年產(chǎn)950噸奶粉噴霧干燥的設(shè)計(jì)

浙江工商大學(xué) 食品學(xué)院一 設(shè)計(jì)條件1. 生產(chǎn)任務(wù)：年產(chǎn)全脂奶粉950噸；年工作日330天；日工作二班，班實(shí)際噴霧時(shí)間6小時(shí)。2. 進(jìn)料狀態(tài)：濃縮奶總固形物含量50%；溫度55；密度1120kg/m2；表面張力0.049N/m；黏度15cp；成品奶粉含水量2.5%（一級(jí)品）；密度600 kg/m2；比熱2.1kJ/kg3. 新鮮空氣狀態(tài)：t0=25，0=60%；大氣壓760mmHg4. 熱源：飽和水蒸氣 二、工藝流程確定牛乳的成分十分復(fù)雜，其中至少含有上百種化學(xué)成分,主要包括水分、脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、鹽類、維生素、酶類及氣體等，各種成分以不同狀態(tài)分散在牛乳中。正常牛乳中各種成分的組成大體上是穩(wěn)定的,但也受乳牛的品種、個(gè)體、地區(qū)、泌乳期、畜齡、擠乳方法、飼料、季節(jié)、環(huán)境、溫度及健康狀態(tài)等因素的影響而有差異。如氧氣會(huì)引起脂類和其他物質(zhì)的氧化，特別是維生素C【1】。光也會(huì)誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)，鹽的組成和酸度也會(huì)隨著溫度的變化而變化等。噴霧干燥法是熱氣流與物料以并流、逆流或混合流的方式相互接觸而使物料得到干燥。這種干燥方法不需要將原料先進(jìn)行機(jī)械分離，操作終了可獲得3050m微粒的干燥產(chǎn)品，并且干燥時(shí)間很短，僅為530s，因此適宜于熱敏性物料的干燥【2】。如果對(duì)產(chǎn)品有特殊需要，還可以在干燥的同時(shí)制成微粒產(chǎn)品，即所謂的噴霧造粒。能夠提高分散性、流動(dòng)性和溶解性，還具有防塵作用，如果芯材和壁材選擇得當(dāng)，在干燥的同時(shí)能制成微膠囊，保持被干燥物料原有的風(fēng)味和特色，還能提高貯存性能。噴霧干燥有較多優(yōu)點(diǎn)【3】：干燥速度快；干燥過程中液滴的溫度比較低；干燥產(chǎn)品具有良好的分散性和溶解性能；產(chǎn)品純度高，環(huán)境衛(wèi)生好；生產(chǎn)過程簡(jiǎn)化，操作控制方便；適宜于連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)；可組成多級(jí)干燥；應(yīng)用領(lǐng)域廣泛但是噴霧干燥也不可避免地具有一些缺點(diǎn)【3】：熱效率低；設(shè)備龐大；對(duì)分離設(shè)備要求高；對(duì)某些膏糊狀物料，干燥時(shí)需加水稀釋，增加了干燥設(shè)備的負(fù)荷；對(duì)生產(chǎn)衛(wèi)生要求高的產(chǎn)品時(shí)，設(shè)備清掃工作量大。噴霧干燥通常分為離心式和壓力式兩種。離心式主要是利用高速旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生很大的離心力，使料液被甩出去而分散霧化。離心式的特點(diǎn)是可以處理較粘稠；料液內(nèi)含有顆粒的物料；霧化均勻，不易堵塞霧化器。缺點(diǎn)是只能采用立式，由于高速旋轉(zhuǎn)，故對(duì)旋轉(zhuǎn)軸及軸承、齒輪等要求很嚴(yán)，乳粉中氣泡較多，不利于保藏等。壓力式噴霧干燥器是通過高壓設(shè)備給料液加壓后通過霧化器霧化，其壓力一般在220MP。與離心式相比，其結(jié)構(gòu)較緊湊，生產(chǎn)能力大，耗能量少，而且改變內(nèi)部元件能改變不同的霧炬形狀，調(diào)節(jié)霧化壓力能調(diào)整產(chǎn)品粒度【4】。壓力式的主要缺點(diǎn)是高粘度物料不易霧化；噴嘴易堵塞；噴嘴易受磨損。對(duì)于低粘度的料液，采用壓力式較適宜。因此在奶粉噴霧干燥中選擇壓力式。此外，確定物料與熱空氣的流向非常重要，合理設(shè)計(jì)氣流分配器或物料與熱空氣的流向，能保證干燥塔內(nèi)溫度均勻，物料與熱空氣進(jìn)行有效的質(zhì)熱交換。氣流與霧滴的流向一般有并流、逆流和混流三種形式，每種形式又可分為直線流動(dòng)或螺旋形流動(dòng)。并流式中干燥后的產(chǎn)品與低溫氣體并流運(yùn)動(dòng)，所以在整個(gè)干燥過程中物料不受高溫，特別適合于熱敏性物料。在多數(shù)情況下采用并流直線流動(dòng)。直線流的并流不易造成物料粘壁，其優(yōu)點(diǎn)是霧化器噴出的霧滴，隨著高速氣流同向下落，限制了霧滴徑向運(yùn)動(dòng)的距離，也就減少了粘壁機(jī)會(huì)；而同向螺旋行則易產(chǎn)生粘壁。對(duì)于逆流干燥，適宜于干燥較大顆?；蜉^難干燥的物料,其干燥推動(dòng)力較小，水分蒸發(fā)速率也較并流式慢。而混流式具有并流式和逆流式的共同特點(diǎn)，但是霧滴在干燥室折返的過程中有相互粘結(jié)的傾向。因此，奶粉宜采用直線流的并流以減少粘壁的機(jī)會(huì)。由于牛奶是熱敏性物料，因此綜上所述對(duì)牛奶進(jìn)行干燥宜采用并流壓力式噴霧干燥。噴霧干燥流程圖：空氣加熱器干燥室袋濾器進(jìn)料裝置集粉裝置鼓風(fēng)機(jī)空氣過濾排風(fēng)機(jī)濃縮料液冷卻廢氣新鮮空氣熱風(fēng)霧化器篩粉包裝三、噴霧干燥裝置的計(jì)算：3.1物料及熱量衡算（1）空氣狀態(tài)參數(shù)的確定G1 tM1新鮮空氣蒸汽熱空氣濃奶排氣L t00 H0H0 I0L t1 H1H1 I1 L t2 H2H2 I2熱損失ql空氣加熱器冷凝水干燥塔 奶粉G2 tM1 物料、熱量衡算圖（2）新鮮空氣狀態(tài)參數(shù)：由設(shè)計(jì)條件給定：t025060 查得25飽和水蒸汽壓Ps0 23.76 mmHg濕含量H00.622（0 Ps0）/（P-0 Ps0）0.622（0.623.76）/（760-0.623.76）0.0119Kg/Kg干熱焓I0（1.01+1.88H0）t0+2492H0（1.01+1.880.0119）25+24920.011958.257 KJ/Kg干濕比容H0（0.773+1.244H0）（273+ t0）/273（0.773+1.2440.0119）（273+25）/2730.861 m3/Kg 干（3）加熱后空氣的狀態(tài)參數(shù)：由于牛奶是熱敏性物料，其加熱溫度及受熱時(shí)間不易過高過長。若溫度多高，牛奶結(jié)垢結(jié)焦速度加快，已發(fā)生蛋白變性的奶垢如果進(jìn)入到噴霧干燥塔內(nèi)進(jìn)行噴霧干燥，則粉沖調(diào)差。為了不影響乳粉的質(zhì)量，熱風(fēng)溫度不應(yīng)過高，但另一方面又為了提高蒸發(fā)速率和使乳粉水分含量盡量降低，所以熱風(fēng)溫度還得盡可能提高。一般采取150160的熱風(fēng)溫度【5】。在此選用t1=150。濕度H1H00.0119Kg/Kg干熱焓I1（1.01+1.88H1）t1+2492H1(1.01+1.880.0119) 150+24920.0119184.51 KJ/Kg干比容 H1（0.773+1.244H1）（273+ t1）/273（0.773+1.2440.0119）（273+150）/2731.22 m3/Kg 干（4）排風(fēng)狀態(tài)參數(shù)確定：排風(fēng)狀態(tài)參數(shù)影響著產(chǎn)品質(zhì)量，如果排風(fēng)溫度過低會(huì)造成潮粉；反之，排風(fēng)溫度過高，則說明降低了噴霧干燥設(shè)備的能力，熱利用率降低而使成本提高，此外，由于乳粉高排風(fēng)溫度下停留的時(shí)間短，很快出粉導(dǎo)致乳粉的表觀密度低從而影響了成品質(zhì)量。一般排風(fēng)溫度應(yīng)保持在8085，相對(duì)濕度為1012%【5】。在此取排風(fēng)溫度為80。出口溫度一般比排氣溫度低10，則tM2=70，t2=80。就整個(gè)干燥器作熱量衡算G2CMtM1/W + Cl tM1 + l I0 +l (I1-I0) = G2CM tM2 /W + l I2 + qlCM 產(chǎn)品比熱，全脂奶粉為2.1 KJ/Kg Cl 水的比熱，4.187 KJ/Kg tM1濃奶溫度，給定55 tM2 奶粉出口溫度，取70 ql 每蒸發(fā)千克水干燥室的熱損失，按工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)取251 KJ/Kg水 W 每小時(shí)蒸發(fā)水量（見物料衡算）227.9 Kg G2 每小時(shí)奶粉產(chǎn)量 （見物料衡算）239.9Kg l 每蒸發(fā)千克水所需空氣量Kg, l1/(H2H1) 將上式整理后可得Cl tM1（G2CM tM2 /WG2CMtM1/W+ ql）（I2-I1）(H2H1) 方程左端表示干燥室補(bǔ)充熱量與損失熱量之差，用表示 =4.18755-(239.92.170/227.9-239.92.155/227.9+251) -53.78 KJ/Kg水（I2- I1）(H2H1) ( (1.01+1.88 H2) t2+2492 H2 I1 )/( H2H1) ( (1.01+1.88 H2) 80+2492 H2 184.51)/ ( H20.0119)- 53.78KJ/Kg水解得H20.0387Kg/Kg干熱焓I2(1.01+1.88 H2) t2+2492 H2(1.01+1.880.0387) 80+24920.0387 183.06 KJ/Kg干2 的求?。河蒆20.622PS2 /（P-2PS2）查得80水蒸汽壓PS2355.1Hg0.03870.622355.12/(760-355.12） 212.543.1.1物料衡算：（1）每小時(shí)需得奶粉量計(jì)算已知：年產(chǎn)950噸，按330天，每天二班，每班6h計(jì)算。每小時(shí)需得奶粉量G2G2239.9 Kg/h（2） 每小時(shí)噴霧濃奶量及蒸發(fā)水分量WW1=50% W2取2.5%G1=G2 W=G1-G2=467.8-239.9=227.9kg/h（3）每蒸發(fā)Kg水干空氣用量（絕干量計(jì)）l=每小時(shí)干空氣量L新鮮空氣體積流量V0=LH08503.70.861=7321.7m3/h熱空氣體積流量V1=LH18503.71.22=10374.5m3/h新鮮空氣體積流量H2=(0.773+1.244H2) =(0.773+1.2440.0387)V2=LH2=8503.71.29=10969.8 m3/h 3.1.2熱量衡算：（1）輸入系統(tǒng)熱量 新鮮空氣輸入： Q1=LI0 =8503.758.257= 4.95105 KJ/h 加熱器輸入熱量：Q2L（I1- I0）8503.7(184.51-58.257)=1.07106KJ/h濃奶帶入的熱量：Q3= G2CMtM1+WCl tM1239.92.155+227.94.18755 8.02104 KJ/h Q入Q1+ Q2+ Q34.95105+1.07106+8.021041.65106 KJ/h（2） 輸出系統(tǒng)的熱量 排氣帶出的熱量: Q1=LI2 =8503.7183.06=1.56106 KJ/h 產(chǎn)品奶粉帶出的熱量： Q2G2CMtM2239.92.170=3.53104 KJ/h干燥室熱損失： Q3= W ql227.9251=5.72104 KJ/h Q出Q1+ Q2+ Q3=1.56106+3.53104 +5.72104 1.65106KJ/h可見熱量收支平衡。（3） 干燥過程的熱效率：表示每蒸發(fā)1公斤水分，干燥器內(nèi)所需加入的熱量中用于汽化水分所耗熱量的百分率。 =(r0+CWt2)-CltM1)/l(I1I0) =(2492+1.88*80-4.187*55)/37.31(184.51-58.257)=51.2%（4）空氣加熱器蒸汽消耗量：選取加熱用飽和水蒸氣溫度T= t1+10=150+10=160查得其飽和蒸汽壓為 617.66103Pa，汽化潛熱為2081.3 KJ/kg并取熱效率k=95%蒸汽消耗量: Dk=Q2/rk=1.07106/2081.3*0.95=541.2Kg/h3.2.壓力式霧化器計(jì)算壓力式噴嘴在結(jié)構(gòu)上的共同特點(diǎn)是使液體獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即液體獲得離心慣性力，然后由噴嘴孔高速噴出。壓力噴嘴一般分為旋轉(zhuǎn)型壓力噴嘴和離心型壓力噴嘴兩種類型。液體通過內(nèi)插頭完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，然后由嘴噴噴出。具有使液體旋轉(zhuǎn)的內(nèi)插頭噴嘴，稱為離心型壓力噴嘴【3】。旋轉(zhuǎn)型壓力噴嘴則是液體經(jīng)過旋轉(zhuǎn)室噴出的噴嘴，與離心型相比，其流量更大，適于生產(chǎn)能力較大的干燥設(shè)備。因而在此選用旋轉(zhuǎn)型壓力噴嘴。3.2.1 噴咀孔截面積、孔徑及噴頭個(gè)數(shù)的確定（1）噴咀孔截面積 霧化角增大，流量系數(shù)CD減小，使噴咀的料液處理量降低，而塔徑卻需增大【3】。因而為使塔徑不至過大，且與氣流良好接觸,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),霧化角控制在6070。在此選65。由=65，查圖3-44可查，得A=2.5再由A=2.5查圖3-42，可得流量系數(shù)CD=0.25據(jù)公式：濃奶密度1120kg/m3 Q噴嘴流量 1.1610-4 P壓力式霧化器的操作壓力，應(yīng)在100150 kgf/cm2之間， 選取120kgf/cm2 CD孔板系數(shù) CD=0.25 故 F=3.210-6（2）孔徑選取噴嘴孔徑do，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般為11.5mm，選1.2mm，則r0=0.6mm。（3）噴頭個(gè)數(shù)的確定 此值需圓整為3個(gè)。3.2.2 噴咀旋轉(zhuǎn)室的尺寸確定 由式： A1=nbh A=可得A1=A 噴咀的結(jié)構(gòu)參數(shù) A=2.5r0 噴咀孔半徑R 旋轉(zhuǎn)室半徑，取R=3mmb 液體入口寬度，取b=0.4mm，b太大，不會(huì)粘在壁上，分散開，b太窄，阻力大。A1 切向通道總的截面積R1 R1=R-3-=3-0.2=2.8mmn 增向通道個(gè)數(shù) n=4h 液體入口高度A1=1.04710-66.510-4m整取0.7mm根據(jù)經(jīng)驗(yàn)校核2R/b=23/0.4=15 其值在630之間h/b=710-4/0.410-3=1.75 其值在1.33.0之間3.2.3 噴嘴的生產(chǎn)能力 A=A2.34查圖3-42，可得CD=0.26查圖可得=630實(shí)際的Q =FCD=3.31.2410-4m3/s大于1.1610-4 m3/s 符合要求 由 可用來調(diào)節(jié)流量。 3.2.4 進(jìn)旋轉(zhuǎn)室切向通道長度L的計(jì)算 如圖可知 R2 空氣心外半徑一般取 R2=44.5mm，取 R2=4mmR 旋轉(zhuǎn)室半徑，R=3mm = L= L 入口長度 經(jīng)驗(yàn)校核 在0.97之間L/b在0.97時(shí)對(duì)流量系數(shù)沒有多大影響。當(dāng)L/b過大時(shí)，壓頭損失過大。L/b過小時(shí)，液體進(jìn)入旋轉(zhuǎn)室后就會(huì)出現(xiàn)散亂流動(dòng)，不能在室內(nèi)均勻地旋轉(zhuǎn)。3.2.5 噴咀芯結(jié)構(gòu) 厚度為67mm，噴嘴孔長度取孔直徑1.2mm。3.3 干燥室（塔）主要尺寸的確定因立式噴霧設(shè)備較臥式有如下優(yōu)點(diǎn)【6】：干燥塔生產(chǎn)能力大，占地面積小，設(shè)備蒸發(fā)強(qiáng)度大，干燥時(shí)間長，有利于提高設(shè)備的熱效率等，故選擇立式。采用多噴頭式n=3，呈多邊三角形布置。其中心距為1000mm。噴頭與塔壁間距可取10001200mm，在此取1100mm，可減少周壁的沾粉現(xiàn)象，氣流的截面速度下降，有利于設(shè)備熱效率提高。q=0.03t1-1=0.03150-1=3.5 kg水/m3hV=V干燥室的有效容積W干燥室的水分蒸發(fā) q干燥強(qiáng)度t1進(jìn)入干燥室的熱風(fēng)溫度V=H立式干燥室的有效高度F干燥室的截面積D干燥室的直徑D=經(jīng)圓整 D=3.5mH2=D=3.5（m）取d=0.40.5m 在此d=0.4m夾角應(yīng)小于60，使產(chǎn)品不易堵塞。通過幾何計(jì)算tg =47<60符合要求。四、輔助設(shè)備的選型計(jì)算 4.1空氣過濾器的選型計(jì)算 材料采用中空泡沫塑料，濾料面積與過濾器通風(fēng)面積比較大。過濾面積F= m為濾層過濾強(qiáng)度，一般為40008000m3/m2 h 選m=5000m3/m2h 圓整為1.5m2 核算m=空氣阻力Hf=0.5sv1.8 S：濾層厚度，通常取10cm V：過渡速度為 Hf=0.5過濾時(shí)一部分孔被堵，導(dǎo)致Hf上升，至一定程度（）時(shí)取下清洗。4.2空氣加熱器的選型計(jì)算采用翅片管換熱器。此傳熱過程，換熱器的熱阻主要在氣體一側(cè)。若氣體在管外流動(dòng)，則在管外裝置翅片，既可擴(kuò)大傳熱面積，又可增加流體的湍動(dòng)，減少該側(cè)熱阻，從而提高換熱器的傳熱效果【7】。（1）需要加熱量Q需 Q需=1.13106KJ/h（2）傳熱效率（3）表面風(fēng)速Va的選取 由查4-3 Va-圖的Va=1.5m/s，N=8排。GLII型鋼制空氣熱交換器比GLI型散熱排管的傳熱系數(shù)高，比I型散熱排管重量輕，體積小，消耗金屬少，且造價(jià)比S、UII型鋼制散熱排管便宜。故選用GLII型空氣加熱器。（4）受風(fēng)面積Fa G：校正至20，latm時(shí)空氣的體積流量m3/h= =1.333 m2（5）選型：據(jù)Fa=1.333m2，8排查4-4表選GLII2-24-78。 GLII2-24-78的主要參數(shù)： 散熱面積F0：60.20m2 受風(fēng)表面積Fa：1.881m2 通風(fēng)凈截面積Ff：0.998m2 總傳熱面積Fo=460.20=240.8m2（6）核算傳熱量：Q供=KFOtm K無具體計(jì)算公式，故借用S、UII型公式。 K=19.77(Vr)0.60810-3 Vr= K=19.772.40.60810-3=0.0337kw/m2k tm= Q供=KFOtm=0.0337240.848.03=389.76kw=1403136kJ/h Q供>Q需 富裕19.5%<2030% 故在原有基礎(chǔ)上加一組，即10排。（7）空氣阻力 P=0.0853（Vr）1.86210=4.35mmH2O4.3 粉塵回收裝置的選型和計(jì)算粉塵回收設(shè)備主要有布袋過濾器和旋風(fēng)分離器兩種。對(duì)于乳粉生產(chǎn)而言，旋風(fēng)分離器的回收率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于布袋過濾器，經(jīng)濟(jì)損失極大【8】。此外，布袋過濾器操作方便，動(dòng)力消耗少，布袋內(nèi)的積粉便于清理。因此乳粉生產(chǎn)通常采用布袋過濾器。（1） V通過布袋過渡器的空氣量 q布袋的允許通過負(fù)荷，一般150200m3/m2h，選170 m3/m2h。 F=（2）確定規(guī)格、只數(shù)、組數(shù) Z= Z 運(yùn)行時(shí)的只數(shù) d 布袋直徑，150200mm，選180mm。 l 布袋長度，2m3.5m，選3m。 Z= 圓整為38只一般有二組、一組使用，一組備用。（3）核算q q= m3/m2h 在150200范圍內(nèi)，故可。（4）計(jì)算阻力 P=（K0Zp+a0）qb0P 空氣通過布袋時(shí)的阻力ZP 織物的沾塵度，對(duì)乳粉而言：ZP=500g/m2k0、a0、b0是常數(shù)，對(duì)棉織絨布而言。k0=2.4510-4 a0=7.5610-3 b0=1.14P=（2.4510-4500+7.5610-3）170.21.14 =45.44(mmH20) P上升到一定程度，如80 mmH20，應(yīng)更換、清洗。4.4 風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算（1）送風(fēng)機(jī)：風(fēng)量一般應(yīng)有1020%富裕量，取15%。 Q送=LvHO(1+0.15)=8503.70.861(1+0.15)=8419.94m3/h Pt=(干燥室內(nèi)壓-大氣壓)+過濾器阻力降+加熱器壓降+熱風(fēng)分配器壓降+沿程與局部壓降一般要求干燥室內(nèi)壓為負(fù)壓1015mmH2O，取15mmH2O 過濾器阻力升至1520mmH2O時(shí)需取下洗滌，取其阻力降為15mmH2O。熱風(fēng)分配器壓降計(jì)算復(fù)雜，無資料介紹，估計(jì)為3040mmH2O，取40mmH2O。沿程與局部阻力估為：3040mmH2O，取40mmH2O。Pt= -15-0+15+4.35+40+40=84.35mmH2OPto=Pt 據(jù)Pto=86.13mmH2O Q送=8419.94m3/h查表選4-72-11 6D離心通風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)：轉(zhuǎn)速1450rpm 全壓：104mmH2O流量：10200m3/h 效率：91% 所需功率：4KW （2）排風(fēng)機(jī)排風(fēng)機(jī)富裕量一般為1530%，取25%。Q排=LvH2(1+0.25)= 8503.71.291.25=13712.2 m3/hPt=出口動(dòng)壓一進(jìn)口靜壓+旋風(fēng)分離器壓降+沿程、局部壓降出口動(dòng)壓一般取15mmH2O，進(jìn)口靜壓取-15mmH2O?？諝馔ㄟ^布袋時(shí)壓降45.44mmH2O沿程、局部壓降估為40mmH2OPt=15-(-15)+45.44+40=115.44mmH2OPto=Pt據(jù)Pto=172.04mmH2O Q排=13712.2m3h選排風(fēng)機(jī)型號(hào)為：4-72-11-8D離心通風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)：轉(zhuǎn)速：1450rpm 全壓：200 mmH2O流量：20130m3/h 效率：89.5% 所需功率：14.2一般為使干燥室內(nèi)形成1020mmH2O的負(fù)壓，排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量需比送負(fù)機(jī)的風(fēng)量大2040%。風(fēng)機(jī)選擇合適4.5高壓泵根據(jù)設(shè)計(jì)壓力一般在100150Kgf/cm2，如120 Kgf/cm2，流量如430Kg/hr據(jù)此選擇RPO2或RPO3型高壓泵，其輸出量更接近設(shè)計(jì)值，更加經(jīng)濟(jì)。4.6其它輔助設(shè)備選用（1）濃奶保溫槽：選RP6L2型，功率：0.37kw，臺(tái)數(shù)：2臺(tái)。（2）集粉箱：無具體型號(hào)，設(shè)計(jì)用長1m ，寬0.5 m，高0.5m的箱體。（3）旋轉(zhuǎn)閥：采用普通式即可，葉輪容積1.0升，葉輪轉(zhuǎn)速30rpm，所需功率0.4kw，排料量1噸/小時(shí)，動(dòng)配合間隙小于0.5mm。（4）儀表盤：將就地集中測(cè)量的儀器，監(jiān)測(cè)各儀器生產(chǎn)狀況。五、設(shè)計(jì)結(jié)果的匯總：5.1主要工藝參數(shù)（1）產(chǎn)量：年產(chǎn)全脂奶粉950噸，每小時(shí)產(chǎn)量為239.9kg，產(chǎn)品質(zhì)量符合輕工部“全脂奶粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”。輕工部全脂乳粉一級(jí)產(chǎn)品的理化指標(biāo)?；瘜W(xué)指標(biāo)：水分（不超過）2.50%，脂肪2530%。 復(fù)原后的酸度不超過190T，銅不超過6mg/kg。 錫不超過100mg/kg，鉛不超過2mg/kg。物理指標(biāo)：溶解度不低于97%，雜質(zhì)度不超過16ppm。微生物指標(biāo)：雜菌數(shù)不超過50000個(gè)/g，大腸菌不檢出。（2）濃奶：總固形物含量50%，溫度55，每小時(shí)噴霧量G1=467.8kg/h。（3）蒸發(fā)水量：W=227.9 kg/h（4）干燥空氣用量：8503.7 kg/h（5）新鮮空氣的狀態(tài)及流量：t0=25 0=0.6 H0=0.0119kg/mg I0=58.257kj/kg UH0=0.861m3/kg V0=7321.7m3/h（6）熱空氣的狀態(tài)及流量：t1=150 H1=0.0119kg/mg I1=184.51 kj/kg UH1=1.22m3/kg V1=10374.5m3/h（7）排氣的狀態(tài)及流量：t2=80 2=0.1254 H2=0.0387kg/mg I2=183.06kj/kg UH2=1.29m3/kg V2=10969.8m3/h（8）加熱蒸汽的狀態(tài)及流量：T3=160 P=6.3kgf/cm2 D=541.2kg/h5.2干燥裝置及主要輔助設(shè)計(jì)一覽表序號(hào)名 稱型 號(hào)數(shù)量主 要 性 能 參 數(shù)1送風(fēng)機(jī)離心式通風(fēng)機(jī)4-72-11 6D1全風(fēng)壓：104mmH2O 轉(zhuǎn)速：1450rpm流量：10200m3/h 效率：91% 所需功率：4kw2空氣過濾器中空泡沫塑料過濾器1過濾面積：1.5m2阻力降：8.65mmH2O3空氣加熱器GLII2-24-785組總散熱面積：240.8m2 受風(fēng)面積：1.881m2 通風(fēng)凈截面積：0.998m2 阻力降：4.35mmH2O4(1)干燥塔立式、并流、離心式1塔徑：3.5m 塔高：7m 有效容積：65.1m3蒸發(fā)強(qiáng)度：3.5 kg水/m3h 蒸發(fā)水量：227.9kg/h(2)霧化器旋轉(zhuǎn)型壓力式霧化器1噴霧量：/h 轉(zhuǎn)速：15000rpm 噴嘴孔徑：1.2mm 噴嘴數(shù)：6個(gè) 5布袋過濾器脈沖式1過濾面積：F=64.53m2,允許負(fù)荷：q=170.2 m3/m2h阻力降：45.44mmH2O 回收效率：100%布袋只數(shù)：38只 分兩組6排風(fēng)機(jī)離心通風(fēng)機(jī)4-72-11-8D1風(fēng)壓：200mmH2O 轉(zhuǎn)速：1450rpm 流量：20130m3/h效率：89.5% 所需功率：14.2kw7濃奶保溫槽RP6L2型1貯液容積：1000L 加熱面積：5m2 容器內(nèi)徑：1130mm 電機(jī)功率：0.37KW 臺(tái)數(shù)：2臺(tái)8集粉箱無具體型號(hào)1長1m 寬0.5m 高0.5m9旋轉(zhuǎn)閥普通式1型1葉輪容積：1.0升 葉輪轉(zhuǎn)速：30rpm 所需功率：0.4kw排料量：1噸/小時(shí) 動(dòng)配合間隙小于0.5mm六、帶控制點(diǎn)的工藝流程圖見所附A3圖紙上。七、設(shè)計(jì)說明干燥塔設(shè)計(jì)的其他說明：1、熱風(fēng)分配裝置熱風(fēng)從側(cè)面進(jìn)入，通過一塊垂直和一塊水平孔板分布均勻。2、干燥塔上設(shè)有燈孔、視孔、人孔、振蕩器、排風(fēng)管等。振動(dòng)器安裝在塔壁上及圓錐底部，各兩個(gè)。3、為使噴霧正常進(jìn)行，以防在生產(chǎn)中出現(xiàn)不測(cè)事件，其電壓控制在36V。4、塔體材料：塔體內(nèi)外壁用厚度為23mm的不銹鋼焊成，頂部用槽鋼固定起來。材料可用1cr18Ni9Ti。5、干燥塔塔體夾層用保溫材料保溫，以減少熱損失或設(shè)備停用時(shí)因乳粉吸潮而粘結(jié)。粉塵回收裝置應(yīng)回收物料的性質(zhì)選擇。用于噴霧干燥的袋濾器，大多不超過130。在本設(shè)計(jì)中，不應(yīng)超過90。游離脂肪含量過高，乳粉極易氧化，不耐保藏，沖調(diào)性差，此時(shí)應(yīng)冷卻到20以下進(jìn)行輸粉為佳。6、對(duì)干燥設(shè)計(jì)過程中某些問題的探討（1）噴霧干燥塔主要尺寸的確定中，離心式噴霧干燥中此現(xiàn)象不明顯，故不作深入探討。（2）奶粉的色澤、顆粒、沖調(diào)、粉中雜質(zhì)、蛋白質(zhì)在塔中變性的程度均與噴霧干燥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、生產(chǎn)參數(shù)的控制和操作者的責(zé)任心有關(guān)。要生產(chǎn)合格優(yōu)質(zhì)的奶粉必須從每個(gè)細(xì)節(jié)做起。由于設(shè)計(jì)制圖時(shí)未考慮裝訂問題，故僅按普通不需裝訂要求布局，而未留出裝訂部位。八、小結(jié)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。這次課程設(shè)計(jì)使我充分了解到化工原理課程的重要性和實(shí)用性，特別是對(duì)噴霧干燥及其操作各方面的了解。并且對(duì)于實(shí)際單元操作設(shè)計(jì)中所涉及的各方面要注意問題也有所了解。通過這次對(duì)奶粉噴霧干燥的設(shè)計(jì)，不僅讓我將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中，而且進(jìn)一步鞏固和提升了所學(xué)的知識(shí)。在這次課程設(shè)計(jì)中，我真正體會(huì)到了合作的重要性，遇到很多問題時(shí)，當(dāng)我看書查資料不能解決時(shí)，就是去找同學(xué)討論一下，收獲很大，可以使很多問題迎刃而解，直到問題最終解決。不可否認(rèn)，本次設(shè)計(jì)存在不少缺點(diǎn)和不足，但這次的課程設(shè)計(jì)使我找出了自己在學(xué)習(xí)上的不足，對(duì)以后的工作也有指導(dǎo)作用。我相信在以后的學(xué)習(xí)中會(huì)克服這些不足，達(dá)到熟練掌握的目的！ 通過這次課程設(shè)計(jì)，我獲得了很多重要的知識(shí)，同時(shí)也提高了的實(shí)際動(dòng)手和知識(shí)的靈活運(yùn)用能力。九、參考文獻(xiàn)【1】 郭本恒等、乳品化學(xué)、中國輕工業(yè)出版社 2001.7【2】 夏清等、化工原理（下冊(cè)）、天津大學(xué)出版社 2007.1【3】 陳壽鵬等、食品工程原理設(shè)計(jì)課程資料匯編 2002.5【4】 劉廣文等、噴霧干燥實(shí)用技術(shù)大全、 中國輕工業(yè)出版社 2001.10【5】 金世琳等、乳與乳制品生產(chǎn)、 輕工業(yè)出版社 1985.10【6】 曹惠興等、乳品生產(chǎn)基本知識(shí)、輕工業(yè)出版社 1984【7】 夏清等、化工原理（上冊(cè)）、天津大學(xué)出版社 2007.1【8】 郭宜祜等、噴霧干燥、化工出版社 1983 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日致 謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗(yàn)。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。郭謙功老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。再次對(duì)周巍老師表示衷心的感謝。其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對(duì)我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果沒有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。致 謝四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對(duì)我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。回首四年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師四年來對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長的關(guān)心和愛護(hù)。學(xué)友情深，情同兄妹。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對(duì)我的撫養(yǎng)與培育。最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師劉望蜀老師、和研究生助教吳子儀老師。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)，給了我很多解決問題的思路，在此表示衷心的感激。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠的感謝。28