Курсовая работа: Расчет распылительной сушильной установки прямоточного действия с дисковым распылением для получ
Высушиваемый материал при любом методе сушки находится в контакте с влажным газом (в большинстве случаев воздухом). При конвективной сушке влажному газу (являющемуся сушильным агентом) принадлежит основная роль в процессе. Поэтому изучение свойств влажного газа необходимо при рассмотрении процессов сумки и их расчетах.
Распылительные сушилки используются для сушки жидких и пастообразных продуктов (молоко, соки, экстракты и т.д.). По способу распыления они подразделяются на дисковые и форсуночные. Вследствие распыления продукта на мелки частицы в этих установках создается большая площадь соприкосновения продукта с горячим воздухом, при этом процесс сушки протекает в течении нескольких секунд, а продукт при высушивании находится во взвешенном состоянии.
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА И ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
Описание распылительной установки фирмы для сушки молока
Фирма «Ниро Атомайзер» (Дания) выпускает сушильные установки с дисковым распылителем молока прямоточного типа. У сушильной башни этих установок большое коническое днище, по которому сухое молоко ссыпается к отводному устройству. Для монтажа сушильной башни необходимо помещение высотой 1З-14м.
В комплект установки входят приемная ванна с теплообменной рубашкой, из которой сгущенное молоко подается насосом на распылительный диск, вращающийся со скоростью до 12 000 об/мин; сушильная башня с коническим днищем, внутри которой расположен воздухопровод для отработавшего воздуха; снаружи башни расположен трубопровод для подачи горячего воздуха, фильтр для механической очистки воздуха, подаваемого вентилятором в калорифер для нагрева; пневматический транспортер с фильтром; батарея циклонов; разгрузочный циклон для сухого молочного порошка; приемник с затвором для выпуска порошка на расфасовку вентилятор; возвратный воздухопровод; вентилятор для отсасывания воздуха из башни; пульт управления. Сушильную башню, циклоны и трубопроводы изготовляют из нержавеющей стали с полированной рабочей поверхностью.
Работа сушки начинается с очистки воздуха от взвешенных в нем частиц и
микроорганизмов через фильтр воздуха (1). Затем очищенный воздух нагнетается вентилятором в калорифер. Температура воздуха на вход в калорифер 19°С (2), где нагревается до 168°С. Этот воздух поступает в распылительную установку. Одновременно из бака подается молоко. В распылительной сушилке происходит процесс сушки благодаря рабочему органу — диск. Диск вращается с помощью электродвигателя (6).
После сушки частицы сухого молока оседают, в конической части сушилки и удаляется с помощью вибратора (11). Также происходит удаление отработавшего воздуха с помощью вытяжного вентилятора (7) через батарею циклонов (8), частицы, которые были уловлены в циклонах удаляются через шлюзы (11). Частицы сухого молока нагнетаются с помощью вентилятора (10) в разгрузочный циклон и выводится через шлюз (9). готовый продукт фасуют и отправляют на склад готовой продукции.
1. 1.Характеристика распылительных сушилок
Распылительные сушилки используются для сушки жидких и пастообразных продуктов (молоко, соки, экстракты и т.д.), в основном применяется, если необходимо испарить растворитель и получить из высушиваемого материала порошкообразный или гранулированный сухой продукт.
Экономическая целесообразность распылительной сушки особенно очевидно при необходимости сушки материалов, близких к состоянию насыщения, а также при организации в камере сушилки комбинированного процесса гигротермической обработки.
По способу распыления они подразделяются на дисковые и форсуночные.
Вследствие распыления продукта на мелкие частицы в этих установках создается
большая площадь соприкосновения продукта с горячим воздухом, при этом процесс сушки протекает в течении нескольких секунд, а продукт при высушивании находится во взвешенном состоянии.
В этих сушилках достигается высокая интенсивность испарения влаги за счет тонкого распыления высушиваемого материала в сушильной камере, через которую движется сушильный агент (нагретый воздух или топочные газы). При сушке в распыленном состоянии удельная поверхность испарения достигает столь большой величины, что процесс высушивания завершается чрезвычайно быстро (примерно 15-30 сек).
В условиях почти мгновенной сушки температура поверхности частиц материала, несмотря на высокую температуру сушильного агента, лишь немного превышает температуру адиабатического испарения чистой жидкости. Таким образом, достигается быстрая сушка в мягких температурных условиях, позволяющих получить качественный порошкообразный продукт, хорошо растворимый и не требующий дальнейшего измельчения.
Распыление центробежными дисками пригодно для диспергирования суспензий и вязких жидкостей, но требует значительно большого расхода энергии, чем механическое распыление. Распыливание механическими форсунками, в которые жидкость подается насосом под давлением 30-200 а m , более экономично, но применяется только для жидкостей, не содержащих твердых взвесей, вследствие чувствительности этих форсунок к засорению.
Распыление пневматическими форсунками, работающих при помощи сжатого воздуха под давлением около 6 ам , хотя и пригодно для загрязненных жидкостей, но наиболее дорого из-за большого расхода энергии; кроме того, его недостатком является неоднородность распыления.
Для осаждения мелких частиц и уменьшения уноса скорость газов в камере, считается на ее полное сечение, обычно не превышает 0,3-0,5 м/сек. Но даже при таких скоростях унос значителен и требуется хорошее обеспыливание отработанных газов. Для более равномерного распределения сушильного агента по сечению камеры и хорошего смешивания с каплями высушиваемой жидкости используют ввод газа через штуцер, расположенный касательно к корпусу камеры, или через ряд щелей, по ее окружности.
Вследствие относительно низкого напряжения камеры по влаге распылительные сушилки представляют собой довольно громоздкие аппараты. Кроме того, оборудование для сушилок (распиливающие и пылеулавливающие устройства) являются довольно сложным и дорогим в эксплуатации.
Способ сушки распылением обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами сушки.
1. Процесс сушки протекает чрезвычайно быстро (обычно 13-15 сек) и частицы в зоне повышенных температур имеют насыщенную поверхность, температура которой близка к температуре адиабатного испарения чистой
жидкости. Благодаря мгновенной сушке и не высоких температур не происходит денатурация белков, окисления, потерь витаминов.
2. легко регулировать и изменять в нужном направлении качественные показатели готового продукта в зависимости от условий сушки.
3. Готовый продукт не требует дополнительного измельчения.
4. Можно достигнуть высокой производительности по высушиваему материалу.
5. Высушиваемый продукт не соприкасается с поверхностями сушилки до тех пор пока не высушится, что упрощает проблему коррозии материала высушиваемой камеры.
6. Сушка происходит в широких температурных пределах (60-120°С).
7. Не происходит вынос пыли высушиваемого продукта в помещении цеха,
что особенно важно при сушке вредных для человеческого организма веществ.
Метод сушки имеет и недостатки: