中药提取物离心喷雾干燥机

概述：
　　该机采用全封闭形式，所有部件均采用不锈钢制造，配有三级净化装置，过滤后的空气达十万级要求 。简体与顶部装有冷壁装置，使壁温＜80℃，物料在壁上停留也不焦化变质现象，大大增加了收粉率（达95%以上），而且不会产生混药现象和粘壁现象。

基本原理：
　　中药浸膏高速离心喷雾装置是离心式喷雾干燥技术在特定物料干燥中的应用 ，也是利用高速离心式雾化器使物料分散成雾状，与热空气所充分接触 ，完成瞬间干燥，形成粉状成品的干燥装置。

　　中药浸膏专用干燥机是专门用来解决，中药浸膏和植物撮液的喷雾干燥机 ，它解决了物料在原LPG高速喷雾干燥机在中药浸膏干燥中出现的以下情况：
　　1.物料粘壁，收粉率低；
　　2.物料在壁上停留时间长，产生物料的焦化变质现象
　　3.难以清洗，不符合GMP要求；
　　4.产量低：LPG-150型喷雾干燥机，其产量只能处理50-60Kg/h液料。    

　　鉴于以上状况，我厂根据中药浸膏的物料性质与工艺要求设计了中药浸膏干燥机难题 ，干燥后的物料颜色好、不变质，大大地提高了工厂的经济效益 ，中药浸膏与LPG高速离心喷雾干燥机相比有以下特点：
　　1.采用了三级空气净化，使进风达到10万级要求；
　　2.采用了冷壁装置，使内壁温度达到80℃ ，物料在壁上停留也不焦化；
　　3.整个体积是原LPG标准离心喷雾的3.5倍。
　　4.采用快开冲洗装置，适用于多品种生产要求
　　5.除尘采用了湿式除尘，使粉尘无外出，符合环保要求；
　　6.采用气扫装置，其效果更令人满意；
　　7.雾化器采用变频调速。
　　8.采用了PLC控制，程控系统屏幕显示；
　　9.可以配带冲洗装置；
　　10.可以配采用干空气密闭输送。

一、设计条件：

1、料液条件

   物料名称：     中药提取物

物料特性：     液体物料

   含固量：        30%

   终水份：         5%(湿基)

   水分蒸发量：     100Kg/h

   料液比重：      ～1.1 g/cm3

   料液温度：       20℃

   PH值：           5-7

2、工艺条件

   雾化方式：              离心式

   雾滴与热空气接触方式：  并流式

   热源和加热方式：       蒸汽+电加热

   进风温度：              180℃

   排风温度：             90--85℃

   除尘方式：            二级旋风分离器+水膜除尘器

   系统材质要求：     物料接触处及主机内外304不锈钢

3、公共工程

   压缩空气压力：     0.6 Mpa

   电源：             380V   50HZ   三相四线

   气象条件：        760mmHg   20 ℃   φ=80%

 二、工艺计算：

Ⅰ.物料衡算：

1、干品产量：     G_干=46kg/h

2、水份蒸发量：   W_水=100 kg/h

3、湿处理量：     G_湿=146kg/h

Ⅱ.热量衡算：

1. 蒸发水份所需热量：

         Q₁=100×(595+0.45×85-1×20)=61325kcal/h

2. 产品升温所需热量：

        Q₂=46×(0.4×(1-0.05)+1×0.05)×(85-20)= 1286kcal/h

3. 干燥塔外围护热损失：

         Q₃=0.15×(61325 + 1286)=9392kcal/h

     验算：一般干燥设备外围护热损失控制在60～100 Kcal/k，现在94 kcal/kg(水)，在控制范围中。

4. 干燥所需的热风流量：

         L=(Q1+Q2+Q3)x1.15÷0.245÷（180-85）

          = 3558kg/h 

5. 干燥所需热量：

          Q=3558×0.245x(180-20)=139474 kcal/h

6. 干燥塔排风含湿量验算：

          D₂=0.012+100÷3558=0.04 kg/kg

   查湿空气焓湿图可知，与排风温度和含湿量相对应的湿球温度为t_w2≈43℃，则t₂-t_w2=42℃，可保证旋风分离器不结露、物料无结块。

   7、尾气的湿比容：

          v₂=(0.773+1.244×0.04)×（273+85）/273=1.08m³/kg

   8、尾气排放量：

          V_排=3558×1.08=3843m³/h

   9、热风的湿比容：

          V₁=(0.773+1.244×0.012)×(273+180)/273=1.3 m³/kg

      平均湿比容：

    V=（1.08+1.3）/2=1.19 m³/kg

   10、平均风量：

          V_平均=3558x1.19=4234m³/h

   11、冷风进风量：

          V_冷=3558×0.85=3024 m³/h

三、喷雾塔计算：

1. 根据要求选用ZLPG-100非标型高速离心喷雾干燥机    1台

2. 雾化器的选用：

         初步选用LPG-100型机械高速离心雾化器，雾化盘直径为0.14m，转速为18000 r/min，

3. 喷距计算：

        喷距半径：R=3.46×d^0.3×G^0.25×n^-0.16

    式中：d=0.14m，G=146 kg/h，n=18000 r/min

         R=3.46×(0.14)^0.3×(146)^0.25×(18000)^-0.16≈1.39m

4. 喷雾塔内径：

        一般喷雾塔内径为D₁=(0.9～1.4)×2R

   实际取D₁=4.0m

5. 喷雾塔高度：

   (1) 一般喷雾塔直段高度为：H₁=(0.9～1.2)×D₁

            取H₁=5.0m   顶盖高度：0.2m

   (2) 设底部管口直径为：D₂=0.6 m

   (3) 设干燥塔锥段的底锥角为52°，则锥段高度为Ｈ_２≈3.5ｍ

   锥形三通风管φ600xφ500  高度为Ｈ₃≈0.6ｍ

   侧面出风口直径：φ388

6. 喷雾塔有效高度：Ｈ＝Ｈ₁＋Ｈ₂＋Ｈ₃＝9.1ｍ。

7. 地坪到干燥塔顶部高度：10.7ｍ

   5.  验算喷雾塔热风轴向平均流速：

   热风轴向平均流速：

   4234÷0.785÷4÷4÷3600=0.10ｍ/s

   在控制范围内。

8. 从干燥强度验算干燥塔尺寸的合理性：

   　⑴　干燥塔容积计算：

   圆柱段容积：V₁=63m3

   圆锥段容积：

   V₂=17m3

   总有效干燥容积：V＝V₁+V₂＝80ｍ^３

    干燥强度取值：一般提供以下干燥强度计算公式：

   Ｅ＝((t₁＋273)^3.4287)/((t₂＋273)^3.34)＝3.8k/ｍ3·h

     一般乘以0.85,  3.8x0.85=3.23k/ｍ3·h

     (2)　可脱水量：

           W₁＝V×E＝258.4k/h >100k/h

   　　　从干燥强度验算可知干燥塔尺寸可以满足干燥要求

9. 从体积传热验算干燥塔尺寸的合理性：

   　⑴　干燥塔内平均对数温差：

   ｔ_ｍ＝〔（t₁－θ₁）－（t_２－θ₂）〕/ln〔（t₁－θ₁）/（t₂－θ₂）〕

   　＝68.7℃

   ⑵　体积传热系数的选用：

   　  离心喷雾干燥的体积传热系数一般为40～70Ｋcal／ｍ^３·ｈ·℃，其值和产品粒径成负相关，和热风轴向速度成正相关。根据经验，应取小值,可取α＝50 Kcal／ｍ^３·ｈ·℃。

   ⑶　在干燥塔内交换的热量：                                               

   Ｑ_ｔ＝α×ｔ_ｍ×Ｖ

   　　＝50×68.7×80

   　　＝274800Kcal/ｈ＞Ｑ_１＋Ｑ_２

   从体积传热验算可知：干燥塔尺寸可满足干燥要求。

四、设备的主要参数：单台

 1、塔体有效内径：Φ4000mm

 2、塔体外径：    Φ4200mm

 3、用风量：      3558kg/h

 4、进风温度：    180℃；    出风温度：85--90℃；

 5、水份蒸发量：  100 Kg/h

 6、干粉含水率：  5%

 7、干燥用热量：  139474kcal/h。

 8、蒸汽加热器面积：500平方，蒸汽耗量：400--450kg/h

      电加热器功率：108KW（分组控制）