滾筒干燥器說明書

1、第一章 緒論1.1滾筒干燥器概述滾筒干燥器是通過轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒，以熱傳導(dǎo)的形式，將附在筒體外壁的液相物料或帶狀物料進(jìn)行干燥的一種連續(xù)操作設(shè)備。滾筒干燥過程的操作過程如下：需干燥處理的酵母預(yù)熱至60C后，通過泵將料液從底部打入料槽內(nèi)。干燥滾筒在傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下，按規(guī)定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，由于滾筒底部浸料，旋轉(zhuǎn)的烘缸表面便沾涂上一層均勻的酵母乳，烘缸內(nèi)連續(xù)通入水蒸氣，加熱筒體，由筒壁傳熱料膜的濕分氣化，再通過刮刀將達(dá)到干燥要求的物料刮下，再通過刮刀螺旋輸送器將干燥產(chǎn)品輸送至儲存槽內(nèi)。蒸發(fā)除去的濕分，根據(jù)其性質(zhì)可通過排氣罩引入相應(yīng)的處理裝置內(nèi)；一般為水蒸氣，可直接由罩頂排氣管放至大氣中。滾筒干燥器具有以下優(yōu)點(diǎn)：（

2、1）操作連續(xù)，能夠得到均勻的產(chǎn)品；（2）干燥時(shí)間短，一般約為7-30s，干燥產(chǎn)品沒有處于高溫的危險(xiǎn)，適合于熱敏性物料的干燥，但壁面也有可能產(chǎn)生過熱；（3）料漿粘度高或低均能干燥；（4）熱效率高；（5）因干燥內(nèi)不會剩余殘留的產(chǎn)品，少量物料也可以干燥；（6）滾筒干燥的操作參數(shù)調(diào)整范圍廣，并易于調(diào)整；（7）機(jī)內(nèi)易于清理，改變用途容易；（8）廢氣不帶走物料，因此不需用除塵設(shè)備等。1.2滾筒干燥過程中的傳熱與傳質(zhì)筒體表面上料膜干燥的基本原理，是基于筒體與料膜傳熱間壁的熱阻，形成溫度梯度，筒內(nèi)的熱量傳導(dǎo)至料膜，引起料膜內(nèi)濕分向外轉(zhuǎn)移，當(dāng)料膜外表面的蒸汽壓力超過環(huán)境空氣的蒸汽分壓時(shí)，則產(chǎn)生蒸發(fā)和擴(kuò)散作用。滾

3、筒在連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，每轉(zhuǎn)一圈所粘附的料膜，其傳熱與傳質(zhì)的作用始終由里至外，同一方向地進(jìn)行。料膜干燥的全過程，可分為預(yù)熱、等速和降速三個(gè)階段。干燥作用開始時(shí)，膜表面氣化，并維持恒定的氣化速度。當(dāng)膜內(nèi)擴(kuò)散速度小于表面氣化速度時(shí)，則進(jìn)入降速階段的干燥。隨著料膜內(nèi)濕含量降低，氣化速度大幅度下降，降速階段的干燥時(shí)間占總停留時(shí)間的80%-98%。1.3提高滾筒干燥器干燥效果的途徑?jīng)Q定干燥效果的主要因素是料液的干燥性質(zhì)，工藝操作的控制指標(biāo)和環(huán)境的條件。料液的性質(zhì)也通?？赏ㄟ^操作條件的改變而使之有利于干燥過程的進(jìn)行。在控制的操作條件下，最重要的是決定料液與產(chǎn)品的濕含量，滾筒的轉(zhuǎn)速和筒壁溫度。要提高滾筒干燥效

4、果，需通過改變料液含濕量，產(chǎn)品濕含量，料液溫度，筒內(nèi)蒸汽壓力等手段來實(shí)現(xiàn)。第二章 淀粉干燥的流程操作流程為：需干燥處理的料液由高位槽流入滾筒干燥器的受料槽內(nèi)。干燥滾筒在傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下，按規(guī)定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。物料由布膜裝置，在滾筒壁面上形成料膜。筒內(nèi)連續(xù)通入供熱介質(zhì)，加熱筒體，由筒壁傳熱使料膜的濕分汽化，再通過刮刀將達(dá)到干燥要求的物料刮下，經(jīng)螺旋輸送最后干燥器將成品輸至貯槽內(nèi)，然后進(jìn)行包裝。蒸發(fā)除去的濕分，視其性質(zhì)可通過密閉罩，引入相應(yīng)的處理裝置內(nèi)；一般為水蒸汽，可直接由罩頂?shù)呐艢夤芊胖链髿庵小５谌?雙滾筒干燥機(jī)滾筒部件設(shè)計(jì)要求：淀粉干燥前懸浮液固相物含量為30%，干燥后含水量為14%，生產(chǎn)能力為

5、500kg/h，進(jìn)料料液溫度t=85C，刮料點(diǎn)的溫度t=105,供熱介子為p=0.3Mpa(表壓)飽和水蒸汽3.1干燥器結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算3.1.1物料和熱量衡算干燥器的產(chǎn)品的生產(chǎn)負(fù)荷：500kg/hG=500kg/hW=1-30%=70%W=14%蒸發(fā)水分量：W=G2=500=933.3 kg/hW干燥前淀粉的含水量W干燥后淀粉的含水量料液處理能力：G=W+G=933.3+500=1433.3（kg/h）干燥器的有效熱負(fù)荷：Qm=Wr+GCt-GCt- WCt =933.3539.4+5000.39375-5000.39385-933.3185 =422.126 kcal/ hr水的汽化潛熱，（

6、kJ/ kg）C2、Cw干燥淀粉、水的比熱（kJ/ kgC）t1、tw淀粉溶液和干淀粉的溫度（在刮料點(diǎn)處）（C）干燥器的總熱負(fù)荷Q取滾筒干燥的熱效率為75%Q=5.6 kcal/h查P=4kgf/cm(表壓)蒸汽的t=151C,i=656kcal/ kg，c=1 kcal/ kgC。取蒸汽利用系數(shù)=0.85G=1311.47 kg/h3.1.2滾筒干燥機(jī)干燥面積、滾筒直徑、長度確定干燥面積：根據(jù)設(shè)計(jì)條件提供的蒸發(fā)強(qiáng)度，可計(jì)算如下：A=12.44(m)R滾筒蒸發(fā)強(qiáng)度，取R=75取設(shè)計(jì)面積為13 m筒徑和直徑的計(jì)算設(shè)計(jì)保證滾筒料膜有效干燥弧面角270，設(shè)取筒體的長徑比=L/D=1、1.5、2，計(jì)算

7、結(jié)果如下：=L/D筒徑D=（m）筒體L=D（m）1.0D=1.7L=1.71.5D=1.4L=1.42.0D=1.2按上表計(jì)算結(jié)果，考慮筒體加工和受力情況，設(shè)計(jì)取=1.5時(shí)的計(jì)算參數(shù)。圓整取筒徑D=1400mm,筒長L=2100mm。計(jì)算實(shí)際受熱A=4RL=（m）A A滿足條件當(dāng)有效干燥弧面角270時(shí)的有效加熱面積A18.46=13.85（m）4.39（m）3.1.3滾筒干燥器功率的計(jì)算 滾筒驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的功率消耗，由刮刀、進(jìn)氣頭軸封和支承阻力的功率等3部分組成：（1） 刮刀作用力矩M的確定：考慮筒體較長，設(shè)計(jì)分成4組刮刀。每組刮刀的長度分配如下圖所示： 組合刀片長度（mm）刮刀頂緊力取q=3k

8、gf/cm(最大為5kgf/cm)刮刀接觸筒體總長度L=257.4+62.5+40=217.5 cm染料固態(tài)膜剝離筒壁的作用力取q=2kgf/cm固態(tài)料膜附在筒壁上的軸線長度L=210cm刮刀材料設(shè)計(jì)取1Cr18Ni9Ti,筒體材料設(shè)計(jì)取1Cr18Ni9Ti，刮刀和筒體之間的摩擦系數(shù)f=0.15。滾筒的阻力矩計(jì)算（最不利條件下的刮刀受力）：正常條件下（q=3kgf/cm）M=（Pf+P）R =(q)+(qL)R =(3)70 =36251.25kgfcm最大作用力頂緊時(shí)（q=5kgf/cm）M=（Pf+P）R =(q)+(qL)R =(5)70 =40818.75kgfcm(2)進(jìn)氣頭填料函的

9、阻力矩計(jì)算：蒸汽進(jìn)管內(nèi)外徑確定蒸汽體積流量設(shè)計(jì)取正常操作壓力下的蒸汽狀態(tài)計(jì)，P=5kgf/cm（大氣壓），t=151C。V= = =0.113m/sG蒸汽消耗量按熱量衡算計(jì)算為1311.1 kg/h冷凝液排出管設(shè)計(jì)取無縫鋼管，d=2.5cm。取飽和蒸汽在進(jìn)氣頭處的流速W=20m/s。求蒸汽管內(nèi)徑：d=0.089(m)設(shè)計(jì)取無縫鋼管。填料函結(jié)構(gòu)尺寸確定：選用10優(yōu)質(zhì)石棉填料。確定：填料室外徑D=d+2s =10.2+2 =12.2(cm)填料室軸向長度H=（46）s,設(shè)計(jì)取H=6=60(mm)式中，s為填料的寬度或厚度（mm）摩擦阻力矩M=13 =1312.2 =11609.52(kgfcm)(

10、3)螺旋輸送干燥器功率消耗N：設(shè)計(jì)采取由滾筒主動(dòng)端軸的鏈傳動(dòng)輸出功率。物料輸送量 Q= G=500kg/h水平輸送距離，按工藝布置要求L=4m物料屬性按無磨蝕性粉狀物計(jì)，取阻力系數(shù)=1.2備用系數(shù)取K=1.2按標(biāo)準(zhǔn)型輸送器的軸功率計(jì)算式： （KW）(4)設(shè)備（滾筒組件）自重和刮刀作用力共同作用下在滾筒兩端軸承處的摩擦力矩M在未確定筒壁厚度等參數(shù)之前，設(shè)計(jì)取總滾筒阻力矩的5%計(jì)算。(4)綜上，干燥器的驅(qū)動(dòng)軸功率N=當(dāng)n=5rpm時(shí)正常工作時(shí)q=3 kgf/cm(3000N/m)N= =2.59kW當(dāng)最大作用力頂緊時(shí)q=5 kgf/cm(5000N/m)N= =2.83 Kw根據(jù)滾筒直徑、長度和轉(zhuǎn)

11、速估算的驅(qū)動(dòng)軸功率范圍：（m=1）0.35N=0.735式中：m滾筒數(shù)量（個(gè)）； D滾筒外徑（m）； L滾筒長度（m）； n滾筒轉(zhuǎn)速（rpm）； 比例系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)范圍為0.150.35。當(dāng)n=5rpm時(shí)N=0.7350.35) =3.247.56(kW)綜合上述 驅(qū)動(dòng)軸功率計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)取N=5 kW(5)電動(dòng)機(jī)功率和型號的確定電動(dòng)機(jī)功率的確定：干燥器減速器傳動(dòng)裝置，設(shè)取分為三級，其傳動(dòng)效率：第一級 （電動(dòng)機(jī)端）：三角皮帶傳動(dòng)=0.920.96第一級（減速器）=0.940.98第二級（滾筒端）：直齒圓柱齒輪傳動(dòng)=0.920.96傳動(dòng)總效率：計(jì)算時(shí)取各級傳動(dòng)效率的低值。=0.92=0.796考慮負(fù)

12、荷的變化和滾筒操作的特殊情況，取儲備系數(shù)K=1.5。電動(dòng)機(jī)功率N=9.4 kW電動(dòng)機(jī)選擇：設(shè)計(jì)取Y160M-4電動(dòng)機(jī)，技術(shù)性能參數(shù)：n=1480rpmN=11kW3.1.4傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)（1）總傳動(dòng)比i=296（2）減速裝置傳動(dòng)比分配：第一級取名義傳動(dòng)比i=2第二級減速器傳動(dòng)比為i=40.17第三級名義傳動(dòng)比：i=3.68(3)三角皮帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比（）根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率，查取機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，確定選用B型三角皮帶，并選取：小皮帶輪直徑：=224mm大皮帶輪直徑：由于三角皮帶滑動(dòng)系數(shù) 則應(yīng)作轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)比的校正大皮帶輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速： 實(shí)際傳動(dòng)比： （4）主動(dòng)軸端圓柱齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)確定：校正后的傳動(dòng)比： 小齒

13、輪傳動(dòng)的最大扭矩MM=式中：減速機(jī)傳動(dòng)效率，取高值0.96； n小齒輪的轉(zhuǎn)速（減速機(jī)座軸端轉(zhuǎn)速）； n=3.615=18.06(rpm)M= = =55812.5kgfcm齒輪模數(shù)的確定：齒輪材料：小齒輪材料用45鋼（鍛制）大齒輪材料選用HT-200240模數(shù)確定按彎曲強(qiáng)度計(jì)算。其計(jì)算關(guān)系式為m1.6(cm)式中：K摩擦系數(shù)，查20%狀態(tài)下作為報(bào)廢指標(biāo)，K=1.6K載荷系數(shù)，K=1.5； Z小齒輪齒數(shù)，設(shè)計(jì)取Z=18； 齒寬系數(shù)，設(shè)計(jì)按開齒輪取=0.3； y齒形系數(shù)，查ZY圖，小齒輪Z=20時(shí)，y=0.378; 齒輪材料的許用彎曲應(yīng)力，查45鋼 =850kgf/cm以上參數(shù)代入上式得：m1.6

14、=1.54cm考慮減少對滾筒端軸的徑向作用力，適當(dāng)增大模數(shù)，取m=16mm。 齒輪的幾何尺寸本設(shè)計(jì)用開式直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)，大小齒輪的各部分尺寸可按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊的有關(guān)計(jì)算確定，結(jié)果見下表： 參數(shù)符號關(guān)系式單位小齒輪大齒輪齒數(shù)ZZ= Z 1866模數(shù)M由公式確定mm1616節(jié)圓直徑dD=mmm2881056頂圓直徑dD=d+2fmm3201088齒頂高系數(shù)f標(biāo)準(zhǔn)尺f=111齒根圓直徑DD=d-2(f+C)mmm2481016齒高h(yuǎn)h=(2f+C)mmm3636中心距AA=0.5(d+d)mm672工作齒寬BB=mm10090取尺寬系數(shù)=0.3。 齒輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算學(xué)校核：（kgf/cm）

15、式中：A中心距，取672mm； B工作寬度，取90mm; i齒輪傳動(dòng)速比,i=3.61; K載荷系數(shù)，K=1.5； M小齒輪傳遞的最大轉(zhuǎn)距，M=55812.5kgfcm許用接觸應(yīng)力，=（1.051.1）（kgf/cm）;本設(shè)計(jì)采用45鋼，經(jīng)熱處理后表面硬度HB=350時(shí)，=25300=7500 kgf/cm故=（1.051.1）=91879625 kgf/cm=8000 kgf/cm所以齒面接觸強(qiáng)度符合要求（5）螺旋輸送裝置和鏈輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定：最后干燥器的螺旋漿結(jié)構(gòu)尺寸： 根據(jù)設(shè)計(jì)條件：，設(shè)取螺旋槳轉(zhuǎn)速滾筒轉(zhuǎn)速時(shí)，螺旋槳螺距s： 取裝料系數(shù) 水平輸送時(shí)輸送物料量 物料堆積重度設(shè)計(jì)去槳徑鏈輪幾何尺寸的確定：設(shè)計(jì)選 的