第九章第四节1学习资料

1、第三节滚筒式干燥机第三节滚筒式干燥机早期主要是用于奶粉的干燥，后随着奶粉生产早期主要是用于奶粉的干燥，后随着奶粉生产规模的扩大，奶粉采用喷雾干燥，滚筒干燥转到规模的扩大，奶粉采用喷雾干燥，滚筒干燥转到其它行业，典型的有谷物类婴儿食品、预糊化淀其它行业，典型的有谷物类婴儿食品、预糊化淀粉、速溶早餐麦片、马铃薯全粉（雪花粉），如粉、速溶早餐麦片、马铃薯全粉（雪花粉），如雀巢公司雀巢公司20002000年在全球的生产企业中共采用了约年在全球的生产企业中共采用了约150150台滚筒干燥机生产婴儿食品。另外，在处理纤台滚筒干燥机生产婴儿食品。另外，在处理纤维物料如造纸行业早已得到成功应用，其它如即维物料如造纸行业早已得到成功应用，其它如即食土豆片、果酱、南瓜粉等多种脱水食品中。日食土豆片、果酱、南瓜粉等多种脱水食品中。日本用改进后的滚筒干燥机加工春卷皮。本用改进后的滚筒干燥机加工春卷皮。1一、概念一、概念: :滚筒式干燥机是通过转动的圆筒，以热传导的方滚筒式干燥机是通过转动的圆筒，以热传导的方式，将附在筒体外壁上的液态物料或带状物料式，将附在筒体外壁上的液态物料或带状物料进行干燥的一种连续操作设

2、备。进行干燥的一种连续操作设备。2二、分类二、分类按按滚筒数量滚筒数量分：单滚筒、双滚筒分：单滚筒、双滚筒 和多滚筒式干燥机；和多滚筒式干燥机；按按操作压力操作压力分：常压滚筒和真空式滚筒；分：常压滚筒和真空式滚筒；按按布料方式布料方式分：浸液式、喷溅式、棍铺式等形式分：浸液式、喷溅式、棍铺式等形式3料液槽：料液槽：盛待干燥物料；盛待干燥物料；排液虹吸管：排液虹吸管：加热滚筒内冷凝水；加热滚筒内冷凝水；传动装置、螺旋输送器等。传动装置、螺旋输送器等。进、排气管：进、排气管：5筒体：直径筒体：直径0.60.61.6m1.6m，长径比，长径比L/DL/D0.80.82 2，最，最长筒体可达长筒体可达3.5m3.5m，转速，转速2 210r/min10r/min，附在滚筒上，附在滚筒上的料膜厚度为的料膜厚度为0.50.51.5mm1.5mm。材料为铸铁或钢板、。材料为铸铁或钢板、不锈钢板焊制。有铸造和焊接两种型式，在模拟不锈钢板焊制。有铸造和焊接两种型式，在模拟现场加工条件下加工。现场加工条件下加工。1.滚筒：筒体、端盖、端轴及轴承滚筒：筒体、端盖、端轴及轴承 热容量大、传热稳热容量大、传热

3、稳定、刚性、耐磨、定、刚性、耐磨、壁厚重、热阻大、壁厚重、热阻大、导热差导热差壁薄、导热性好、壁薄、导热性好、单体加工方便、单体加工方便、L/DL/D范围大，适用范围大，适用6铸铁与钢制滚筒组件铸铁与钢制滚筒组件7 铸铁与钢制滚筒组件铸铁与钢制滚筒组件82.布膜装置：布膜装置：1 1）料槽：）料槽：直接浸液布膜，最小浸液深度直接浸液布膜，最小浸液深度101015mm15mm。料槽、喷淋器、搅拌器、膜厚控制器料槽、喷淋器、搅拌器、膜厚控制器92 2）布膜器：）布膜器：A A、喷溅式、喷溅式B B、喷雾管式、喷雾管式103 3）搅拌器：）搅拌器：弧形（浸液式）弧形（浸液式）保证长度方向均匀一致，无论上部或下部进料均保证长度方向均匀一致，无论上部或下部进料均应保证搅拌。应保证搅拌。114 4）膜厚控制器）膜厚控制器（高粘度及流（高粘度及流动性差物料使动性差物料使用，控制成膜用，控制成膜厚度）厚度）A A、刮刀式、刮刀式12B B、压辊式、压辊式133.3.刮料装置刮料装置刮刀：刮刀：刮取已干燥物料，是滚筒连续作业的重要刮取已干燥物料，是滚筒连续作业的重要 工序。工序。1 1、刀片在滚筒整个长

4、度方向均匀一致、刀片在滚筒整个长度方向均匀一致2 2、压紧力足够、压紧力足够3 3、刀刃锋利，保证物料清理彻底、刀刃锋利，保证物料清理彻底14（二）工作过程（二）工作过程需要干燥处理的料需要干燥处理的料液由高位槽流入滚筒干液由高位槽流入滚筒干燥机的原料槽内，由布燥机的原料槽内，由布膜装置使物料薄薄地膜装置使物料薄薄地（膜状）附在滚筒表面，（膜状）附在滚筒表面，滚筒内通有供热介质，滚筒内通有供热介质，食品工业多采用蒸汽，食品工业多采用蒸汽，压力一般在压力一般在0.2-6MPa0.2-6MPa，温度温度120120150150度度15物料在滚筒中由筒壁传热使其湿分汽化，滚物料在滚筒中由筒壁传热使其湿分汽化，滚筒在一个转动周期中完成筒在一个转动周期中完成布膜、汽化、脱水布膜、汽化、脱水等过程，干燥后的物料由刮刀刮下，经螺旋等过程，干燥后的物料由刮刀刮下，经螺旋输送送至成品贮存槽，最后进行粉碎或直接。输送送至成品贮存槽，最后进行粉碎或直接。在传热中蒸发出的水分，视其性质可通过密在传热中蒸发出的水分，视其性质可通过密闭罩，引入到相应的处理装置内进行捕集粉闭罩，引入到相应的处理装置内进行捕集粉尘或

5、排放。尘或排放。16第四节第四节 流化床干燥器流化床干燥器17一、概念及特点一、概念及特点流化床干燥器又称为流化床干燥器又称为沸腾床干燥器沸腾床干燥器。流化床流化床是指在一个设备中，将颗粒物料堆放在分布是指在一个设备中，将颗粒物料堆放在分布板上，当气流由设备下部通入床层，随着气流速度板上，当气流由设备下部通入床层，随着气流速度加大到某种程度，固体颗粒在床内会产生沸腾状态，加大到某种程度，固体颗粒在床内会产生沸腾状态，这种床层称为流化床，那么采用这种方法进行物料这种床层称为流化床，那么采用这种方法进行物料干燥的称为干燥的称为流化床干燥。流化床干燥。1 1、概念、概念18 从上述概念中可以看出，采用热空气为流从上述概念中可以看出，采用热空气为流化介质干燥湿食品时，热空气既是流化介质又化介质干燥湿食品时，热空气既是流化介质又是干燥介质，起了双重作用，而被干燥的物料是干燥介质，起了双重作用，而被干燥的物料则在热气流中则在热气流中一方面一方面被吹起、翻滚、相互混合被吹起、翻滚、相互混合和摩擦碰撞，和摩擦碰撞，另一方面另一方面又进行传热和传质，从又进行传热和传质，从而达到干燥的目的。而达到干燥的目

6、的。19优点：优点：1 1）物料与干燥介质接触面大，搅拌激烈，表面）物料与干燥介质接触面大，搅拌激烈，表面更新机会多，热容量大，热传导效果好，利用更新机会多，热容量大，热传导效果好，利用设备的效率高，可实现小规模设备大生产；设备的效率高，可实现小规模设备大生产；2 2）干燥速度快，物料在设备内停留时间短，适）干燥速度快，物料在设备内停留时间短，适宜于热敏性物料的干燥；宜于热敏性物料的干燥；2 2、特点、特点203 3）物料在干燥时内停留时间可由出料口控制，容）物料在干燥时内停留时间可由出料口控制，容易控制物料的含水率；易控制物料的含水率；4 4）装置简单，设备造价低，本身无机械运动装置，）装置简单，设备造价低，本身无机械运动装置，保养容易，维修费低；保养容易，维修费低；5 5）密封性能好，机械运转部分不直接接触物料，）密封性能好，机械运转部分不直接接触物料，对卫生指标要求较高的食品干燥十分有利。对卫生指标要求较高的食品干燥十分有利。211 1）对被干燥物料颗粒度有一定的限制，不小于）对被干燥物料颗粒度有一定的限制，不小于30um30um，又不大于，又不大于4 46mm6mm。2 2）不

7、适于易结块物料和易与设备壁间粘结的物料，）不适于易结块物料和易与设备壁间粘结的物料，主要用于物料粒度在主要用于物料粒度在0.46mm0.46mm范围的物料的干燥；范围的物料的干燥；3 3）该设备单层流化床难以保证物料干燥均匀，一般）该设备单层流化床难以保证物料干燥均匀，一般为三层，设备高；为三层，设备高；4 4）微细粒子易被风吹散飞扬，部分粒子易破碎；）微细粒子易被风吹散飞扬，部分粒子易破碎； 缺点：缺点：22按被干燥物料分为按被干燥物料分为粒状物料、膏状物料、悬浮液粒状物料、膏状物料、悬浮液和溶液等和溶液等流动物料；流动物料；按操作情况分为按操作情况分为间歇式和连续式间歇式和连续式；按设备结构形式分为按设备结构形式分为单层流化床、多层流化床、单层流化床、多层流化床、卧式流化床、喷动流化床、脉冲流化床、振动卧式流化床、喷动流化床、脉冲流化床、振动流化床、惰性粒子流化床和锥形流化床干燥器。流化床、惰性粒子流化床和锥形流化床干燥器。 3 3、分类、分类23二、流化过程及原理二、流化过程及原理241 1第一阶段第一阶段固定床固定床 湿物料进入干燥器，先落在设备底部设有金属制湿物料进入干燥器，

8、先落在设备底部设有金属制的多孔板（又分布板）上，在热气流未足以使其运动的多孔板（又分布板）上，在热气流未足以使其运动时，物料颗粒层虽与气流接触，但固体颗粒不发生相时，物料颗粒层虽与气流接触，但固体颗粒不发生相对位置的变动，称之对位置的变动，称之固定床固定床。 252.2.第二阶段流化床阶段第二阶段流化床阶段当通入的气流速度进一步增大，增大到足以把当通入的气流速度进一步增大，增大到足以把物料颗粒吹起，使颗粒悬浮在气流中自由运动，物料颗粒吹起，使颗粒悬浮在气流中自由运动，物料颗粒间相互碰撞、混合，床层高度上升，整物料颗粒间相互碰撞、混合，床层高度上升，整个床层呈现出类似液体般的流态，这时，再增加个床层呈现出类似液体般的流态，这时，再增加流速，压力降亦保持不变。流速，压力降亦保持不变。26流化床干燥的特征流化床干燥的特征1 1、流化床层有一个不太稳定的上界面，界面以每、流化床层有一个不太稳定的上界面，界面以每秒钟数次的频率上下波动。秒钟数次的频率上下波动。2 2、床层中出现一部分气体以鼓泡的形式高速流过、床层中出现一部分气体以鼓泡的形式高速流过床层，另一部分则以渗流的形式流过颗粒较为密床层，

9、另一部分则以渗流的形式流过颗粒较为密集的乳化相。集的乳化相。3 3、床层中固体颗粒相互之间作剧烈的相对运动，、床层中固体颗粒相互之间作剧烈的相对运动，发生强烈的混合和搅拌。发生强烈的混合和搅拌。4 4、整个床层具有象流体一样的特性：、整个床层具有象流体一样的特性：27（1 1） 密度比床层密度小的物体能浮在床层的上面。密度比床层密度小的物体能浮在床层的上面。（2 2） 床层倾斜，床层表面仍能保持水平；床层倾斜，床层表面仍能保持水平；（3 3） 床层中任意两截面间的压差可用静力学关系式表示床层中任意两截面间的压差可用静力学关系式表示 （p=gL,p=gL,其中其中和和L L分别为床层的密度的高度）分别为床层的密度的高度）（4 4） 有流动性，颗粒能像液体一样从器壁小孔流出；有流动性，颗粒能像液体一样从器壁小孔流出；（5 5） 联通两个高度不同的床层时，床层能自动调整平衡。联通两个高度不同的床层时，床层能自动调整平衡。2829气流流速继续增加，当气流速度大于固体颗粒气流流速继续增加，当气流速度大于固体颗粒的沉降速度，这时，床层高度大于容器高度，固的沉降速度，这时，床层高度大于容器高度，固体

10、颗粒被气流带走，空隙度增加，床层压力减少。体颗粒被气流带走，空隙度增加，床层压力减少。这种当流速增大到某一数值，使流速对物料的阻这种当流速增大到某一数值，使流速对物料的阻力和物料的实际重量相平衡的流速，称为力和物料的实际重量相平衡的流速，称为“悬浮悬浮速度速度”、“最大流化速度最大流化速度”、“带出速度带出速度”，当，当气流速度稍高于气流速度稍高于“带出速度带出速度”，被干燥物料则被，被干燥物料则被气流带走，这一阶段称之为气流输送阶段。气流带走，这一阶段称之为气流输送阶段。 3 3第三阶段第三阶段气流输送气流输送3031三、流化床的结构三、流化床的结构A A、热风输送系统：、热风输送系统：加热器、鼓风机、空气过滤组成，输送干燥介质；加热器、鼓风机、空气过滤组成，输送干燥介质；B B、多孔板（分布板）：、多孔板（分布板）：其作用是其作用是1 1）支承固体颗粒物料；）支承固体颗粒物料；2 2）均匀分布气体；）均匀分布气体；3 3）分散气流，在分布板上方产生较小气泡；）分散气流，在分布板上方产生较小气泡；1 1、主要结构、主要结构32C C、湿物料输送系统：、湿物料输送系统：皮带或螺旋输送器

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