压力喷雾干燥塔
1、工作原理：
喷雾干燥塔的工作过程是物料通过高压泵或离心机的机械作用,使其克服表面张力,分散成雾状微粒（增大水分蒸发面积，加速干燥过程）,同时与热载体—热空气接触,热空气的热能传给雾滴,使其中的水分瞬间蒸发,物料中的固体物质被干燥成粉末，而雾滴中蒸发出来的水分被换热后的空气带出，经过除尘后通过离心风机排入大气。
在这一过程中，液滴的干燥，首先获得周围介质给的热量，使其表面的水分蒸发，这在液滴表面到其中心出现了浓度梯度和水蒸汽压力梯度，这使内部水分由中心向表面扩散，趋向平衡，但平衡只有到蒸发结束才能达到，液滴越小，水分扩散的距离越小，速度加快，时间减少，完成这一工程，必需具备两个条件：不断有热量传递给液滴，另一液滴的水分不断传递给空气，并迅速带走，才能保证蒸发的迅速进行，首先是前者，没有热量的传递，就不会有质量的传递，喷雾干燥的雾化器作用是使物料雾化成细小液滴，增大热传递面积，当然使质量（水分）传递的路程缩短，加速传递速率。
液滴表面水分汽化很快，速度恒定，内部水分向表面扩散的速度越来越慢，汽化速度也由快而慢，前者叫恒定干燥，后者叫降速干燥。
2、分类：
（1）喷雾干燥塔按其进料形式分为离心喷雾干燥塔和压力喷雾干燥塔。我们重点推广压力喷雾干燥塔。
（2）按照干燥塔排风形式分可为塔体上排风干燥塔、塔体下部扩充排风干燥塔、塔锥底口大弯管排风干燥塔。
（3）按照塔的捕粉形式分为偏心袋式除尘、圆周袋式除尘、单（两）级旋风除尘、单级袋式除尘、旋风加袋式两级除尘、旋风加袋湿式两级除尘喷雾干燥塔。其中偏心袋式除尘、圆周袋式除尘干燥塔为与塔体连体形式。
3、系统工程：
干燥塔还可以配套细粉附聚、多喷枪附聚造粒、成品风力输送和振动流化床等系统或设备。为了提高设备操作安全性，在塔体安装防爆门和塔内及排风温度超（）高温报警装置。对要求较高的用户可提供自动控制系统。针对不同物料的干燥特性、蒸发量、热源等情况，设计符合产品干燥的工艺流程。
4、设备优点：
（1）、适于热敏性物料干燥。干燥过程非常迅速，一般在1～3秒钟内完成，此时干燥的湿球球温度为50～60℃（进风温度160℃～200℃），在装有连续出粉装置时，产品在设备内停留时间仅15～30秒，可保持良好的复原因、色泽和风味。
（2）、热效率较高。主要干燥过程处于50～60℃湿球温度环境中，容许进入设备的热空气的温度比其它方法高，可达到300℃以上。
（3）、制造设备的材料没有严格的要求,物料是和热空气直接接触,在空间完成干燥过程，干燥后的粉尘才和设备接触。
（4）、产品离开设备时已适于包装，不需要粉碎。
（5）、干燥过程是在密闭状态下进行，可保证产品和车间卫生。
（6）、生产率高，工作人员少。（与用真空干燥生产麦乳精比较）适于大规模连续生产。
5、设备缺点：
（1）、设备体积大（尤其是进风温度160℃以下，使用卧式喷雾干燥或离心喷雾要干燥时），占地面积大，要求高层车间。
（2）、物料雾化设备和粉尘回收设备较复杂，昂贵。
（3）、电能消耗较多。为保证产品的水分含量，废气中的湿含量不能高，一般在30～40克/公斤干空气，这使消耗的风量增大，多耗了电能。
6、立式压力和离心喷雾法比较：
立式压力喷雾干燥法和立式离心喷雾干燥法的优缺点
| 项 目 | 立式压力喷雾干燥法 | 立式离心喷雾干燥法 | ||
| 技 术 参 数 | 蒸发强度 | 5～8 kg/m3·H | ≤3 kg/m3·H | |
| 有效容积 | 小 | 大 | ||
| 干燥器直径 | 小 | 大 | ||
| 雾化器功率 | 大 | 小 | ||
| 生 产 管 理 | 操作维护 | 难 | 易 | |
| 剩料 | 有 | 无 | ||
| 噪音震动 | 小 | 大 | ||
| 雾化器安装 | 易 | 难 | ||
| 卫生 | 物料泄漏 | 有 | 无 | |
| 漏油 | 无 | 有 | ||
| 产品质量 | 冲调性 | 较好 | 好 | |
| 保存性 | 较长 | 短 | ||
| 均质作用 | 稍有 | 无 | ||
| 颗粒大小 | 较粗 | 粗 | ||
| 密 度 | 0.6～0.7 g/ml | 0.46～0.55 g/ml | ||
| 空气含量 | 7～10％ | 16～22％ | ||
7、干燥塔在不同形式的捕粉系统时，各自的优缺点如下：
| 捕粉形式 | 优 点 | 缺 点 |
| 单级袋式除尘器 （偏心或圆周布袋） | 投资少，设备简单，系统阻力小，配用排风机功率比进风机大30%左右，捕粉效率高，可达99.8%以上。 | 工作中要定时清理，不能连续长期运行，更换和清洗布袋工作繁重。长工作3～5天，由于要等袋虑室冷却才能进人，更换一次4人约需要一天时间。经济效益低，劳动强度大。不同粒度的粉不能分开，产品溶解度低。 |
| 单级旋风除尘器 | 投资少，设备简单，系统阻力小，配用排风机功率比进风机大50%左右。设备可连续工作，没有更换和清洗布袋的繁重工作。可进行细粉附聚。 | 捕粉效率低，≤97%，跑粉情况比较严重，不符合经济和环保要求。 |
| 两级旋风除尘器 | 设备比较复杂，系统阻力大，配用排风机功率比进风机大90%左右，捕粉效率有一定提高。设备可连续工作，没有更换和清洗布袋的繁重工作。可进行细粉附聚。 | 捕粉效率低，≤98%，操作不当时，有跑粉情况，不符合经济和环保要求。 |
| 旋风除尘器 加水沫除尘器 | 设备比较复杂，系统阻力很大，配用排风机功率比进风机大100%左右，捕粉效率有一定提高。设备可连续工作，没有更换和清洗布袋的繁重工作。可进行细粉附聚。 | 捕粉效率比较高，≤99%，无跑粉情况，符合经济和环保要求。喷淋水可以用于前期磨浆。 |
| 旋风除尘器 加脉冲反吹袋式除尘器 | 设备比较复杂，系统阻力较大，配用排风机功率比进风机大80%左右，捕粉效率高。由于旋风分离器捕集了96%左右的粉尘，袋式除尘器负荷很轻，设备可连续长期工作15天以上。在生产不加糖产品时，可连续工作一个月以上。捕粉效率高，可达99.8%以上。旋风和袋式除尘器的细粉经过重新从塔顶回到塔内附聚，成为较大颗粒，提高了豆粉的溶解度，同时一个出粉口，减少了粉的损失，使操作更容易。 | 生产加糖豆粉时，经过15天左右需要更换和清洗布袋。由于袋滤器为单独机构，更换时间约为4人（两人一台）约需要两个小时时间。 |
8、我公司压力喷雾干燥塔的特点
（1）采用1-17喷枪结构设计，各喷枪喷出的雾滴相互碰撞，聚合成中空的大颗粒，提高了产品的速溶性。
（2）采用18—30MPa高压喷雾，物料充分雾化，与热风充分接触，增大了受热面积，提高了热效率，产品瞬间干燥。
（3）分风装置采用多个可调节的风筒，确保进入塔内的气流垂直向下，不会偏流，无涡流。这样就大限度地减少了粉尘挂壁。
（4）排风部分采用四点上排风，风到达底部形成180度大回转，增加了物料的干燥时间，有效地利用了热空气。设备排风均匀，减少了粉尘挂壁，进入旋风分离器的粉尘夹量减少，提高产品得率。
（5）旋风和袋式除尘器的细粉经过重新从塔顶回到塔内附聚，成为较大颗粒，提高了豆粉的溶解度。同时保护了环境。
（6）塔体内的粉从锥节底口进入振动流化床内，被二次干燥、造粒和冷却。改善了产品质量，提高了溶解度。
（7）冷却的粉进入振动筛分机筛分后就可以包装了。产品只有一个出粉口，减少了粉的损失，使操作更容易。设备结构紧凑。
（8）采用冷凝水预热冷空气的方法，回收了余热，另外也提高了换热器的使用寿命。
（9）塔体为带有锥节的圆柱体，没有其它复杂结构，便于清扫或清洗。
（10）塔体设安全防暴门和爆炸通道，防止操作失误引起设备粉尘爆炸。
（11）在干燥塔的锥节、袋式除尘器的锥节和旋风分离器的锥节下部设置空气锤，采用脉冲控制仪使其间歇顺序启动，及时有效震落锥节可能存在的积粉。
（12）为了利于粉尘在锥节的下落，塔锥角不大于42°。
（13）根据各个系统的控制要求，在仪表箱上直接启动和控制各机电设备，并有进风温度、排风温度、塔内温度、塔体负压、流化床进风温度、流化床负压显示。
10、适用范围：
（1）、无机物：冰晶石、氮化铝、二氧化锆、二氧化锰、氟化钾、高岭土、硅酸钙、磷酸铵、氯化钙、钛粉、氧化铬。
（2）、高分子聚合物：PE、PVC。
（3）、食品和饲料添加剂：奶粉、豆粉、茶粉、咖啡、色素、蛋粉、纯胶、大豆分离蛋白、大豆组织蛋白、大豆蛋白肽、麦芽糊精、植脂末、异麦芽低聚糖、淀粉酶、复合氨基酸、酵母粉、酵母提取物、酪蛋白酸钠、L-赖氨酸盐、血球蛋白、血浆蛋白。
（4）、化学助剂：AcR、白炭黑、碱式硫酸铬、十二烷醇硫酸钠。
（5）、医药：中药浸膏。
（6）、染料：分散染料、还原染料、硫化黑、酸性湖蓝A。
（7）、化肥：尿素。
11、设备流程图
（一）上排风干燥塔（直段高与直径比＞1.25）
按照热风与物料的运动方向区分，下排风塔为顺流干燥方式，而上排风塔为混流干燥的改变，是这两者大的区别。因此，压力式上排风喷雾干燥塔比下排风塔的*性在于：
1）节约能源：由于上排风塔的回风室在上部是塔的高负压区，在蒸发的过程中，高负压蒸发就降低了蒸发温度，温度的降低就节约了蒸汽，节约了能源。上排风塔蒸发1公斤水分仅耗蒸汽2.8～3.0kg，节约蒸汽8～10%；
2）节约建筑投资：同种规格设备，上排风塔比下排风塔建筑高度降低5～7m。
3）产品质量好：上排风塔粉的颗粒均匀，较大的颗粒和较小的颗粒少。由于粉的干燥区是高负压区，粉的干燥是低温干燥，使得粉中各种维生素破坏较小，蛋白也没有变性。另外由于粉在干燥过程中受热时间相对下排风塔在高温区时间短，使其冲色泽、颗粒度、冲调性都较好。
4）清洗方便：塔体结构简单，制造方便。由于塔的柱体和锥体直接连接，各角度连接都圆滑过度，清洗时没有死角，打开塔门后可方便地清洗每个与粉尘接触的部位。
5）减少排污量和节约能源降低劳动强度：下排风塔塔内不能形成环形风幕，塔壁挂粉严重，每天都要刷塔。刷塔增加物料的损失又浪费了大量的热水。不但消耗了能源还增加了排污量。而上排风塔干燥是混流干燥，雾滴的流程是恒速干燥期为顺流，降速期为混流排风，风到达底部形成180度大回转，使干燥中的物料和空气分离，风在急速向上运动中在塔壁形成大的环形风幕，干燥时塔内形成了环形风幕，控制了塔壁挂粉现象，可以十多天清洗一次塔，这样就减少了排污量，还节约了能源，同时降低了工人的劳动强度。
（二） 下部扩散排风干燥塔
下部扩散排风干燥塔的优势：物料为顺流干燥，由于塔体有效干燥段较长，物料行程长，干燥时间充足，适合于高粘度，高糖度和高脂肪的物料。如：配方奶粉、加糖豆粉、咖啡、纯胶、大豆蛋白肽、异麦芽低聚糖、L-赖氨酸盐、血球蛋白、血浆蛋白等物料，适合低聚糖和玉米浆等物料的喷雾干燥。
（三） 锥底排风干燥塔
锥底排风干燥塔的优势：物料为顺流干燥，物料与热风接触时间长，物料行程长，干燥时间充足，热利用率高。适合于低粘度，低糖度和低脂肪的物料。如：大豆分离蛋白、米蛋白、麦芽糊精等物料。
安达市天宏乳品机械制造有限公司
