干燥機械與設(shè)備3

第七節(jié)沸騰枯燥裝置一、沸騰枯燥的根本概念沸騰就是指流化(Fluidized)，“流化”是指固體顆粒被流體吹起呈懸浮狀態(tài)，粒子可以相互別離，作上下、左右、前后運動，這種狀態(tài)我們稱作“流化”，或流態(tài)化，流動化或沸騰狀態(tài)。沸騰枯燥是指枯燥介質(zhì)使固體顆粒在沸騰狀態(tài)下進行枯燥的過程。1、固定床階段2、流化床階段3、氣流輸送階段

1/13/20231二、沸騰枯燥的特點一般適用于30um-6mm顆粒狀物料，或結(jié)團現(xiàn)象不嚴重的場合，故常用于氣流或噴霧枯燥后的物料作進一步枯燥之用。對溶液或懸浮液的液體物料的枯燥和造粒也很適宜。沸騰枯燥設(shè)備的熱容量系數(shù)為2300-7000w／m2，生產(chǎn)能力可在小至幾kg／h，大到數(shù)百t／h范圍內(nèi)變動，物料停留時間可任意調(diào)整，尤其對含水要求很低的產(chǎn)品特別適宜。1/13/20232

1.沸騰枯燥器的優(yōu)點（1）物料與枯燥介質(zhì)接觸面積大，攪拌劇烈，外表更新時機多，熱容量大，傳熱好，產(chǎn)量高，可實現(xiàn)小設(shè)備大生產(chǎn)。（2）枯燥速度大，停留時間短，故最適宜于某些熱敏性物料枯燥。（3）床內(nèi)縱向返混劇烈，溫度分布均勻，對物料外表水分可使用比較高的熱風(fēng)溫度。同一設(shè)備，既可用于間歇又能連續(xù)生產(chǎn)。（4）枯燥停留時間，可按需要進行調(diào)整，對產(chǎn)品含水量有變化或原料含水量有波動的物料更適應(yīng)。（5）設(shè)備簡單，投資費用低廉，操作維修簡單。1/13/202332、沸騰枯燥器的缺點（1）對被枯燥物料的顆粒度有一定的限制，當(dāng)幾種不同物料混在一起枯燥時，各種物料的密度應(yīng)當(dāng)接近。（2）濕含量高而且易結(jié)團的物料不適合。（3）易結(jié)塊物料與設(shè)備會粘壁或堵塞。（4）因縱向沸騰，對單級連續(xù)式沸騰枯燥器，物料停留時間可能不均勻，未枯燥的物料會隨產(chǎn)品一起排出床層。1/13/20234

3.適用范圍和有關(guān)參數(shù)的選擇(1)固體顆粒大小要求>30um，如太小，會產(chǎn)生溝流現(xiàn)象即局部并不流化，在顆粒間形成通道稱溝流，枯燥效率下降。濕度越大，溝流現(xiàn)象越嚴重。如顆粒>6mm時，要求氣流速度高，經(jīng)濟效益不合算。(2)物料含水率要求粉狀原料含水量在2-5％，顆粒物料含水量在10-15％，使用沸騰枯燥是適宜的。因流化性能不一致也沒有嚴格規(guī)定。停留時間選擇適當(dāng)，產(chǎn)品含水可達0.03％。(3)氣體的溫度高溫枯燥介質(zhì)可提高熱的利用率，但保證溫度控制在使產(chǎn)品平安以內(nèi)。1/13/20235(4)流化速度與截面積(5)沸騰床層高度：一般只能由經(jīng)驗確定。(6)多孔板的開孔率及其它數(shù)據(jù)如孔徑太大，引起氣流分布不均勻；孔率太小，阻力損失太大。故一般開孔比可取20％，孔徑可取5-20mm，多孔板的壓力損失為1332.89-13328.95Pa。對多段流動層，其段間隔取300mm為宜。臥式連續(xù)多室流動床，如隔板為4塊，分成5個小室，隔板與孔板間隔為30-60mm。

1/13/20236三、沸騰枯燥器（Fluidized-beddryer）的結(jié)構(gòu)型式

1、流化床枯燥器的分類按被枯燥的物料可分為：①粒狀物料；②膏狀物料；③懸浮液和溶液等具有流動性物料。按操作情況不同，流化床枯燥器可分為：間歇式和連續(xù)式。按設(shè)備結(jié)構(gòu)形式可分為：①單層流化床枯燥器；②多層流化床枯燥器；③臥式多室流化床枯燥器；④噴動式流化床枯燥器；⑤振動流化床枯燥器；⑥脈沖流化床枯燥器；⑦惰性粒子流化床枯燥器；⑧錐形流化床枯燥器。1/13/20237

①單層沸騰枯燥器

結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，生產(chǎn)能力大，最廣泛應(yīng)用。一般床層高度為300-400mm，由枯燥介質(zhì)不同，生產(chǎn)強度可達1m2分布板從物料中脫水500-1000kg/h，空氣消耗量為3-12kg／kg水。

適用于較易枯燥或枯燥強度要求不嚴格的粒狀物料，對于一些粒度分布較廣并有一定粘性難以流化的物料，可加攪拌器。2、粒狀物料的沸騰枯燥器1/13/20238單層沸騰床于燥流程示意圖1—抽風(fēng)機2一料倉3—星形下料器4一集灰斗5一旋風(fēng)別離器6一帶式輸送機7—加料機8一卸料管9一流化床10一加熱器11—鼓風(fēng)機12—空氣過濾器1/13/202391/13/2023101/13/202311氣流分布板是流化床枯燥機的主要部件之一。作用是支持物料，均勻分配氣體，以創(chuàng)造良好的流化條件。多采用金屬或陶瓷材料制作。1/13/202312

物料有規(guī)則的自上而下移動，故停留時間分布均勻，物料的枯燥程度均勻，易于控制產(chǎn)品質(zhì)量。熱利用率高，適宜物料降速枯燥或產(chǎn)品要求含水量很低的物料。又可分為溢流管式和穿流板式，前者用的場合多。溢流管的設(shè)計和操作是關(guān)鍵，否則易造成堵塞或氣體穿孔，從而造成下料不穩(wěn)定，破壞沸騰床。故一般溢流管下面均裝有調(diào)節(jié)裝置，其結(jié)構(gòu)主要有三種。

②多層沸騰枯燥器

1/13/202313溢流式多層流化床枯燥機濕物料顆粒由第一層參加，經(jīng)初步枯燥后由溢流管進入下一層，最后從最底層出料。停留時間較長，產(chǎn)品能到達很低的含水量且較為均勻，熱量利用率也顯著提高。1/13/202314溢流管調(diào)節(jié)裝置自封式溢流管結(jié)構(gòu)圖

1/13/202315穿流板式多層沸騰干燥器1/13/202316③臥式多室沸騰枯燥器

結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適合難枯燥和熱敏感性物料的枯燥，現(xiàn)已推廣到粉狀、片狀等物料。為一矩形箱式沸騰床，底部為多孔篩板，開孔率一般為4-13％，孔徑為1.5-2.0mm，上方有豎向擋板，將床分成8個小室，每塊板可上下移動調(diào)節(jié)板間距，每小室下部有一進氣支管，支管上有調(diào)節(jié)氣體流量的閥門。主要枯燥由造粒機制成4-14目散粒狀物料，初濕量在10-30％，產(chǎn)品終濕量在0.02-0.3％。缺點是熱效率不及多層式高，在l、2兩室易結(jié)塊。1/13/202317臥式多室沸騰枯燥器1/13/202318④噴動床枯燥器噴動床枯燥器底部為圓錐形，上部為圓筒形。氣體以高速從錐底進入，夾帶一局部固體顆粒向上運動，形成中心通道。在床層頂部顆粒好似噴泉一樣，從中心噴出向四周散落，然后沿周圍向下移動，到錐底又被上升氣流噴射上去。如此循環(huán)以到達枯燥的要求。

噴動床用于谷物、玉米胚芽等物料的枯燥。

1/13/202319噴動床枯燥器1一放料閥2一噴動床3一旋風(fēng)別離器4一加料器5一蝶閥6—加熱爐7一鼓風(fēng)機

1/13/202320⑤振動沸騰枯燥器

適用不易流化的物料顆粒太粗或太細易粘成成塊，以及對產(chǎn)品質(zhì)量有特殊要求的物料(如保持完整晶體，晶體閃光度好等)。由振動電機產(chǎn)生激振力使機器振動，物料在給定方向的激振力的作用下踴躍前進。同時床底輸入的熱風(fēng)使物料處于流化狀態(tài)，物料與熱風(fēng)充分接觸，從而到達理想的枯燥效果。1/13/202321振動流化床枯燥器

1/13/202322振動沸騰床枯燥器

1/13/202323特點與適用性脈沖式流化床枯燥器作用能量集中，適用于不易枯燥或有特殊要求的物料，屬間歇操作，適用于粒度為10μm~0.4mm的物料，床高0.1~0.4m。與常規(guī)流化床枯燥機相比，具有如下優(yōu)點：能夠流化非球形大顆粒，如直徑為20~30mm、厚度為1.5~3.5mm的蔬菜也能獲得良好的流化狀態(tài);粒子間對流混合較充分，無溝流現(xiàn)象，改善了床層結(jié)構(gòu);壓降較低，節(jié)能效果明顯，高達30％。⑥脈沖沸騰枯燥器1/13/2023241/13/202325

3、膏狀物料沸騰枯燥器它和粒狀物料所用的沸騰枯燥器根本上相同，主要區(qū)別是加料器不同，必須使膏狀物入沸騰枯燥器內(nèi)很快分散、均勻、定量、連續(xù)進行操作，目前有兩種型式的加料器：①螺旋擠壓型②振動加料器

1/13/202326螺旋擠壓型加料器振動加料器4—攪拌葉片3—第一個葉片1一彈簧2一軸承2—螺旋1—擠壓通過板3—轉(zhuǎn)軸4一不平衡體5—加料斗6一多孔板1/13/2023274.溶液、懸浮液等物料的沸騰枯燥器①葡萄糖沸騰造粒枯燥設(shè)備噴成霧狀的葡萄糖溶液進入沸騰枯燥器后有兩種情況，一種是在碰到沸騰床中流化粒子前，便已蒸發(fā)結(jié)晶枯燥成微粒，這局部微粒成為晶種；另一種情況是霧化的溶液，在它未蒸發(fā)、結(jié)晶、枯燥前，便與沸騰床中流化粒子碰撞，而涂布于其外表，在其外表不斷蒸發(fā)、結(jié)晶枯燥，使流化粒子不斷增大，尤其以后者為主要。故粒子越來越大，以致最后沸騰不起來。破壞了沸騰正常操作，故控制粒子大小成關(guān)鍵問題，目前采用以下三種方法來處理。

1/13/202328采用錐形沸騰床——因流速隨沸騰床高度而改變，使顆粒在沸騰床中分級，大顆粒在下面，小顆粒在上面，這樣就有可能使大顆粒從下面的出料口排出，以免繼續(xù)增大，而小顆粒留在床層內(nèi)，保持一定的粒度分布。在沸騰床內(nèi)安裝粉碎裝置——可將大顆粒粉碎，以控制床內(nèi)粒度分布。加返料——將小顆粒不斷參加沸騰床內(nèi)作晶種，用調(diào)節(jié)返料量來控制床層的粒度分布。目前用得最多的為加返料的方法，因容易控制。1/13/202329第八節(jié)氣流枯燥器

氣流枯燥器(Pneumaticdryer)是一種連續(xù)式高效固體流態(tài)化枯燥方法。它是利用高速熱氣流將潮濕的粉、粒、塊狀物料分散而懸浮于氣流中，一邊與熱氣流并流輸送，一邊進行枯燥。氣流枯燥器在食品行業(yè)中應(yīng)用于淀粉、面粉、葡萄糖、食鹽、味精及肉丁食品的枯燥。1/13/202330一、氣流枯燥的特點

1.枯燥強度大

2.枯燥時間短3.熱效率高

4.設(shè)備簡單可以同時把枯燥、粉碎，篩分，輸送等單元過程聯(lián)合操作。不適用的物料為：產(chǎn)品要求有一定形狀的物料；易于粘壁、非常粘稠以及要求枯燥至臨界濕含量以下的物料。1/13/202331二、氣流枯燥器組成及型式氣流枯燥器一般由空氣濾清器、熱交換器、枯燥管、加料器、旋風(fēng)別離器、出料器及除塵器等組成。其結(jié)構(gòu)型式有直管式、脈沖式、倒錐式、套管式和旋風(fēng)式。目前，我國生產(chǎn)的氣流枯燥機主要有兩種：直管式脈沖式1/13/202332一