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干燥機(jī)的研制及新型微粉箱式干燥機(jī)工業(yè)應(yīng)用
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干燥機(jī)的研制及新型微粉箱式干燥機(jī)工業(yè)應(yīng)用
干燥是我國傳統(tǒng)的食品加工和保藏方式之一，應(yīng)用廣泛，但目前食品干燥存在干燥時間長、產(chǎn)品質(zhì)量較難控制、效率低等問題。這除了與干燥的工藝條件有關(guān)外還與干燥設(shè)備的可控參數(shù)、性能相關(guān)。為解決干制品生產(chǎn)中存在的問題，促使干制品的發(fā)展，提高干制品的品質(zhì)，食品大分子結(jié)構(gòu)與功能特性研究室設(shè)計了一款全自動食品干燥機(jī)，研制出基于PC機(jī)及PLC的干燥箱自動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對溫度、濕度、風(fēng)速、重量和除霜的自動控制，并開發(fā)了一套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可實(shí)時采集實(shí)驗數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)，繪制干燥曲線，基本實(shí)現(xiàn)人工智能化干燥手段。
新型微粉箱式干燥機(jī)的研制及工業(yè)應(yīng)用
1 工作原理
微粉干燥機(jī)的工作原理與旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)基本相同，都是利用旋轉(zhuǎn)氣流與物料顆粒間產(chǎn)生很大的相對運(yùn)動，從而強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)的原理來完成物料的干燥。所不同的是：微粉干燥機(jī)具有更強(qiáng)的破碎和分散能力，非常適合于超細(xì)物料的干燥；微粉干燥機(jī)具有可調(diào)式分級器，可以方便地控制產(chǎn)品的粒徑；微粉干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)更加先進(jìn)，檢修維護(hù)更加方便。微粉干燥機(jī)是集干燥、破碎和分級為一體的多功能干燥機(jī)。
2 設(shè)備結(jié)構(gòu)
微粉干燥機(jī)主要由喂料機(jī)、攪拌器、分級器、傳動裝置和干燥室等組成。具體介紹如下。
2.1喂料機(jī)
微粉干燥機(jī)的進(jìn)料一般采用螺旋輸送機(jī)。對于膏狀粘性物料，需對輸送機(jī)進(jìn)行特殊設(shè)計以防止物料堵塞和架橋。對于漿狀物料，進(jìn)料可以采用容積泵進(jìn)行加料。
2.2 攪拌器
攪拌器的作用是將團(tuán)狀的物料打散，在熱風(fēng)的共同作用下將物料流化。針對如膏狀、粘性和散狀等不同物料，可以設(shè)計不同形式的攪拌器。與旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)不同的是，微粉干燥機(jī)的攪拌器可以設(shè)計成立式或臥式結(jié)構(gòu)，分別適用于不同的場合。采用臥式結(jié)構(gòu)可以大大降低設(shè)備高度，且便于維護(hù)和檢修。
2.3 分級器
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)一般用于對于產(chǎn)品粒度沒有嚴(yán)格要求的物料，其分級結(jié)構(gòu)為干燥機(jī)頂部的固定式淘析環(huán)。微粉干燥機(jī)的頂部設(shè)有分級輪，其轉(zhuǎn)速可調(diào)，適用于超細(xì)和納米級等粒徑有嚴(yán)格要求的物料。對于粒徑范圍要求非常嚴(yán)格的物料(如d90≥2μm)，必要時可以采用多個分級輪。
2.4 傳動裝置
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)一般采用皮帶立式傳動，電機(jī)一般固定在筒體底部的機(jī)架上以增加設(shè)備的穩(wěn)定性。微粉干燥機(jī)的傳動裝置固定在整體型的機(jī)架上，幾乎沒有振動。相應(yīng)于立式和臥式攪拌器，傳動裝置也有立式和臥式兩種形式。
傳動裝置的設(shè)計對設(shè)備的穩(wěn)定性影響很大。蘭化公司采用的國內(nèi)某廠家生產(chǎn)的10型旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)，由于傳動裝置設(shè)計不合理，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時振動非常大。
2.5干燥室
微粉干燥機(jī)和旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的干燥室基本相同。不同點(diǎn)在于由于進(jìn)風(fēng)方式不同，所以筒體的進(jìn)風(fēng)段不同。微粉干燥機(jī)不需要復(fù)雜的進(jìn)風(fēng)蝸殼和分配器。
3 設(shè)計計算
微粉干燥機(jī)的工藝流程與旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)相似。筒體直徑一般參照旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的計算方法來確定。這里主要介紹攪拌器和分級器的設(shè)計方法。
3.1攪拌器的設(shè)計
攪拌器的形式和結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)動速度對干燥過程的影響很大。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的攪拌器都采用立式結(jié)構(gòu)如錨式、槳式和旋轉(zhuǎn)葉片式等)，其結(jié)構(gòu)為多層形式以保證對物料的分散度。
微粉干燥機(jī)的攪拌器已由較初的立式結(jié)構(gòu)發(fā)展到臥式。其轉(zhuǎn)子多參照粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，破碎和分散能力很強(qiáng)。攪拌器的轉(zhuǎn)速可以在1000~4500rpm之間，具體數(shù)值根據(jù)干燥室的直徑和物性確定。干燥室直徑大時取小值，直徑大時取小值。攪拌器外緣的圓周速度約在50~80m/s之間。由于微粉干燥機(jī)的攪拌器轉(zhuǎn)速很高，加工后必須進(jìn)行動平衡試驗。轉(zhuǎn)子的受力情況比較復(fù)雜，目前其所需功率主要憑經(jīng)驗選取。
3.2分級器的設(shè)計
微粉干燥機(jī)的分級器為離心式氣流分級器，它依靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力和氣流的向心力之間的作用把細(xì)粉與粗粉分開。分級器的轉(zhuǎn)速可以在1000~2000rpm之間，葉輪外緣的圓周速度約在20~30m/s之間。 進(jìn)行分級器設(shè)計時，根據(jù)干燥所需的風(fēng)量，確定筒體直徑對應(yīng)的葉輪直徑和較大允許的葉輪轉(zhuǎn)速，以保證較大分級能力。在生產(chǎn)過程中，可以對葉輪轉(zhuǎn)速和風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)以滿足成品粉塵的粒徑要求。
4 應(yīng)用情況
天華化工機(jī)械及自動化研究設(shè)計院經(jīng)過多年的研制，于2000年開發(fā)成功φ350型和立式φ1100型立式微粉干燥機(jī)。2003年開發(fā)成功φ800型臥式和φ1100型臥式微粉干燥機(jī)。該干燥機(jī)已獲專利并成功應(yīng)用于工業(yè)裝置。 微粉干燥機(jī)非常適合于膏狀粘性物料的干燥。在用于干燥高濕含量的粘性物料時，若較終產(chǎn)品的濕含量要求很低，則單獨(dú)采用微粉干燥機(jī)時產(chǎn)量小且能耗很大，這時采用兩級干燥很有優(yōu)勢。
對于散狀或粘性不大的物料，凡是可以用旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的物料都可以采用微粉干燥機(jī)干燥。而且微粉干燥機(jī)應(yīng)用于這些物料時效果更好。通過對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的改造，微粉干燥機(jī)可以應(yīng)用于有機(jī)物如丁腈橡膠等的干燥。 納米物料在潮濕狀態(tài)下，由于強(qiáng)大的表面結(jié)合力使得物料具有極大的粘性，導(dǎo)致物料結(jié)團(tuán)，流動性差，輸送困難，給干燥帶來困難。在干燥過程中，這種結(jié)合力引起物料團(tuán)聚，影響產(chǎn)品性能。因此干燥過程中應(yīng)防止物料架橋，對團(tuán)聚物料有效打散。另外，納米物料中一般都含有改性劑，無論是有機(jī)的還是無機(jī)的，受熱都易分解。因此，納米物料干燥時需考慮物料的熱敏性。
微粉干燥機(jī)的攪拌器具有很強(qiáng)的破碎能力和分散能力，可以將團(tuán)聚的物料打散，再經(jīng)分級器分級，完全能夠滿足粒度要求。同時，物料在微粉干燥機(jī)中的停留時間很短，物料不會變質(zhì)。天華院開發(fā)的微粉干燥機(jī)已經(jīng)成功應(yīng)用于納米碳酸鈣、納米氫氧化鋁、微粉級氫氧化鋁和納米氫氧化鎂等物料的干燥。
內(nèi)蒙古某廠的納米碳酸鈣生產(chǎn)線由于使用了旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)，導(dǎo)致產(chǎn)品中有超標(biāo)大顆粒，無法滿足要求。2002年1月，該廠家與我院聯(lián)系進(jìn)行改造。后來，該廠家采用了我院研制的微粉干燥機(jī)，產(chǎn)品性能大大改善，完全滿足了廠家的要求。這充分說明微粉干燥機(jī)的優(yōu)越性。
另外，微粉干燥機(jī)還可以直接干燥對漿狀物料如分子篩等進(jìn)行干燥。
5 結(jié)束語
微粉干燥機(jī)是在旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一種新型干燥機(jī)。但微粉干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)型式更加先進(jìn)，性能更優(yōu)越，尤其適合于超細(xì)物料的干燥。微粉干燥機(jī)的制造費(fèi)用與旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)相比增加不多。在納米技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，微粉干燥機(jī)的應(yīng)用范圍將會越來越廣闊。
干燥機(jī)占用空間小，結(jié)構(gòu)緊湊，可對干燥過程中多參數(shù)進(jìn)行控制，自動化程度高；采用的多種濕度調(diào)節(jié)相結(jié)合的方法和多段式干燥模型，縮短了干燥時間，提高了干制品品質(zhì)，并節(jié)約能耗。為科學(xué)研究提供了方便的實(shí)驗平臺，使干制品的工業(yè)化生產(chǎn)有了設(shè)備保障，并且具有廣闊的市場前景和較好的經(jīng)濟(jì)效益。
鑒定委員專家認(rèn)真聽取了研究工作匯報，審閱了鑒定材料，經(jīng)過質(zhì)詢、討論，一致認(rèn)為“全自動食品干燥機(jī)的研制及應(yīng)用”成果達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平 該干燥機(jī)有很好的基本功能以外，也有附著物料的功能，對于這樣的設(shè)備來說，一般經(jīng)常應(yīng)用于于制糖的行業(yè)或者是化肥行業(yè)當(dāng)中，已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)?shù)某墒�，未來的發(fā)展前景將是不可估量。 流化床設(shè)備發(fā)展前景： 目前，我國流化床干燥機(jī)在國內(nèi)市場占有率已達(dá)一、用普通碳鋼進(jìn)行靜電噴涂聚酯樹脂粉末涂料??其抗腐蝕能力完全與不銹鋼相媲美。由于該種粉末涂料具有堅韌、耐久、裝飾性好的特點(diǎn)，并具有卓越的室外耐候性和耐熱性，同時機(jī)械加工廠家具有卓越的耐腐蝕和耐粉化性能、卓越的光澤和色光性能，所以，靜電粉末噴涂完全適用于干燥器殼體的防腐。二、采用不銹鋼冷軋板??閃蒸的熱風(fēng)循環(huán)烘箱表面采用靜電噴塑工藝、外觀新穎、堅固耐用。工作室采用不銹鋼板或冷軋鋼板制成，具有耐高溫、耐腐蝕、無黑煙等優(yōu)點(diǎn)�；顒拥某槔骄W(wǎng)架，增加了箱內(nèi)物料的存放空間箱門中間裝有雙層鋼化玻璃觀察窗，可隨時觀察工作室內(nèi)被加熱物品的情況。 今天跟同行做外貿(mào)的朋友聊了一下，談了一下烘箱國內(nèi)外的差異和市場前景，通過交流發(fā)現(xiàn)國內(nèi)國外還是存在一定的差異，我們步長干燥設(shè)備有限公司做烘箱也有好幾個年頭了，從一次接到 真空冷凍干燥機(jī)技術(shù)研發(fā)介紹和選型原則
近年來，真空冷凍干燥設(shè)備技術(shù)在我國有了較快的發(fā)展，但與國外相比，還有一定差距，本文從該技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)改進(jìn)的幾個方面入手，對這一技術(shù)進(jìn)行剖析。
真空冷凍干燥技術(shù)在生物工程、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、材料科
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