Метод распылительной сушки
При распылительной сушке происходит испарение растворителя из высушиваемого продукта. В результате получают сухой порошкообразный или гранулированный продукт.
С экономической точки зрения метод распылительной сушки необходимо применять для продуктов, находящихся в состоянии близком к состоянию насыщения, или при проведении в сушильной камере комбинированного гигротермического процесса обработки. Высушиваемый продукт с помощью форсунок или вращающихся дисков распыляется (диспергируется) в сушильную камеру. Здесь он контактирует с сушильным агентом в роли которого может выступать горячий воздух, газы, образующиеся при сгорании топлива или перегретый пар. Методом распыления достигается значительное увеличение поверхности испарения. При этом происходит интенсивный массо- и теплообмен между высушиваемым продуктом и сушильным агентом. Диспергированные частицы продукта теряют влагу за довольно небольшой промежуток времени. Высыхая, продукт под действием силы тяжести опускается на дно сушильной камеры. Здесь он собирается и непрерывно выводится из зоны сушки. Часть сухих частиц продукта не опустится на дно камеры. Она осядет на пылеотделителях, через которые проходит сушильный агент.
Структура высушенных частиц продукта может быть различной: монолитные, пустотелые, губчатые. Она зависит, прежде всего, от молекулярной структуры высушиваемого продукта и заданного режима сушки.
На сегодняшний день используются различные методы распылительной сушки. Одним из них является холодная распылительная сушка. Она применяется для сушки материалов, которые переходят в жидкую фазу в нагретом состоянии, а при охлаждении до нормальных температур – в твёрдую. Эти продукты диспергируют в сушильную камеру в нагретом состоянии. Проходя через поток холодного сушильного агента, частицы теряют влагу. Испарение воды происходит за счёт тепловой энергии самого продукта.
Способ сушки, при котором раствор продукта перегревают перед распылением, имеет свои преимущества. Данный метод позволяет повысить эффективность распыления, уменьшить размеры установки, снизить удельные затраты. В некоторых случаях повышаются технологические показатели готового продукта. При необходимости высушить дорогие термочувствительные продукты применяют ультразвуковые распылители и генераторы ультразвукового поля в сушильных камерах. Процесс распылительной сушки может быть осуществлён для любых продуктов, которые возможно подать к распылительному устройству с помощью насоса или под давлением.
По сравнению с другими видами сушки продуктов распылительная сушка имеет некоторые преимущества.
- Небольшая продолжительность процесса сушки, которая может составлять от 15 до 30 с. При этом температура у частиц продукта в сушильной камере практически равна температуре испарения чистой влаги. Это связано с тем, что частицы имеют насыщенную поверхность. Сушка проходит практически мгновенно. В сочетании с невысокой температурой диспергируемых частиц продукта это позволяет получить высококачественный сухой продукт. Такой метод сушки не вызывает денатурацию белков, окисления и потерь витаминов. Распылительную сушку применяют не только для пищевых продуктов, но и органических солей и красителей, медицинских и биологических препаратов, т.е. всех термочувствительных веществ. Получить сухой продукт такого же качества можно только при использовании сушилок, создающих глубокий вакуум.
Легкость регулировки различных показателей качества высушенного продукта путём изменения параметров режима сушки. К ним относятся объёмный вес сухого порошка, размер частиц, остаточная влажность, температура.
Высушенный продукт полностью готов к использованию, так как нет необходимости проводить его измельчение, и обладает отличной растворимостью.
Применение метода распылительной сушки в большинстве случаев позволяет упростить технологию получения сухого порошка и полностью её механизировать. Становятся не нужными следующие операции: размол, центрифугирование, фильтрация.
Высокая производительность установок распылительной сушки по высушиваемому материалу сочетается с небольшим количеством обслуживающего персонала.
Для сушки и измельчения липких аморфных продуктов распылительные сушилки подходят как нельзя лучше. Размолоть такие продукты невозможно. Дополнительным преимуществом распылительной сушки является нахождение небольшого количества продукта в сушильной камере. Это предотвращает вероятность порчи какого-либо значительного объёма продукции в случае экстренной остановки сушилки.
Распылительная сушка позволяет легко получить сухой продукт, состоящий из нескольких компонентов. Для этого их смешивают в жидком состоянии перед распылением в сушильной камере или производят их одновременное распыление.
Однако у метода сушки распылением есть и свои недостатки:
- при сушке продуктов с начальной температурой воздуха от 100 до 150 °С необходимы сушилки с достаточно большими удельными габаритами;
- значительная стоимость оборудования для диспергирования жидкого продукта и отделения сухого продукта от отработанного сушильного агента;
- данный метод связан с большим расходом электрической энергии для обеспечения распыления продукта и поддержания значительного расхода сушильного агента. Последний не может быть насыщен влагой в полной мере в случае невысоких начальных температур процесса сушки;
- полученный сухой порошкообразный продукт имеет небольшой объёмный вес. Из-за этого приходится вводить дополнительные операции (брикетирование).
При распылительной сушке удельный расход тепла составляет от 850 до 1500 ккал на 1 кг испаряемой влаги (данный параметр зависит от конкретных режимов сушки).
Распылительная сушка продуктов позволяет улучшить технико-экономические показатели сушки при проведении интенсификации процесса испарения влаги. Из практики установлено, что высокодиспергированные продукты могут быть высушены при значительной интенсификации процесса. Это позволяет сократить габаритные размеры установки и уменьшить расход тепла и электрической энергии.
Источник
Технология и принцип работы распылительной сушилки
Сушка методом распыления — это процесс получения высушенного продукта путем испарения находящейся в нем влаги через форсуночную сушилку.
Установка имеет камеру цилиндрической или цилиндроконической формы. Распыленные в камеру форсуночной сушилки эмульсии, суспензии или пастообразные материалы контактируют с горячим сушильным агентом (воздухом или топочным газом) и вследствие чего обезвоживаются.
Такой метод наиболее эффективен для получения мелкодисперсного сыпучего порошка или гранул. Также с помощью такой сушилки можно восстановить слежавшийся продукт, превратив его в качественный порошок.
Технология распылительной сушки
Ниже представлена схема технологического процесса сушки с использованием распылительной сушилки:
1. Фильтр; 2. Вентилятор; 3. Подогреватель; 4. Ёмкость с сырьем (либо штуцер подвода сырья); 5. Нагнетающий насос; 6. Распылитель;
7. Сушильная камера; 8. 1-й контур улавливания пыли; 9. 2-й контур улавливания пыли; 10. Вентилятор; 11. 3-й влажный контур улавливания пыли.
Распылительная сушилка: принцип работы
Воздух проходит фильтрацию и нагрев, затем поступает в устройство подачи, расположенное в верхней части аппарата, оттуда подается в камеру, формируя в ней вращательный воздушный поток.
Одновременно с подачей воздуха происходит рассеивание суспензии в сушильной камере. Сырье поступает в камеру при помощи механических форсунок (форсуночной сушилки), в которые продукт подводится под сильным давлением, или при помощи центробежных дисков и пневматических форсунок, в которых распыление осуществляется за счет струи воздуха. При взаимодействии с воздухом из мелкодисперсных частиц раствора испаряется влага, и они преобразуются в порошок. Так как вещество изначально поступает в камеру в туманообразном виде и занимает большую площадь, процесс обезвоживания проходит очень быстро (несколько секунд). Под действием силы тяжести часть уже сухого продукта опускается на дно камеры и выводится из ее нижней части. Другая часть обезвоженного вещества потоком воздуха транспортируется в циклонный разделитель, откуда производится его выгрузка. С помощью регулировки потока горячего воздуха можно сокращать или увеличивать скорость испарения влаги. Исходящие газы после удаления мельчайших частиц в мокром скруббере выводятся из установки.
В промышленных условиях разделяют две схемы подачи раствора в аппарат:
- Прямоточные установки. Подача раствора осуществляется сверху сушильной башни. Эта схема позволяет использовать высокие температуры и при этом исключает перегрев вещества. Скорость газов в камере обычно не превышает 0,3—0,5 м/сек. За счет этого оседают мелкие частицы (средний размер капель обычно составляет 20—60 мкм) и снижается уровень уноса.
- Противоточные. Подача раствора осуществляется через нижнюю часть сушильной башни с помощью форсуночного распылителя под высоким давлением. Осаждение частиц происходит медленнее, чем при прямотоке, а время их нахождения в сушильной камере больше, как следствие готовый продукт имеет более высокую плотность.
На производствах чаще применяются прямоточные или комбинированные установки.
Область применения
Сушильные аппараты распылительного типа могут использоваться в широком диапазоне сфер промышленности, требующих производства сыпучего порошкообразного образца.
- В пищевой промышленности: для получения сухого молока, альбумина, протеиновых смесей, сухих растительных белков, растворимого кофе, чая, сахара и сахарозаменителей, растительных экстрактов, сухих дрожжей, крахмалов и их производных, приправ, овощных и куриных порошков, кормов для животных и т.д.
- В химической и фармацевтической отраслях: для получения ароматизаторов, красителей, бытовой химии, пластика, смол, полиэтилена, удобрений, антибиотиков и различных фармацевтических порошков и т.д.
- Сушилка применяется для получения сухих строительных смесей, керамических порошков, сыпучих материалов для производства керамики.
- Кроме того, такие установки используются в горнодобывающей, металлургической, угольной, сельскохозяйственной, микробиологической и других областях.
Преимущества распылительной сушки
Сушильные установки распылительного типа получили широкое распространение за счет своей универсальности и возможности осушения практически любых жидкотекучих веществ. Основные преимущества:
- Процесс сушки занимает минимум времени – всего пятнадцать-тридцать секунд. При распылении продукта, его площадь соприкосновения с горячим воздухом значительно увеличивается, поэтому при контакте может быть мгновенно выпарено до 98% влаги. Такой способ обезвоживания идеально подходит для термочувствительных материалов т.к. исключает перегрев (выгорание) основного продукта.
- В ходе сушки продукт не окисляется, сохраняет цвет, запах, вкус.
- Полученный продукт полностью готов к использованию, не требует дополнительного измельчения, обладает однородной структурой и высоким показателем растворимости. В большинстве случаев продукт сразу готов к упаковке .
- Возможность регулировки температуры в широком диапазоне.
- Диаметр и плотность гранул конечного продукта, уровень их влажности можно регулировать с помощью настройки условий процесса сушки.
- Подходят для измельчения липких веществ, которые невозможно размолоть в исходном состоянии.
- Возможность получения сухого продукта, состоящего из разных компонентов.
- Оборудование способно работать в непрерывном цикле.
- Простота и удобство в эксплуатации, управлении и обслуживании.
Наша компания «Мида» осуществляет подбор и поставку сушильных установок в России и странах ТС. Готовы также выполнить поставку подходящей линии упаковки и другого сопутствующего оборудования.
 |
Мы предлагаем провести испытания по сушке образца сырья заказчика на промышленной распылительной сушилке. Узнать подробнее
Для получения консультации свяжитесь с нами по телефону в Москве +7 (495) 145-06-01 или напишите на [email protected]
Источник
Распылительные сушилки
Распылительные сушилки используются для сушки жидких и пастообразных продуктов (молоко, меланж, соки, экстракты, витамины, ферменты и др.). 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 течение нескольких секунд, а продукт при высушивании находится во взвешенном состоянии.
Распылительная сушилка ЦТР-500 (рис. 16.16) предназначена для получения сухого молока из концентрированного, обезжиренного или цельного молока.
Рис. 16.16. Распылительная сушилка ЦТР-500
Сушилка представляет собой установку конвективной распылительной сушки смешанного типа (содержит элементы противоточных и прямоточных сушилок) с вертикальной цилиндрической камерой, паровым нагревом воздуха и нижним его подводом в камеру, центробежным распылением жидкого продукта и очисткой отработавшего воздуха в тканевом фильтре.
Концентрированный продукт поступает в бак 1 сгущенного продукта, откуда центробежным насосом подается в расходный (напорный) бак 2. Из него по вертикальному трубопроводу 8 через регулирующий клапан поступает в сушильную камеру 3 на распыливающий сопловой диск, приводимый во вращение с помощью паровой турбины. При вращении диска с большой скоростью происходит диспергирование жидкого продукта в объеме сушильной камеры с образованием факела. Воздух из помещения, очищенный в воздушных фильтрах 4 и нагретый в паровых калориферах 5, поступает в сушильную камеру через два радиальных отверстия, расположенных в нижней ее части.
В результате контакта нагретого воздуха и факела распыла жидких частиц продукта происходит их обезвоживание и образование твердых частиц сухого продукта. При этом имеет место сепарация сухих частиц в сушильной камере – крупные частицы оседают на дно, откуда с помощью скребкового механизма и шнекового транспортера поступают на охлаждающее сито. Мелкие частицы подхватываются потоком отработавшего воздуха и через отверстие в верхней части камеры уносятся в рукавный тканевый фильтр 7. Частицы продукта отделяются от воздуха и поступают в шнековый транспортер, где смешиваются с камерной фракцией. Очищенный отработавший воздух вентилятором выводится в атмосферу. С помощью регулятора можно менять частоту вращения паровой турбины и соответственно распыливающего диска. Сушилка снабжена пультом управления 6.
Техническая характеристика сушилки ЦТР-500
Производительность по испаренной влаге, кг/ч…………………………. 500
Производительность по сгущенному молоку,
поступающему на сушку, кг/ч………………………………………………….. 1000
Давление греющего насыщенного пара, МПа……………………………. 0,7…1,0
Расход воды на маслоохладитель турбины, м 3 /ч………………………… 0,9
Установленная мощность электродвигателей, кВт……………………… 38
Габаритные размеры, мм………………………………………………………….. 14 700´10 000´12 200
Распылительная сушилка СРЦ-8/300-НК (рис. 16.17) применяется для сушки кормовых дрожжей с нижним подводом теплоносителя. Корпус сушилки 9 представляет собой цилиндрический аппарат с коническим днищем. Раствор распыливается центробежным устройством 13 с помощью диска 10. Сушильный агент подается в верхнюю часть установки по газоподводящей трубке 7, на конце которой установлен диспергатор 8, предназначенный для создания в сушильной камере вращательного движения теплоносителя и его лучшего контакта с продуктом.
Распыленные капли продукта подхватываются потоком продукта и устремляются вниз. Влага испаряется, а мелкий высушенный порошок осаждается в конусном днище и через разгрузочное устройство 1 поступает в систему пневмотранспорта. Для стряхивания частиц, осевших на стенках, установлены вибраторы 17. Отработанный теплоноситель удаляется через газоотводящую трубу 2 в циклон для отделения порошка. Для осмотра аппарата предусмотрены тележка 4, светильник 6, дверь 5. На корпусе 9 смонтированы предохранительные клапаны 3 и 18 в виде откидывающихся дисков и патрубки 12 для выхлопа сушильных газов при резком увеличении давления. Для снижения теплопотерь предусмотрена изоляция 11.
Рис. 16.17. Распылительная сушилка СРЦ-8/300-НК
Для смазки центробежно-распыливающего устройства 13 в верхней части установлен масляный фильтр 14. Подъем распыливающего устройства осуществляется электроталью 15, закрепленной на шатре 16.
Техническая характеристика СРЦ-8/300-НК
Производительность по испаренной влаге, кг/ч…………….. 3000
Начальная влажность исходной суспензии, %……………….. 78…90
Напряженность по испаренной влаге, кг/(м 3 ×ч)……………… 4…14
Дисперсность готового продукта, мкм…………………………. 30…70
Рабочий объем сушильной камеры, м 3 …………………………. 300
Высота цилиндрической части, м…………………………………. 6,0
Источник
