化工原理课程设计(奶粉喷雾干燥).docx

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1、化工原理课程设计说明书设计题目奶粉喷雾干燥专业班级姓名指导老师XXXXXX大学20XX年X月X日化工原理课程设计任务书专业tXXX班级：XXX姓名：XXX一、设计题目：奶粉喷雾干燥二、设计条件：1、生产任务:年产全脂奶粉750岫（学号：I-6）：800吨（学号：712）：850吨（学号：I3-18）；900吨（学号：1924）：950吨（学号：25-30）：100o吨（学号：31-36）以年工作日310天（学号尾号为单数）；330天（学号尾数为双号），日工作二班，班实际喷雾时间6小时计。产品质量符合国家“全脂奶粉质量标准”。2、进料状态:浓缩奶总固形物含量46%（学号5,6,12,I7,18,

2、23,24,29,30,35,36）48%（学号：3.4.9.10.15,16,21,22,27,28.33.34）50%（学号：1.2.8.7.13.14.19.20.25.26.31,32）温度55C、密度112OkgAn表面张力0.049N11拈度15cp.成品奶粉含水量*2.5%（一级品）、密度600kgm比热2.1.kjkg.K43,簇新空气状态：1.”=20C、九1=50%（学号1-12）；t)解得：2=1.1.O6%(m/s)月1120x3600N分转盘转速7300(rmin),仍产1八0.35m将以上数据代入式.=1(一再尸尸)746.45产X0.14M0.350.279980

3、.27998”X746.4WgX().14,45产=46.3，/S(5)选型：据Fa=O.706n,8排荀4-4表选G1.W-15-54。G1.m“5-54的主婴参数:散热面积Fo：26.1.2m3受风表面积R：O.828m2通风净截面积K：0.438nr总传热面积Fo=S26.12=2O8.%m2(6)核和传热量：Qa=KFQAtmK无详细计籁公式，故借用S、UU型公式。K=19.77(Vr)60sXIO3v_卬+。)_8330.9542x(1+0.00726)_532k/加2.$1.FfX36000.4383600-8mSK=19.77X5.32Moe103=0.0546kwm2k.t_,

4、-A(170-20)-(170-150).In1./2n170-20170-150Q,=KFot1n=0.0546208.96M.52=736.122kw=265(X1.4kJh富有(2650(乂1.4-1166982.5)+2650(N1.4I(X)%=55.96%Q供Q需常有55.96%不在2O3O%范围内故在原有基础上减两组，即4排。(7)空气阻力P=O.O853x(Vr),w4=7.67mmH2依据课程设计要求，离心骡化的粉尘回收选用旋风分别潺：采纳旋风分别器的主要有以下几个方面：(1)分别效率高，提高产品得率，削减损耗，增进经济效果，同时削减公害。(2)分别器内壁应特别光滑，削减液体

5、阻力，粉末不致于粘壁。(3)若是室温太低，设计的旋风分别器外壁赐予保温，或外壁加蒸汽盘管。(4)尽可能削减旋风分别器只数，因只数多，每只口风速不易安排，只要其中一只入口风速低了规定速度，则严岐影响总效率，最好是单只，阻力小，易于管理和清扫。(5)易装卸，修理便利，密闭性能好.(6)卸料装置简洁,可用鼓形阀。3.3 给尘回收装置的选型和计算（I）选型：采纳干式法回收，选用标准型切线入口的旋风分别耦、离心式喷雾机乳粉粒度谱。粒径m0-6060-120120-180I8O-24O240离心式分布百分率2.031.224.018.624.0压力太分布百分率66.424.65.42.21.5（2）分别器

6、尺寸及进口风速和阻力计算进口风速Ui般可取1525ms,取ui=20ms进口截面积F=11.36(X)833O.9542x1.O53320x3600=OI22MF=B=-=-=0.1.22n1.Q533=1492.957/V/m2=152.49nmH2248D=0.987mA=0.5m2圆整为D=ImB=D=().25n4而833095421.05331.8x36(X)=19.5?/sD=D2=O.5mH=2D=2mH?=2D=2mS=D8=().125mD：=D/4=0.25in标准型4=8+”,-w2=8-2=Sx21+0.03388,ac2I9.5（3）分别总效率9X1.96X10TXo

7、.25517.260098N万U1P1取进入粉尘网收装置的量为15%dd1.n一一粒级效率颗粒平均直径质易分率0-60um302/15=13.3%2.710.93=15.5？601.20m9013/15=86.7%8.141.0分别率n=().9313.3%+1.086.37%=99.07%分别总效率15=O.85+O.15=99.07%0.15+0.85=99.S6%损耗率：IFa=I-99.86%=0.14%3.4 风机的选型计算(7,P281)(I)送风机：风量一般应有1020%需有量,取15%.Q,s=1.vho(+=8330.95421.0533(I+().15)=10091,243

8、m3hP产(干燥室内压-大气曲+过滤器眼力降+加热器用降+热风安排器乐降+沿程与局部压降一般要求干燥室内压为负压101.5mmH),取ISmmH2O过滤涔阻力升至1.520mmHzO时需取卜洗涤，取其阻力降为ISmmHzO.热风安排潺压降计算困难，无资料介绍，估计为3040mmH2,取4()mmHQ.沿程与局部阻力估为：3040mmHQ,取40mmHAR=-15-0+15+7.67+40+40=87.67mmH2PtO=Ra=87.67X丁=87.599“”。p1+0.00726().8387据P,=87.599mmHK)Q1.S=I(X)91.243mVh查P365表25选送风机型号为：离心

9、通风机4-72-118C主要性能参数：转速I25rpm全年：137mnH9流量：2080Onjh效率：91%所需功率：10.3KW(2)排风机排风机常有量一般为153O%,取25%。Qi,=1.vh2(I+0.25)=8330.95421.0533X1.25=10968.743m,hR=出口动压.进口静压+旋风分别器压降+沿程、局部压降出口动压一般取1.5mmHO,进门静压取-1.5mmH9,旋风分别器压降1.52.49mmHO沿程、同部压降估为35mmHOP=15-(-15)+152.49+35=187.49mmH:0Pio=Pt&=187.49x7-J;-=229.24mmHX)P1+0.

10、033881.0533据P=229.2UmmH2OQ持=10968.743m7hS(1)P365表25选排风机型号为：离心通风机4-72-116C主要性能参数：转速224OrPm全压248mmHK)流量：1580OnWh效率：91%所需功率：14.Ikw般为使干燥室内形成1020mmH9的负压，排风机的风量需比送负机的风盘大204()%.5800-1()968.743=3058%15800由于20%V30.58%V40%,所以风机选择合适3.6、 高压泵(汇编4-18、7,P414).依据设计压力般在1.OO15OKgfcm2,1120KgfZcnr.流一如430Kgh选取合适的泵3.7、 其

11、它协助设务选用(1)浓奶保温槽：选RP1.型，其贮液容枳为5001.,加热面枳2.67m2,容积内径90OnIm,电机功率0.37kw,2台。(2)集粉箱：无详细型号,设计用长1m,宽0.5m,高0.5m的箱体。(3)旋转阀：采纳一般式即可，动协作间隙小于0.05E以保证气密性，用型号1的旋转阀，叶轮容积1.0升，叶轮转速30rpm,所需功率0.4kw,排料量：1吨/小时.(4)仪表盘：将就地集中测量的仪表读数全部在仪表盘上显示出，包括差压计、温度计、电流表(送风机、排风机、雾化器的电流).四、设计结果的汇总I4.1 主要工艺叁数(1)产量：年产全脂奶粉800吨，每小时产量为215.05kg,

12、产品质量符合轻工部“全脂奶粉成量标准”。轻工部全脂乳粉一级产品的理化指标。化学指标：水分(不超过)2.50%,脂肪253O%.豆原后的酸度不超过190T,铜不超过6mgkg,锡不超过100mgZkg,错不超过2mgkg.物理指标：溶解度不低F97%,杂质度不超过I6ppm,微生物指标：杂菌数不超过50000个依，大肠菌不检出。（2）浓奶：总固形物含量48%，温度55C,每小时喷雾量G=436.82kgh.（3）蒸发水址：W=221.77kgh（4）干燥空气用量：1.=37566kg绝干气kg水（5）簇新空气的状态及流量：（o=20Co=0.5Ho=0.00726kg水Zkg绝干气1.0=38.

13、554kJ乐g绝干气VH=0.8387m3（湿空气）kg绝干气Vo=6987.1713m3h（6）热空气的状态及流量：t=150CH=（）.00726kg水kg绝干气1.=171.628KJKg绝干气VHI=I.21Im湿空气Vkg绝干气V1=10088.785m（7）排气的状态及流量：t2=80C2=0.11061.2=O.O3388Kg水/Kg绝干气1.2=170.25675kWkg绝干气Vh2=1.O53311（湿空气）kg绝下气V2=8774.994m（8）加热蒸汽的状态及流量：T；=170CP=8.0kgf7cm2D=504.62kg4.2 干燥装置及主要协助设计一览表序号名称型号M

14、主要性能套数I送风机离心式式以机4-72-116CIWJKs1.37mmHX)转速：125OfPmf1.tfh2O8OOnrh效率？91%所需功,*IO.3kw2空气过池Sft板式过谑器中空泡沫泳料I过谑曲枳：16m：见力勖7.9SmInHQ3空气加热SftG1.II2-I5-544/总敢热面积：2（X.9n-受限血机：O.X2nr通风；午被面枳，0.438m2电力降，7.67mmH；O4I俺塔立式井液心式I塔径：4.0m隔心8.8m有效容枳:60.3m3掇发便忆3.68心水/局1蕤发水Sb221.77kghQHf化戕1.fMa）典心犬更化器I由雾次：J90.02Ih状似转速：73Xkpm*S

15、ff1.!CSmm里唏数；6个闺心次唆嘴外径I28Omm5旋风分别器标御WwSIJI分别器尺寸：41.mA=OJm,B=OJSnimHrO.D=0.5m.D=O.25m.H=H=2m.Si=O.I25m.H=4mi!1.11iSI9,5ms见力%1.52.94mmH9分别效率：99.86%6排风机离心通M1.4-72-116CI风压I248mmHzOKifii224OrPmfttt1.5SXm.h.效率：91%所需功率：14.1kw7浓明保温槽RR,1.5型IIrift容枳I500m1.加热面枳r267mj容器内径；9（X）mm电机功率：0.37KW2台8象粉箱无详细型号IKIm空0.5m高0

16、.5m9就找阀一般式15!I叶轮弃Bh1.0升叶轮转速I3OrPm所甯功率0.4kw揖料JibI吨/小时动协作何歌小于0.5mm五、带限制点的工艺流程图见所附A3图纸上。六、设计说明干燥塔设计的其他说明：（1）热风安排装置（离心式喷雾干燥热风安排盘）热风以切线方向进入安排器，通过多孔板，在导板空气分散器作用下，热风便能匀称地、螺旋式地进入喷雾塔内，喷出来的雾距塔顶的距高靠空气分散器来调整，空气分散器挂在锥形支座中间部位比较适合。安排器风道截面随风量的减小而变小，这样可使风道中的风速和动压基本一样。为门厉止粘粉的焦化，在喷雾塔顶热风引入导管处设有用冷风冷却的三角形风道。（2）干燥塔上设有人孔、振

17、荡荡器。振荡器使喷至塔壁上的奶粉尽可能地被振荡下来，以防止焦化，但总不行避开某些奶粉粘在壁上，因此每隔一段时间就需人入内扫出，因此须设人孔。振动器安装在塔壁上及圆锥底部，各两个。（3）为使喷雾正常进行，在干燥塔上设有现视镜及平安灯，平安灯主要起照明作用，为防止出现不测事务，其电压限制在36V。（4）塔体材料：乳粉喷雾干燥设得的内表面，凡与产品接触的部位普遍采纳不锈钢材料制成，钢厚23m,干燥塔边上加角钢圈，顶部用槽钢固定起来。材料可用1.cr1.8Ni9Ti.（5）干燥室、热风安排装置、粉尘回收设备、热风管、空气加热器等应依据不同要求，必需附有肯定厚度的绝热层（保温层），以削减热损失或设备停用

18、时因乳粉吸潮而粘结。粉尘回收装置应有较高的【可收率，同时应便于清洗，操作便利，干燥后的乳粉应快速自干燥室内自动卸出，并刚好进行冷却。干燥设备的设计应合理，尽量使干燥过程的排风温度不超过9or游高脂肪合量高的乳粉很易引起变质，不耐保藏，喷雾前对浓奶进行两段均所可使游离脂肪含量降低，出粉后快速冷却到20C以卜.进行输粉为佳。七、对干燥设计过程中某些问题的探讨（I）在1.P400离心喷笏机设计过程中，为达密封要求，除图示用过渡协作并拧紧螺栓外，可在螺栓与齿心端间要密封部位加上密封型圈，这种方法更便于拆卸.另一种方法，将离心盘与喷嘴协作部位做成锥形，喷嘴装上拧紧后可自然而然达到密封要求.（2）节能将是

19、喷雾干燥将来发展的趋势，节能的措施有以F几点提高进口温度和降低出口温度,但进塔热风温度不行过高,温度太高会使奶粉颜色变深,影响产品品质.提高料液固形物含量。提高料液的温度。I卜放的气体进行部分再循环利用。利用热交换涔回收余热。采纳二级或三级干燥。（3）牛奶喷雾干燥也可以采纳泡沫干燥的方法。泡沫干燥是将高压气体注入进料泉与雾化器之间的气液混合器中，使气体与液体充分混合并经雾化后形成泡沫。雾化后雾滴的不同部位有很多微小的气泡，这些气泡在高温下膨胀、裂开,加大了传质表面枳，也提高了传质速率，节约了能源。（4）喷雾干燥过程中，被干燥的物料粘附在干燥器的内壁上，一般称之为粘壁现象.粘嬖现象是设计者和操作

20、者必需考虑的问题.因为粘壁后的物利若长时间停留在内壁上会烧焦或变质，假如结块落入干燥器底部会使产品不能达到规定的湿含量。所以清除粘壁特别仃必要，常用的方法有振荡法、空气吹扫法、转动刮刀连续清除法、转动链条连续清除法和针对粘壁部位，特殊设置电动或气动刷子间歇清除。（5）旋风分别器的性能主要有三个指标，即含尘气体的处理量，压力损失以及分别效率。在选择旋风分别器形式时，要充分考虑上述因素，同时还要兼顾到布置空间要求、产品的粒度要求等，一般来说，旋风压降较大时，其分别效率也较高，但同时颗粒的磨损也会加剧。因此，对于易磨损、又有产品粒度要求时,应选择低速低压的旋风分别器。旋风分别器一般作为一级分别设备，对于回收率要求较商时，采纳二级设备如袋灌器。八、结束语XXXX-叁考文献I1.S(-,陈常贵.化工原理上册.天津高校出版社，2005.2朱文学等.食品干燥原理与技术.科学出版社，2009.3丁才渊,王宝和，王喜忠.干燥装置设计手册,化学工业出版社,2005.4张裕中.食品加工技术装备.中国轻工业出版社，2007.5王喜忠,于才渊,周才君.喷雾干燥.化学工业出版社，2003.6刘广文.干燥设备设计手册.机械工业出版社，2009.7曾慈兴.乳粉生产基本学问.轻工业出版社，1984.8张和平，张佳程.乳品工艺学.中国轻工业出版社，2007.9林弘通，陶云率.乳粉制造工程.轻工业出版社，1987.