Принцип работы распылительной сушки

2.2. Принцип работы распылительной сушки.

Одноступенчатая сушка.

В графической части показана конструкция установки одноступенчатой сушки. Молочный концентрат подается в камеру сушилки (1) с помощью насоса высокого давления (4), а затем подается в распылитель (5). В смесительной камере распыленные мелки капли смешиваются с горячим воздухом.

Воздух подается в установку через фильтр с помощью винтелятора, снабженного нагревателем, где его температура повышается до 150-250 С. Горячий воздух через распределитель попадает в смесительную камеру. В смесительной камере распыленное молоко смешивается с горячим воздухом, и вода из молока выпаривается. Главным образом сушка протекает в момент торможения высвобожденных из распылителя капель молока с большой скоростью при трении о воздух. Свободная вода испаряется непрерывно. Вода, которая находится в порах и капиллярах твердых частиц, должна сначала диффундировать поверхности, а уж потом испариться. Это происходит, пока частицы молока медленно оседают в сушильной башне. Молоко нагревается только до 70-80. С, поскольку теплоотдача воздуха расходуется на испарение воды.

Удаление воду из капель приводит к значительному уменьшению массы объема и диаметра. При идеальных условиях сушки вес уменьшится примерно на 50%, объем-до 40%, а диаметр до 75% от размера первоначальной капли.

Сухое молоко в процессе сушки оседает в сушильной камере и выгружается в нижней части башни. Далее транспортируется в секцию упаковки охлажденным воздухом, подаваемым с помощью винтелятора. После охлаждения смесь охлаждающего воздуха и порошка попадает в разгрузочный блок (7), где перед упаковкой порошок отделятся от воздуха.

Некоторые части маленьких легких частиц может смешаться с воздухом, выходящим из сушильной камеры. Этот порошок отделяется с помощью одного или более циклонов (6,7). Отделенный порошок возвращается в основной поток сухого молока, транспортируемого в секцию упаковки. Очищенный высушивающий воздух удаляется из установки с помощью винтелятора.

Чем меньше размер молочных капель, тем больше будет их суммарная площадь тем более эффективной будет их сушка. Один литр молока имеет площадь поверхности около 0,05 м². если это количество молока распыляется в сушильной башне, каждая из маленьких капель будет иметь площадь поверхности 0,05-0,15 мм². общая площадь молочных капель, полученных из исходного литра молока, составит около 35 м². таким образом, при распылении площадь увеличивается примерно в 700 раз.

Конструкция распылительного оборудования зависит от размеров капель и характеристик конечного продукта, которые необходимо получить. Этими характеристиками могут быть размер гранул, текстура, растворимость, плотность и смачиваемость. Некоторые сушилки снабжены неподвижными соплами. Установка, используется в низких сушильных башнях и располагается таким образом, чтобы относительно крупные капли выбрасывались против потока высушивающего воздуха. Неподвижные сопла, которые распыляют молоко в одном направлении с потоком высушивающего воздуха. В этом случае давление подачи молока определяет размер капель. При высоких давлениях (до 30 МПа или 300 бар) сухие частицы будут очень мелкими и образуют плотную массу. При низких давлениях (20-5 МПа или 200-50 бар) размер частиц будет больше, поскольку пылеобразные частицы не будут образовываться.

2. 3 Вихревые сушилки и сушилки кипящего слоя.

Попытка использовать сушильные установки взвешенного слоя, для сушки молочных продуктов, дала положительные результаты. Преимуществом, установок вихревого слоя перед остальными, является применение больших скоростей воздуха, что особенно важно при сушке вязких продуктов.  Аппараты взвешенного слоя, используемые в молочной промышленности, предназначены для досушки молока после распылительных сушилок. Недостатком таких аппаратов, при сушке белковых продуктов, является то, что в процессе сушки происходит налипание продукта и тем интенсивнее, чем выше температура теплоносителя. Как правило, такие аппараты эксплуатируют при температуре воздуха не более 130. С, в связи, с чем их производительность и КПД очень низкие. В настоящее время эксплуатируются аппараты кипящего слоя типа: " ВС-КПИ-150 ", " ВС - КПИ - 300 ", " КС - 50 ". За последние годы созданы сушильные установки типов: " СГ - 500 "," Я2 - ОПЕ ", " Я2 - ОПЖ ". Сушилка " СГ - 500 " предназначена для сушки и гранулирования сгущенного обезжиренного молока. Она отличается невозможностью получения сухого молока пищевого назначения, отвечающего требованиям действующих стандартов по структуре и растворимости, увеличение начальной температуры теплоносителя, следовательно, установка имеет низкий КПД и невысокую производительность.

Следующая установка этой серии, агрегат " Я2-ОHЕ " спроектированный на базе " А1-ФМУ ". Он предназначен для сушки материалов любой вязкости и получения, гранулированных и порошкообразных продуктов (обезжиренное молоко, ЗЦМ и другие) (см. рис.2). Исходный продукт может быть получен любым способом концентрирования, сгущением, ультрафильтрацией, сквашиванием, а так же без предварительного сгущения. Сухие продукты, получаемые агрегатом "Я2-ОHЕ", отвечают требованиям к техническим и пищевым продуктам высшего сорта. По результатам проверки, СОМ и ЗЦМ, высушенные в сушилке "Я2-ОHЕ", по растворимости не уступают образцам, полученных при распылительной сушке, а по сыпучести превосходят их. Аппарат может работать как в паре с вакуум - выпарным аппаратом, так и без него. Вихревая сушилка " Я2 - ОHЕ " отличается от других установок такого типа тем, что в конструкции воздуховода отсутствуют дополнительные направляющие решетки, с которыми соприкасается продукт. Это дало возможность увеличить температуру сушки до 250-300. С и резко поднять эффективность использования теплоносителя. Кроме того, высокая начальная температура сушилки позволила оснастить сушилку, теплогенератором прямого сгорания газа. Для увеличения производительности оборудования разработан сушильный агрегат " Я2 - ОНЖ ", состоящий из трех сушилок " Я2-ОHЕ " (трех модулей) установленных параллельно. Производительность агрегата " Я2 - ОНЖ " составляет 450 кг испаренной влаги в час.