工作原理 系列振动流化床干燥机将所要处理的物料通过适当的铺料机构,如星型布料器、摆动带、粉碎机或造粒机等,分布在布料孔板上,布料孔板穿过一个或几个加热单元组成的通道,每个加热单元均配有空气加热和循环系统,每一个通道有一个或几个排湿系统,物料在布料孔板上通过时,在 激振力作用下,物料沿水平方向抛掷向前连续运动,热空气从上往下或从下往上通过不赖哦孔板上的物料,从而使物料能均匀干燥,热风穿过流化床孔板向上穿过同物料换热后,由排风口排出,干燥物料由排料口排出。 特 点 ● 物料受热均匀,热交换充分,干燥强度高,比普通干燥机节15%~30%左右。 ● 振动源始采用振动电机驱动,运转平稳、维修方便、噪音低、寿命长。 ● 流态化平稳,无死角和吹穿现象。 ● 可调性好,使用面宽,料层厚度和在机内移动以及振幅变更均可实现无级调节。 ● 对物料表面损伤小,可用于易碎物料的干燥,物料颗粒不规则时亦不影响工作效果。 ● 采用全封闭式的结构,有效的防止了物料与空气间的交叉感染,作业环境影响。 应用范围 ● 无机物:过硫酸盐、漂粉精、偏硅酸钠、硅砂、过硼硼砂、硼酸、溴化钾。 ● 有机物:苯二酚、草酸、对苯二酚、富马酸、古龙酸酒石酸、氰尿酸、盐。 ● 食品和饲料添加剂:大豆分离蛋白、谷氨酸、焦糖色葡萄糖、乳酸、砂糖。 ● 还可用于物料的冷却、增湿等。
硫化床面(M²) Area of Fluidzed-bed
进风温度 temperature of inlet air
出风温度 temprature of outlet
蒸发水份能力(kg/h) capacity to vapor moisture
振动电vabration
流化床干燥机 流化床干燥机是20世纪60年代发展起来的一种新型干燥技术,又称为沸腾床干燥机。 流化床干燥是指粉状或颗粒状物料呈沸腾状态被通入的气流干燥。这种沸腾料层称为流化床,而采用这种方法干燥物料的设备,称为流化床干燥机。 在食品、轻工、化工、医药以及建材等行业都得到了广泛的应用。流化床在食品工业上用于干燥果汁型饮料、速溶乳粉、砂糖、葡萄糖、汤料粉等。 流化床干燥机呈长方形或长槽状箱体结构。流化床工作部位为多孔板,由薄钢板冲孔、细钢丝编织网或氧化铝烧结成多孔陶瓷板制成,多孔板下方是热空气强制通风室。干燥时,颗粒状食品原料由供料装置散布在多孔板上,形成一定料层厚度,热空气穿过多孔板,对板上物料进行干燥加热,同时使板上的食品原料呈沸腾状态,如同流体流动一般,所以叫流化状态。物料因流化而加速向出口运动,干燥物料通过出料口排出机外,吸湿换热后的低温空气由排风口排出。 一、流化床干燥机的原理及特点 在其他条件一定时,流化床上物料流化状态的形成和稳定主要取决于气流的速度。流化床上物料层的状态与气流速度的关系如图10—6所示,气流速度与床层压力降的关系如图10—7所示。 (1) 固定床段 当风速很小时,气流从颗粒间通过,气流对物料的作用力还不足以使颗粒运动,物料层静止不动,高度不变,即固定床阶段(图10—7所示曲线的OA段)。 (2) 松动床段 床层压力降随气流速度的增加而增大,当气流的速度逐渐增大至接近νK时,压力降等于单位面积床上物料层的实际重力时,床层开始松动,高度略有增加,物料空隙率也稍有增加,但床层并无明显的运动,即松动床阶段(图10—7所示曲线的AB段)。 (3) 流态化开始阶段 当气流的速度增大至νK(气流临界流化速度,此时床层压力降达到最大值ΔPK)并继续增加时,颗粒开始被气流吹起并悬浮在气流中,颗粒间相互碰撞、混合,床层高度明显上升,床上物料呈现近乎液体的沸腾状态,即流化态开始阶段(图10—7所示曲线的BC段),此阶段床层处于不稳定阶段,极易形成“流沟”。流沟的出现使气流分布不均匀,大部分气流在未与物料颗粒充分接触前便通过。流沟若出现在物料流态化干燥过程中,引起于燥不均匀,干燥时间延长,白白浪费热量。 (4)流态化展开段 当气流的速度进一步增大,床上物料处于稳定的流化状态(图10—7所示曲线的CD段),在物料流态化干燥时,热风气流的速度应稳定在CD范围内。 (5)气力输送阶段 当气流速度再增大,气流对物料的作用力使物料颗粒被气流带走,即气力输送阶段(图10—7所示曲线的DE段)。 流化床干燥机的特点是:物料与干燥介质(热风)接触面大,热传导效果好;干燥速度快,物料在设备内停留时间短,适用于热敏性食品物料的干燥;物料在于燥室内的停留时间可由出料口控制,便于调节制品的含水率;设备结构简单、造价低廉、运转稳定、操作维修方便;热传递迅速,设备处理能力强。 二、流化床的工作参数 (一)临界流化速度νK和操作速度 临界流化速度对于流化床的研究、设计、操作、运行是一个重要的参数。临界流化速度由团体颗粒和流体介质的性质所决定的,其大小表示流态化形成的难易程度。临界流化速度越小,流化状态越容易形成。临界流化速度νK的计算公式有多种,因归纳公式的实验条件不同,每个计算公式的应用范围都有其局限性。根据A.G.费根的研究,果蔬食品流化床的临界速度νK(m/s)与物料单颗粒的质量呈抛物线关系,即 实际操作速度ν为 式中,mp为颗粒单体的质量,g/个;νK为临界速度,m/s;ν为实际操作速度,m/s。 (二)风机压力 风机的压力主要用于克服气流通过各种工作部件的阻力,如物料颗粒层的阻力、匀风筛板的阻力、换热器的阻力,以及流通阻力和局部阻力等。 在流化床中,匀风筛板既用于支承和输送物料,又起到匀风的作用,使气流在筛板上分布均匀。匀风筛板的阻力与气流速度和筛板开孔率有关。由于依据的条件不同,计算公式也不相同,实际计算时,常取匀风筛板的阻力为食品颗粒层阻力的10%-40%。换热器阻力、流通阻力和局部阻力按常规方法计算。 三、振动流化际干燥机的结构 (一)振动方式 (1)强制振动型 利用安装在机体两侧的振动电动机产生直线振动,振动电动机安装相位角决定振动方向,更换固定偏心块或改变可动偏心块之间的夹角可调节激振力大小。由于振频通常高于固有频率,在启动和停车的过程中,频率经过固有频率时,会产生共振,机体会产生较大振幅,尤其在停车时,剧烈的摇晃会产生较大冲击力,采用适当的措施,可减轻这种现象。 (2)固有振动型 振型由主振器固有振动决定,振幅一般不可调。运转中只需提供较少能量,以补偿主振弹簧振动中内摩擦及其他阻力消耗。节能是其突出特点,但寿命较低。 振动流化床干燥机为能适应各种不同的物料,应选强制型。如只是针对某一具体物料设计,选择固有振动型往往会获得较好的经济指标。 (二)振动电动机的位置 振动电动机的位置可有多种,电动机居中,电动机座板可在180°范围内任意调整,使相位角可以按需调节。由于电动机位置接近质心,易于调整机体前后平衡,从而保证振动流化床进出料端振幅相同。如将振动电动机安装在尾部,电动机散热条件较好,但改变相位角较困难。 (三)上、下箱体 上箱体将干燥区同大气分隔开,防止粉尘外逸污染环境。上箱体通常设计为薄壁结构,壁厚为1—4mm,可焊接加强筋,下箱体的基本功能是机体和空气分配室,它和匀风板共同完成将热风均匀送入床层的任务。一般下箱体进风口面积为匀风板开孔面积的6—8倍时,床层下部风较均匀。因此下箱体容积须足够大。下箱体结构同上箱体一样也为薄壁结构,但由于要承受参振质体动负荷,应设计为框架箱式结构。 (四)匀风板 匀风板多采用0.3—6mm厚的钢板钻孔或冲制孔而成,有的还要在底部焊筋以提高刚度,用来支承物料,并将气体均匀分布于料层中。 开孔率即匀风板开孔面积和与匀风板总面积之比,是匀风板的重要特性参数。开孔率越大,流化质量越不易保证,漏料也会越严重。但开孔率过小会使阻力加大,动力消耗提高。振动流化床干燥机开孔率一般取1%-5%,其下限常用于颗粒较细、密度较小的物料。当在匀风板下加设均风和防漏网时,开孔率可取7%-8%。 (五)隔振设计 振动引入流化床对干燥有利,但对周围环境不利,应设法降低或消除。强制振动式流化床一般用隔振方式,使传给地基的动载荷降到安全程度。隔振,就是用刚度较小的弹簧将振动流化床支承起来。常用的隔振弹簧有金属螺旋弹簧和橡胶弹簧。金属螺旋弹簧具有制造简单、内摩擦小、能耗低等优点,但体积大、易产生噪声、横向刚度小、易使机器产生横向摆振。橡胶弹簧则可制成不同形状和尺寸,三个方向刚度均可按需要设计,噪声低,过共振区时振幅较小,但适应温度能力较差,近年橡胶弹簧已大量采用。
实践→创造→革新——缔造高品质产品