Расчет распылительной сушильной установки прямоточного действия с дисковым распылением для получения сухого молока

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

ЗАДАНИЕ №____

на курсовое проектирование 

Студента III курса

Н.С.Б.

Время выдачи задания «_____»___________________200__г.

Срок  выполнения проекта «_____»________________200__г.

Защита  проекта назначена на «_____»________________200__г. 

1. Тема  проекта: Расчет распылительной  сушильной установки прямоточного  действия с дисковым распылением   для получения сухого молока

2. Исходные  данные к проекту:  ___________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

3. Содержание  расчетно-пояснительной записки  (перечень подлежащих разработке вопросов)

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Перечень  графического материала (с точным  указанием обязательных чертежей)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Литература, пособия_________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 
 
 

Руководитель  проекта _______________________________________________

Задание принял к исполнению_________________________________________ 
 
 
 
 
 

Содержание

Введение  ……………………………………………………………………………4

1. Технологическая  схема и описание  установки …………………………….6

1.1. Характеристика  распылительных сушилок ………………………………….7

1.2. Принцип работы  сушильной камеры………………………………………...10

1. З. Сравнительная  характеристика сушилок различных  конструкций……….11

2. Вспомогательное  оборудование………………………………………………13

2.1.  Центробежные   пылеотделители – циклоны…………………………….…13

2.2. Вентилятор…………………………………………………………….………15

2.3.Теплообменный  аппарат типа ТП……………………………………...……..16

2.4. Центробежные  дисковые распылители…………………………….………..18

2.5.Конструкция  центробежных дисков………………………………….………21

3. Технологический  расчет аппаратов…………………………………………22

3.1. Материальный  и конструктивный …………………………………….…….22

3.2. Тепловой баланс…………………………………………………..…………..23

3.3. Расчет теплопотерь……………………………………………………………24

4. Расчет и подбор  вспомогательного  оборудования………………...………25

4.1. Циклон………………………………………………………………….…...…25

4.2. Вентилятор……………………………………………………………….........27

4.3. Колорифер………………………………………………………………..……29

4.4. Диск…………………………………………………………….………………31

Вывод……………………………………………………………………….….…..33

Список  использованной литературы………………………………………….34 
 
 
 
 
 
 

    Введение

          Цель данного курсового  проекта является расчет распылительной сушильной установки прямоточного типа с дисковым распылением для получения сухого молока. Этот проект основан на теоретическом материале по процессам сушки.

          Сушка- процесс удаления влаги из продукта связанный с затратами теплоты на фазовое превращение воды в пар. Процесс удаления влаги сопровождается удалением ее связи со «скелетом» продукта, на что затрачивается энергия. По величине энергии таких связей различают: химически связанную влагу (не удаляется из влажных тел при нагревании до 100... 120 °С); физико-химически связанную влагу (удерживается на внутренней поверхности пор материала адсорбционными силами) и физико-механически связанную влагу (находится в крупных капиллярах, на наружной поверхности продукта и удерживается капиллярным давлением).

          Характер и энергия  связи влаги с продуктом определяют общее количество, которое способно удерживать то или иное вещество при равновесии его с окружающей средой. Величина равновесного влагосодержания тем выше, чем больше влаги содержится в окружающем воздухе, и чем ниже его температура.

          Удаление влаги  из твердых и пастообразных материалов позволяет удешевить их транспортировку, придать им необходимые свойства, уменьшить коррозию аппаратуры и трубопроводов при хранении или последующей обработке этих материалов.

          Влагу можно удалять  из материалов механическими способами (отжимом,

    отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием). Чаще всего все эти процессы относятся к последним операциям на производстве, предшествующие выпуску готовой продукции.  
 
 

     Также применяются  комбинированные способы, которые позволяют повысить экономичность процесса.

      В химических производствах применяется  искусственная сушка материала

в специальных  сушильных установках, так как естественная сушка на открытом

воздухе — процесс слишком длительный.

      По  способу подвода тепла к высушиваемому  материалу различают следующие виды сушки:

  1. конвективная сушка – путем непосредственного соприкосновения   высушиваемого материала с сушильным агентом, в качестве которого обычно используются нагретый воздух или топочные газы (как правило, в смеси с воздухом);

  2. контактная сушка — путем передачи тепла от теплоносителя к материалу    через разделяющую их стенку;

  3. радиационная сушка — путем передачи тепла инфракрасными лучами;

  4. диэлектрическая сушка — путем нагревания в поле токов высокой частоты;

  5. сублимационная сушка — сумка в замороженном состоянии при глубоком вакууме.

    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).