1、氣流干燥器的設(shè)計與分析四川省南充市農(nóng)機科研所 黃中偉 張樹全 岳鵬志 曾建鴻 學(xué)術(shù)交流加入時間：2008-9-23 9:49:41ncnjkys點擊：1663   摘要：本文闡述了魔芋精粉加工過程中，氣流干燥器設(shè)計中的重要參數(shù)，并對重要參數(shù)統(tǒng)籌匹配的關(guān)聯(lián)作用進行了探討與分析，需重視氣流與顆粒的相對速度以及干燥器在使用過程中的注意事項。   關(guān)鍵詞：魔芋精粉 干燥器 關(guān)鍵參數(shù) 探討分析氣流干燥器是一種干燥速率很高的干燥器，它具有很多優(yōu)點：1、干燥速率快；2、停留時間短；3、設(shè)備緊湊，結(jié)構(gòu)簡單；4、造價低，占地面積小；5、操作連續(xù)穩(wěn)定，便于控制。在

2、我國魔芋精粉加工過程中，特別是在濕法加工及純化加工魔芋精粉過程中，采用氣流干燥器干燥精粉的企業(yè)占很大比例。但是，由于在設(shè)計上多種因素的約束，多家企業(yè)的氣流干燥器在使用效果上卻是不一樣的。我們針對一些廠家的使用情況及我們多年來在多家企業(yè)的設(shè)計情況，對氣流干燥系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)進行一定的探討和分析是很有必要的。    一、設(shè)計前需要明確的重要參數(shù)    1、干燥器的生產(chǎn)能力：    首先，企業(yè)應(yīng)確定干燥器對被干燥物料（魔芋精粉）的干燥能力。如：每小時干燥量，是干燥加工100kg/h、150kg/h或更多干魔芋精粉

3、。其次，應(yīng)確定干燥加工的魔芋精粉是鮮魔芋直接加工成干精粉還是干精粉純化后再加工成純化粉或微粉，它們之間的差異（含水量）是很大的。當(dāng)然，生產(chǎn)規(guī)模能力越大，其各種設(shè)備的投資相應(yīng)也越大。這要根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)實經(jīng)濟實力和長遠(yuǎn)規(guī)劃來確定。    2、干燥介質(zhì)的狀況：    干燥介質(zhì)一般采用熱空氣，其熱空氣溫度和濕度的高低對干燥魔芋精粉有很大影響。對于初始狀況的空氣溫度t0及相對濕度，進出干燥器的溫度t1及t2，可按照工藝要求確定。    干燥介質(zhì)的物性數(shù)據(jù)，如：比熱C5、密度s、粘度µ0、導(dǎo)熱系數(shù) 等，可查有

4、關(guān)手冊、書與圖表。    干燥介質(zhì)的換熱方式有：燃煤熱風(fēng)爐換熱、電熱管換熱、燃煤蒸氣換熱、燃油換熱等，但熱風(fēng)爐換熱器使用較普遍。    3、被干燥物料狀況：    魔芋精粉就是被干燥的物料，其顆粒平均直徑dp或粒度范圍根據(jù)實踐測量應(yīng)該是已知的，如：鮮魔芋的精粉顆粒度常在0.21.8mm范圍內(nèi)，篩網(wǎng)目數(shù)約在1060目之間；干燥后的精粉顆粒度常在0.1250.4mm范圍內(nèi)，篩網(wǎng)目數(shù)約在40120目之間。鮮魔芋精粉初始進入干燥器的濕基含水量W0約在5080%之間，純化濕精粉初始進入干燥器的濕基含水量W1約在40

5、50%之間；魔芋精粉進入干燥器干燥結(jié)束后按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定濕基含水量W2應(yīng)1013%之間；魔芋精粉干基含水量1及2可按照公式計算確定；魔芋精粉進、出干燥器的溫度1及2，可按照工藝要求確定；物料的密度s、絕干物料比熱C5等計算時查表確定。    魔芋精粉含水量大小決定干燥各階段所需時間的長短，濕物料的溫度、濕度與干燥介質(zhì)的溫、濕度有很大關(guān)系。    說明：由于各企業(yè)配置的設(shè)備參數(shù)不一及工藝技術(shù)上的差異，本文中涉及到的重要參數(shù)的測定值不是一個定值，而是一個范圍值，下同。    二、物料平衡計算：  

6、;  1、計算水分蒸發(fā)量：濕物料（魔芋精粉）濕基含水量由4080%左右干燥到9.5%12%間所需要蒸發(fā)的含水量。按此公式計算：W=G1-G2=G1 上式中：W單位時間水分蒸發(fā)量，kg/h；G1干燥前濕物料總量，kg/h；        G2干燥后濕物料總量，kg/h；        W1干燥前濕物料最初濕基含水量，%；        W2干燥后濕物料最終濕基含水量，%。

7、0;   2、計算空氣消耗量：干燥時，水分氣化成蒸氣后被空氣帶走時所需的空氣消耗量，需配置多大風(fēng)量、風(fēng)壓的風(fēng)機，計算后加保險系數(shù)1.11.2再選型。按此公式計算：L=  kg干空氣/h上式中：L絕干空氣消耗量，kg絕干氣/h；        W單位時間水分蒸發(fā)量，kg/h；        H1空氣在干燥器進口處的濕度，kg/kg干空氣；        H2空

8、氣在干燥器出口處的濕度，kg/kg干空氣；    三、熱量平衡計算：    干燥系統(tǒng)中加入的熱量Q為蒸發(fā)水分、加熱空氣與物料所需要的熱量及干燥系統(tǒng)中熱損失的和。通過熱量衡算，要計算確定干燥操作的耗熱量及各項熱量的分配情況。熱量的消耗量是多少，需配置多大面積的換熱器是設(shè)計干燥器的熱效率和干燥效率的重要依據(jù)。按此公式計算：Q=1.01L(t2-t0)+W(2490+1.88t2)+Gccm2(2-1)+QL上式中：L空氣消耗量，kg絕干氣/h；t2干燥器出口溫度，；t0進入干燥器初始溫度，；W濕物料水分的蒸發(fā)量，kg水/h；Gc進入干燥器

9、的絕干物料量，kg絕干料/h；cm2濕物料的比熱，kJ/（kg絕干料）；2物料出干燥器的溫度，；1物料進干燥器的溫度，；QL干燥器的熱損失量，kw.四、干燥管直徑的計算：按此公式計算：D= 上式中：D干燥管的直徑，m；L干燥器的空氣消耗量，m³/h；VH干燥管中濕空氣的比容，m³/kg絕干器；µg干燥管中濕空氣的速度，m/s，選用1025m/s。    五、干燥管高度的計算：公式：Z=（µgµo）上式中：顆粒在干燥器中的停留時間，s；µg顆粒在干燥器中的平均速度m/s，約814m/s；µo顆粒在

10、干燥器中的沉降速度m/s，約1.52.5m/s；通過計算，Z=1218m之間。    六、幾個重要參數(shù)的探討與分析    1、物料（魔芋精粉）的溫度：    1級干燥：魔芋精粉進口溫度約1020，魔芋精粉出口溫度約4060；檢測魔芋精粉濕基含水量約為1825%；    2級干燥：魔芋精粉進口溫度約4060，魔芋精粉出口溫度約7080；檢測魔芋精粉濕基含水量約為912%；如果魔芋精粉濕基含水量達不到標(biāo)準(zhǔn)可再進行一次干燥。    2、熱空氣溫度：&#

11、160;   1級溫度：進干燥器熱空氣溫度約140170，出干燥器溫度約6080；     2級溫度：進干燥器熱空氣溫度約140170，出干燥器溫度約90110；如果魔芋精粉濕基含水量達不到標(biāo)準(zhǔn)可再進行風(fēng)量與溫度的調(diào)整。    3、氣流與顆粒的相對速度：    魔芋精粉進料時，其初始速度應(yīng)為0，氣流速度約2030m/s，此時氣流與顆粒的相對速度最大，干燥速率最快。一般在進料口以上13m間，氣流與顆粒的相對溫度也最大，從熱空氣傳給魔芋精粉的傳熱量約占總熱量的5070%；在13m

12、加速段內(nèi)氣固間的相對運動和接觸情況非常利于傳熱和傳質(zhì)；若氣流與顆粒的相對速度太低則反之。在等速段也要設(shè)法提高氣流與顆粒的相對速度。    4、采用脈沖管：    干燥直管采用脈沖管，即直徑比在1.41.6間較好，交替地擴大和縮小，使氣體與顆粒相對速度不斷改變。在脈沖管中，此時顆粒交替地作加速或減速運動。它在整個干燥管內(nèi)對氣流都有相對速度，這樣便提高了傳熱和傳質(zhì)速率。    5、采用旋風(fēng)分離器    使熱空氣和顆粒從切線方向進入旋風(fēng)分離器，在內(nèi)、外管之間作螺旋運動，使顆粒處于懸

13、浮、旋轉(zhuǎn)運動狀態(tài)，產(chǎn)生慣性離心力，在極短的時間內(nèi)達到干燥和分離的目的。根據(jù)情況，旋風(fēng)分離器可串聯(lián)，也可并聯(lián)作為組合式的統(tǒng)籌配置。    七、干燥器使用中注意事項    1、干燥器的室外筒體、換熱器、主熱管筒等必須加裝保溫隔熱層，以減少熱損失，有利于節(jié)約能源成本。    2、在鮮魔芋加工季節(jié)（10月到次年3月），室外氣溫較低，室內(nèi)溫度常大于室外溫度，有時室內(nèi)外溫差高達幾十度，應(yīng)該將室內(nèi)空氣引導(dǎo)到換熱器的進口處，這樣可以提高換熱器進口的初始溫度，減少加工車間室內(nèi)溫度和濕度，還可以減少車間內(nèi)空氣中的酒精氣體含量

14、。    3、可以將干燥器出口的排放氣體（尾氣）引導(dǎo)到換熱器進口處，這樣可以提高初始溫度幾十度，較大地節(jié)省燃料成本，能提高整個系統(tǒng)的熱效率1030%，這是很有實際意義的節(jié)能措施。    4、干燥產(chǎn)品（魔芋精粉）溫度和濕度在很大程度上取決于干燥器的排風(fēng)溫度（尾氣），在運行過程中，應(yīng)保持排風(fēng)溫度為一個常數(shù)是很重要的，這取決于穩(wěn)定調(diào)節(jié)進料量的大小和穩(wěn)定的進口溫度。工藝技術(shù)中應(yīng)規(guī)定出口溫度不應(yīng)該改變。若進料的濕含量或流量大小發(fā)生變化時，則出口的溫度就也會出現(xiàn)變化。    5、若魔芋精粉濕度太高，為保證出口溫度不變，可提高進口氣體溫度和減少進料量；若太