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咸味香精喷雾干燥机

关键词:咸味香精干燥机,香精香料干燥机,喷雾干燥机
所属分类:食品保健品干燥机
案例概述:咸味香精喷雾干燥机百得干燥积累多年喷雾干燥生产经验,而设计研制而成的新一代喷雾干燥机组,广泛适用于食品工业中的乳浊液、悬浮液、糊状等液态物料的干燥制粒。本机组采用旋切进风与防粘壁相结合进风技术,有效地解决喷雾干燥粘壁严重的世界性技术难题。
案例详情 图片集锦
物料描述:
       咸味香精的定义在我国轻工行业标准中非常明确.即:由热反应香料、食品香料化合物、香辛料(或其提取物)等香味成分中的一种或多种与食用载体和/或其他食品添加剂构成的混合物.用于咸味食品的加香。咸味香精主要包括以下种类:肉味香精、海鲜香精、菜品调味香精以及其他香精。
       在咸味食品香精行业中,不少天然香味料为高浓度萃取所得,香气浓郁但易挥发。在小批量生产时,添加量很少难以保证混合均匀。这时候尝试将其与淀粉、麦芽糊精等基料按比例配制成乳液,再经喷雾干燥塔雾化烘干成粉装香精,既便于储存于加工,也可保证成品咸味香精在保质期内的香气香味稳定不变化。
       喷雾干燥是一种已被工业界广泛接受的干燥工艺,其特点是可以把初始状态为含固的液体通过特殊设计的雾化器雾化,再与干燥介质接触,短时间内完成蒸发干燥而得到的产品。喷雾干燥的工艺流程可分为四个组成部分,一为料液的输送与雾化,调配好的料液经过泵加压输送至塔顶,通过雾化喷嘴雾化为细小的液滴;二为干燥介质的加热,即通过燃气燃烧加热洁净的空气作为传热载体;三为干燥介质与液滴的接触,即发生传热与传质;^后为干燥产品从气体中分离,即通过重力沉降与旋风分离,得到目标产物。


工作原理

       咸味香精喷雾干燥机主要是物料通过高速旋转的雾化器的离心力将物料分配成雾滴状,与通过蜗壳热风分配器的热风相接触后瞬间干燥。由于料液在高速转盘(线速度在110m/s以上)中受离心力作用从盘边缘甩出而雾化,料液雾化的直径比较大,因此干燥塔需要较大的直径。同时由于物料是被离心力甩出来,雾滴的相对大小比较均匀,雾滴与热风接触的瞬间被干燥,雾滴干燥成基本都是空心粉体,物料的颗粒度比较均匀,但物料的颗粒度相对较小。
       离心喷雾干燥器在工业上应用很广,如化工、食品、医药等行业。就喷雾干燥的物料来说,处理的各种原料在性质上有很大的差别,获得的各种产品也各有其特殊的要求。因此,不仅在工艺过程上各有其特殊性,而且在流程安排、设备结构、操作条件,甚至在附属装置上也各有其特殊性。


设备设计条件
  1、料液条件
    名  称:       咸味香精
    初水分:        40%左右
    终水分:        ≤5%
    水份蒸发量:   ~400Kg/h
    料液温度:     60-80℃
  2、工艺条件
    雾化方式:    离心式
    雾滴与热空气接触方式:  并流式
    热源和加热方式:间燃式燃气热风炉
    进风温度:      200~220℃(可调)
    排风温度:      80-90℃
    除尘方式:      塔底+一级旋风+水膜除尘器
    系统材质要求:  见配置清单
  3、设计气象条件
    大气压力:       101.3KPa 
    环境温度:      15℃
    相对湿度:      80%
  4、公用工程
  4.1、电源
    动力电源:      320V,3相,50HZ
    功率:          动力120kw  
  4.2、压缩空气
    压力:         0.6 MPa
    用量:         1m3/min
  4.3、用水量
    纯水用量: 约 1000kg/次(升温、降温时用)
  4.4、设备占地面积约(长×宽×高)m
    长×宽×高     20×15×19

系统描述                          
    初选型:      TPG-400型喷雾干燥机组
    空气过滤系统: 初、中效空气过滤器+高温高效过滤器
    加热系统:     间燃式燃气热风炉
    介质循环系统: 送风机、引风机开式循环
    出料及除尘系统:塔底+一级旋风除尘+水膜除尘器
    物料收集系统: 冷冻除湿负压输送集中收料
    供料系统:     螺杆泵供料

    控制系统:     数显式仪表显示温度、压力、压差,触摸屏动画显示工作流程,各参数集中设定,PLC:际踝远倏刂票淞坎问鹊


计算过程
1、确定的参数
(1)水分蒸发量W水=400kg/h
(2)干燥进风温度t1=200℃
(3)干燥排风温度t2=90℃
(4)原料湿基含水量ω1=40%
(5)产品湿基含水量ω2=5%
(6)环境温度t0=20℃
(7)环境温度下空气含湿量d0=0.01kg水/kg干空气
(8)原料温度80℃,即θ1=80℃
(9)产品温度比排风温度低20℃,即θ2=70℃
(10)干燥进风含湿量d1,在间接换热时,d1=d0=0.01kg水/kg干空气
2、物料衡算
(1)W水= W产(ω1-ω2)/(1-ω1)
     得出, W产≈685kg/h 
(2)W原= W水+W产
     得出, W原=1085kg/h 
3、热量衡算
(1)蒸发水份所需热量Q1= W水(595+0.45×t2-1×t0)=400x(595+0.45x90-15)
     得出Q1=2.49×105 kcal/h
(2)物料升温所需热量Q2= W产{cs×(1-ω2)+1×ω2}×(θ2-θ1)
=685x{0.4x0.95+0.05}x(70-80)
=-2945 kcal/h
cs为绝干产品的比热,一般取cs=0.4kcal/kg. ℃
得出Q2=-2945kcal/h
    (3)外围热损失Q3=(0.15~0.2)×(Q1+ Q2)=0.15x(2.49×105-2945)
     得出Q3≈3.70×104 kcal/h
(4)热风质量流量G=(Q1+ Q2+ Q3)/{(I1- I2′)-0.1×0.24×(t2- t0)}
I1- I2′=(0.24+0.45 d1)×(t1- t2)=26.90kcal/kg
G=(2.45×105-2945+3.7×104)/{26.90-0.1x0.24x75}
得出G≈11120kg/h
4、风量计算
t1温度下热风密度r1=273×1.293/(273+ t1)=0.747kg/m3
t2温度下热风密度r1=273×1.293/(273+ t2)=0.972kg/m3
热风平均密度rp=(r1+ r2)/2=0.86kg/m3
干燥塔内热风平均体积流量Lp=G/ rp=12930m3/h
为考虑余量Lp实际= Lp×1.1=14250m3/h
5、塔径计算
5.1  雾化器的选用:
初选XH-1500型高速离心雾化器, 雾化盘直径为0 .17m,转速为15500 r / min。 
喷距计算(在无热风的情况下):
喷距半径:R99=3.46d0.3×G0.25×n-0.16
式中:d=0.17m,G=1085Kg/h,n=15500r/min
∴ R99=3.46×(0.17)0.3×(1085)0.25×(15500)-0.16
    =3.46×0.5877×5.74×0.2135=2.49m
喷雾塔内径:
一般物料喷雾塔内径为D1=(1~1.1)×2R
。海模保1.05×(2R)=5.23m
 5.2空塔气速验算:
离心喷雾干燥塔的平均风速为0.15—0.3 m/s
D=2x(14250/3600/0.2/3.14 )1/2 
=5.02m
5.3干燥水分强度计算:
验算:E=(200+273)^3.4287/(90+273)^3.34=4.18kg/m3h
V=400/4.18=95.70m3  D=4.7m  
5.4综合塔径计算:
通过验算:暂定直径D=5.3m 外径5.5m
计算空塔气速:v=14250/3600/2.652/3.14=0.18m/s
计算停留时间:i=(4.88+1.55)/0.18=36s
  (直段高度:4.88m,塔底锥体角度52°)
通过停留时间和空塔气速及雾化矩的验算^终确定 TPG-400的喷塔
直径为D=5.3m,保温层厚度100mm   

6、加热系统的计算
实际系统风量为:12250Kg/h
 I1- I0=(0.24+0.45 d1)×(t1- t0)=45.25kcal/kg
Q=12250x45.25=55.45×104 kcal/h
选用60万大卡的间燃式燃气热风炉;
天燃气燃烧器选用:RS-100
天燃气耗量:95-105m3/h
四、设备技术参数表
系统风量 9500m3/h(常温)
天燃气耗量 95-105m3/h
水分蒸发量 ~400Kg/h(净水蒸发)
装机功率 传动120 KW
雾化器 盘径:170mm ,转速:13000-15500r/min  ,功率:11kw
塔径/塔高 5.5M/11.5M(干燥塔内径5.3m,外径5.5m;)

干燥系统形式 开式循环系统 供料方式 螺杆泵稳定送料
热风接触方式 并流方式 热源方式 间燃式燃气热风炉
粉尘捕集方式 塔底+一级旋风除尘+水膜除尘 雾化方式 离心式雾化器
控制方式 人机界面+PLC程序控制 清洗方式 人工清洗,

设备机构性能阐述
1、进料系统
1.1、进料泵
    形式:螺杆泵(杭州斯莱特泵业有限公司)
    型号:GF-30-1
    功率:1.5Kw
    压力范围:0.6Mpa
    流量范围:0-1.2m3/h
    结构材料:与物料接触部分为不锈钢SUS304
    附件:阀门,胶套,食品级高温定子,转子
1.2、进料管道
    提供从进料泵到干燥塔的进料管道。
    数量:1套,材料:全部不锈钢SUS304
    附件:阀门
1.3、管道过滤器
    数量:1支  
    型号:目数40-50目 直径159,快装型
    品牌:温州双鼎机械有限公司
    材料:不锈钢SUS304     
2、热风系统
2.1、初、中效空气过滤器
    提供喷雾干燥前所需的洁净空气
    过滤量:10000m3/h(max)
    压降:200Pa
    材料:滤材为无纺布
2.2、送风风机
    用于输送空气的装置
    形式:4-72   5A
    功率:15kw
    联接形式:A式传动
    风量:7728-11054m3/h
    风压:3187-2962Pa
    附件:调风阀门、防震垫
2.3、换热系统
    一种通过天燃气直接燃烧产生高温烟气通过热传导的方式加热传热介质的装置;
    间燃式燃气(燃油)热风炉:RS-60
    提供热量:60万大卡
    燃气耗量:95-105Nm3/h
    换热器材料:内胆SUS310S,外硅酸铝保温
    天然气燃烧器:RS-100  比例调节
    燃烧器参数:
    燃料:燃油,20°时的^大粘度6mm2/s;
          天然气,G20(甲烷)-G21-G22-G23-G25
    ^大输出时燃气压力(G20/G25/G31):17/24/19mbar
    间断运行(每24H至少停一次)
    电源:230-400V   50HZ三相
    电耗:^大 2500W
    电保护:IP44     EEC标准:90/396-89/336-73/23-92/42
    噪音水平:72DBA   
    有CE认可:0063AR4637
2.4、热风管道
    用于连接热风炉出口到干燥塔顶部的管道,管道内通的是加热过的热空气。内外为不锈钢板,保温材料为硅酸铝,并设置一个热膨胀节,以防止高温管道膨胀。
数量:约10m
材质:内SUS304  2MM ,外SUS304  1.2mm,硅酸铝保温
3.干燥系统
3.1热风分配器
    热风分配器在干燥塔的顶部,为干燥塔提供稳定的热空气。
    形式:主塔的热风涡壳采用了加速式的结构,使得热风在入塔时有效的压住物料,有序的旋流下降。而热风分配器也结合了该技术的特点及要求,做到分配器的两边均有导风机构,并可任意调节角度,以控制热风入塔时的切向角度,。
    数量: 1件
    材料:不锈钢SUS304
3.2、雾化器
    雾化器采用了变频器调节雾化器的转速以达到^佳雾化效果。将雾化器底座降低,加大雾化器的雾化盘与塔顶的距离,使得雾化液滴在风的旋压下无法返顶,以保证系统的正常运行。采用高转速电机驱动,主轴经齿轮箱增速至14000~15500R.P.M,使得雾化盘线速度高达130m/min,确保雾化效果。带油压数字自动检测安全保护装置,主轴配有水冷系统,风冷装置,保证主轴不受高温而变形。并配有空气密封装置(甲方负责气源),确保无漏油现象。根据成品颗粒要求,雾化盘的孔形可选用圆形孔、方形孔或菱形孔;
    型号:XH-1500
    盘径:150mm  转速:13800-15500r/min
    功率:11kw
3.3、干燥塔体
    一个圆柱形高大的筒体,底部为锥形体,用于喷雾干燥。该塔体有热风的进出口、检查清洗口、观察孔、照明孔等。锥形部分还装有敲打装置。整个塔体安装在一个钢架支架上。
    塔体直径:内径φ5300,外径φ5500
    塔总高:~11500
    干粉放料口:φ350
    塔体内壁:δ2mm不锈钢SUS304
    塔体外壁:δ1.2mm不锈钢SUS304
    保温层
    材料:硅酸铝
    厚度:100mm
    附件:观察门:2扇、视镜:5只、照明灯:3个,
    振打装置:9个
    备注:快开式,方便清洗,进出口为直筒式,无死角;
3.4.振动筛
    通过机械振动来将不同粒径物料进行筛选的设备
    直径:800mm  高度:1100mm
    功率:1.5kw
    筛网:50目   一层两出口;
    材料:SUS304
4、除尘系统
    用于分离离开干燥塔尾气中的微小粉尘的装置。
4.1、一级旋风分离器
    数量:1套
    直径:φ1400  
    材料:不锈钢SUS304, 直段δ3及锥体δ2mm组合
4.2、杜康锥
    数量:1个
    材料:不锈钢SUS304, δ3mm
4.4、双气动配重阀下料
    规格:DN350-DN300
    数量:1只
    材料:不锈钢SUS304
    动力:气动执行器,配重阀门力马自制,
    密封:硅胶套密封
    备注:快开式,方便清洗;进出口为直筒式,无死角;
4.5、风管
    材料:不锈钢SUS304, δ1.5mm
4.6、水膜除尘器
    一种用于尾气中的粉尘收集
    型号: SM-1700
    喷枪数量:1只
    循环水泵:ISG40-125
    填料:球状填料
    材料:物料接触部分不锈钢SUS304
 5、排风系统
5.1、引风风机
    用于产生整个喷雾干燥所需风量的装置。
    形式:离心式
    型号: 9-26  10D
    功率:55kw
    风量:17172-19319m3/h
    风压:6143-6056pa
    联接方式:D式传动
    附件:防震垫,清洗口,清灰口;
    材料:Q235
5.2、尾气出风风管
    材料:碳钢并涂防腐漆及乳白色漆
    数量:约10m
6、气力输送系统
    一种通过负压风送将2点出料的物料集中输送至成品料仓的装置。
    管道:不锈钢SUS304,直径219,约30m
    集中收料风机:9-19-5.6A 11KW
            风量:2262-3619m3/h   风压:7182-7109pa
    冷冻除湿机:BLT-30D 风量:3000m3/h  功率:18KW
    旋风收料器:XF-600  (含杜康锥)
    材质:物料经过处SUS304
8、控制系统
    控制箱
    材料:喷塑
电气控制系统配置说明:
  1.昆仑通泰(液晶显示触摸屏)+PLC(可编程控制器)控制。
  2.进风温度由天燃气燃烧器自动调节温度。
  3.可实现进料量根据出风温度的变化自动调节进料量。

  4.实时监测塔内压力,高效过滤器压差,出风温度,进风温度等主要参数;

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