷却到零点以下,使所含湿气冷凝,进入的空气湿度降低,尽量降低返潮现象的发作。三、风机l 引风机 l风机l 排风机选择风机思索要素:l依据喷雾枯燥设备蒸发水分的才干来确定风量,进风机应思索添加10%20%的风量
8、,排风机应添加15%30%的风量,普通状况下,排风机的风量较进风机风量大20%40%。l排风机的风量较进风机的风量大的缘由:l 1、计算进风机风量时以新颖空气的温度计,而排风机是以排风温度计。温度降低体积增大,排风量增大;l2、排出的废气中不只要进入的风,而且还有蒸发的水蒸气需求排出;l3、另外,还需求保证塔内具有一定的负压。四、空气加热器 五、枯燥塔 l喷雾枯燥室是热空气与被枯燥的料液停止热和质交流的场所,要求具有足够的空间,以保证空气及物料在枯燥室内停留的时间,保证制品的含水量到达消费工艺的要求,又不致受热过度或发生粘壁等现象。例子l立式枯燥塔(立式垂直并流型枯燥塔)l塔体内外壁普通用厚度
9、为23mm的不锈钢焊成,塔体夹层用保温资料保温,塔径610m,高度为2030m,塔底多为圆锥型,塔体上设有灯孔、视孔、人孔、振荡器、排风管等。取粉方法:l流化床(常用)l吸气式保送器l刮板式保送器l螺旋保送器l气动运输经旋风分别器送至乳粉贮藏罐 六、细粉回收装置l一旋风分别器 分别的原理 l含粉尘的气体以较高的速度沿切线方向进入,在外筒与排气管件之间构成旋转向下的外旋流,抵达锥底后,以相反的旋转方向折转向上,构成内旋流,到上部后经过中心伸出去的圆筒形排气管排出,颗粒在旋转的气体中运动,遭到向心力作用向器壁方向抛出,沿内壁下落到排出口排出。l由于在装置外部发作剧烈气流旋转运动,故命名旋风分别器,
10、它的器体上部为圆柱体,下部为圆锥形,外部还有一圆筒。进气管位于外圆筒上侧,与外圆筒相切,底部有粉尘出口,上部是废气排出口。旋风分别器特点旋风分别器特点l1、分别效率高,提高产品得率,增加损耗,增加环境的污染;l2、分别器内壁应十分润滑,增加活动阻力,粉末不至粘壁;l3、因各地域各车间气温不同,温度太低时,旋风分别器外壁应保温;l4、尽能够增加旋风分别器的个数;l5、从结构上看,易于拆装,清算方便,密闭性好;l6、卸粉装置复杂。影响旋风分别器分别效率的要素 l1、颗粒的大小l2、气流的速度l3、设备的制造精度l4、旋风分别器结构l5、旋风分别器的密封性二布袋过滤器 七、流化床 一流化床的结构一流
11、化床的结构 奶粉入口排风口奶粉出口流化床板外壁热风二流化床枯燥的特点 l1、物料与枯燥介质接触面大,搅拌剧烈,外表更新时机多,热容量大,传热效果好,设备应用率高,可完成小规模设备大消费。l2、枯燥速度大,物料在设备内停留时间短,适宜对热敏性物料的枯燥。l3、物料在枯燥室内的停留时间可由出料口控制,故容易控制制品的含水量。l4、装置复杂,设备造价昂贵。l5、密封功用好,机械运转局部不直接接触物料,对卫生要求较高的食品枯燥十分有利。l6、对枯燥物料的颗粒粒度有一定的限制,普通要求颗粒为不小于30m,而又不大于46mm,限制了运用范围。l7、对易结块物料因容易发生与设备壁间粘结而不适用。八、鼓形阀旋
12、转阀 特点:l1、能延续排料和供料,基本上能定量供料,调理转速能改动供料量,关于粒状物料在排料或供料中不易破碎。l2、适用于高温物料的排料或供料,具有一定的气密性,适用有压差的设备排料。l3设备结构复杂,运转准确方便。九、热风散布器一直线运动分风型式压力喷雾 二螺旋分风型式离心喷雾二螺旋分风型式离心喷雾第三节第三节 压力喷雾枯燥设备压力喷雾枯燥设备一、设备空气过滤器风机空气加热器平衡槽平衡槽过滤器双联过滤器高压泵高压泵空气过滤器风机风机风机空气加热器空气加热器空气加热器空气冷却器流化床枯燥塔旋风分别器旋风分别器空气冷却器一、主要技术参数一、主要技术参数蒸发量蒸发量 /kgh-1 350物料处置
13、量物料处置量 /kgh-1 673713(浓浓奶奶45%50%)蒸汽耗量蒸汽耗量 /kgh-1 850包括流包括流化床化床雾化方式雾化方式 压力喷雾压力喷雾任务压力任务压力 /MPa 0.8进风温度进风温度 /160排风温度排风温度 /8590枯燥塔有效体积枯燥塔有效体积 /m3 67塔内负压塔内负压 /Pa 100200 压力喷雾枯燥原理l 主要采用高压泵,以0.720MPa的压力,将稀释后的浓溶液经过喷枪使之克制浓奶的外表才干而雾化成直径在1020m的雾状微粒喷入枯燥室。由于同热空气直接接触,停止热交流和水分的传递,其外表水分迅速蒸发,在很短的时间内即被枯燥成球状颗粒,沉降于塔底。结构组成
14、:结构组成:立式枯燥塔、喷枪、旋风分别器、空气立式枯燥塔、喷枪、旋风分别器、空气过滤器、空气冷却器、空气加热器、热过滤器、空气冷却器、空气加热器、热风分配器、进风机、排风机、高压泵、风分配器、进风机、排风机、高压泵、平衡槽、流化床、筛粉器等平衡槽、流化床、筛粉器等喷喷 枪枪喷嘴(导沟槽)影响压力喷雾液滴大小的要素:雾化形状与液滴的大小取决于雾化器的结构、喷雾压力、浓乳的物理性质浓度、粘度、外表张力等。1当喷嘴的喷孔不圆或有豁口时,那么雾化不良;2当喷雾压力增大时雾滴变小,反之喷雾压力降低时雾滴增大;3当喷嘴孔径和喷雾压力不变时,假定浓乳浓度降低,那么雾滴粒度小;假定浓乳浓度大、粘度高,那么雾滴
15、粒度大;4当喷嘴孔径小,导乳沟槽窄而浅,浓乳浓度低,喷雾压力高时,喷雾角度大,雾滴粒度小;反之,喷雾角度小,雾滴粒度大。二、工艺流程1、进料至出粉、进料至出粉 l浓奶首先进入平衡槽,在奶泵的作用下经双联过滤器除去杂质后,由高压泵泵入塔顶外部的喷嘴,雾化后与同时进入的热风停止充沛的热交流,水分蒸发。颗粒落入塔底的锥形局部。在振荡器的作用下将物料送入流化床停止二次枯燥及冷却,奶粉经筛粉机筛粉后排出。2、进风至排风l新颖的空气经空气过滤器除去杂质后,被进风机送入空气加热器加热至160左右,经塔顶的热风散布器平均的吹入塔内,与压力雾化构成的雾滴停止热交流,蒸收回来的水蒸气及热风构成废气,带着细粉的废气
16、进入旋风分别器,细粉被旋风分别器回收,废气经过排风机排出。3、流化床的进风至排风l新颖空气经空气过滤器除去杂质后,(1)经鼓风机吹入蒸汽加热器,将空气加热后吹入流化床,对奶粉停止二次加热枯燥;(2)经鼓风机进入除湿器除湿后冷却,然后吹入流化床将奶粉冷却,携带细粉的废气由流化床上部的排风口经旋风分别器将细粉回收后,由排风机排出。4、细粉回收l由旋风分别器回收的细粉经下部的鼓形阀进入细粉回收管道,排出的细粉被紧缩机吹出的经过过滤的空气吹入流化床或枯燥塔停止回收。第四节 离心喷雾枯燥设备一、设备一、设备典型的尼罗离心喷雾枯燥设备 过滤器加热器风机(冷)风机(冷)风机(热)风机振动筛流化床枯燥室旋风分
17、别器旋风分别器风机(废气)鼓风机鼓形阀细粉搜集器1 加热器(直接)2 枯燥室3 振动流化床4 带加热器的风机(用于流化床的空气)5 风机(用于流化床的周围冷却空气)6 风机(用于流化床的脱湿冷却空气)7 振动筛 塔体:内外壁全用不锈钢制造,并经抛光处置,契合内外壁全用不锈钢制造,并经抛光处置,契合食品卫生要求,外形美观;食品卫生要求,外形美观;保温层达保温层达60mm;在塔的锥部装有电磁振荡器,由继电器控制,在塔的锥部装有电磁振荡器,由继电器控制,每隔一定时间交流的震动几次,把粘在塔壁上每隔一定时间交流的震动几次,把粘在塔壁上的粉振下并及时送出。的粉振下并及时送出。电动机离心盘l离心盘离心盘(
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