CN100523685C - 调味料喷雾干燥机组 - Google Patents
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Abstract
本发明包括进料装置、干燥塔、1号风机、1号加热器、一级旋风分离器和水膜除尘器；干燥塔顶部的中央热风进口处设有热风分配器和安装在热风分配器中央且与进料装置连接的雾化器，所述干燥塔顶部设有具有蜗壳状风道的风道盘，风道盘的进口与1号加热器的输出管道连接，风道盘的出口与热风分配器的进口连接；所述干燥塔塔身内近顶部设有夹套，夹套与塔身内侧壁之间的空间为扫壁风进风道，夹套底部与塔身内壁之间的环形缝隙为出风口，风通过环形缝隙形成扫壁风，本发明采用风道盘旋切进风和扫壁进风技术，既提高了干燥效率，又由于提供扫壁风在干燥塔壁形成一道风膜，由风膜隔离粉料与塔壁接触，防止粘壁现象的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷雾干燥设备。
背景技术
喷雾干燥技术已于上世纪90年代广泛用于化工、制药、食品行业对乳浊液、悬浮液与稠状液态物料的干燥。喷雾干燥同时可根据物料的性质，分别选用压力式喷雾或离心式喷雾的干燥形式，由此获得球形或细微颗粒的固体成品。一般的离心喷雾干燥机组包括干燥塔和至少一级旋风分离器，热空气进入干燥塔，料液经离心雾化器后形成极细微的雾滴，与热空气在干燥塔内完成传热传质过程，干燥成为成品，干燥成品连续地由干燥塔底部收料口输出，含细颗粒的湿热气体随引风系统进入旋风分离器完成固气分离，细颗粒由旋风分离器的出料口输出，湿热气体由引风机排出。传统喷雾干燥塔采用垂直分风板，致使进风方向紊乱，既影响干燥效率又因产生飞溅造成粉料粘壁的现象，从而导致成品物料收得率下降，且粘壁焦化又影响产品质量。调味料含有多种热敏性物质，如油、盐、糖、香料等，具有粘性的热敏特征，所以存在粉料粘壁技术难题。
中国发明专利03156998.6公开了一种中药喷雾干燥塔。在干燥塔的塔顶盖上设置有三至四对能调节风向的旋风箱，离心喷头喷出来的药雾能集中在塔中心喷洒，避免药雾偏向一边而形成挂壁。在干燥塔筒体及下部锥体设置有夹套，使冷风从锥体底部上去，从筒体上部用风机把热气抽走，使塔壁温度降下来来解决了塔壁药粉焦化的问题。在干燥塔的锥体及筒体均设置有气刷管，再用进气管、通过气刷将粘在塔壁上的粉料吹下来，其工艺结构复杂，且因通过冷却空气对干燥塔壁降温，带来能源消耗的增加，从而降低热能效果。
离心式喷雾干燥机组的干燥塔和旋风分离器均有成品输出，由于成品出料是分散的，所以难以保证每个出料口的环境均符合卫生要求。另外，成品在离机组时的温度较高，需要再经冷却工艺才能包装，增加了污染的可能性。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种高效且无粘壁现象发生的调味料喷雾干燥机组，进一步的目的是上述调味料喷雾干燥机组的成品是集中出料并在机组内完成冷却。
本发明包括进料装置、干燥塔、1号风机、1号加热器、一级旋风分离器和水膜除尘器；1号风机输出管连接1号加热器向干燥塔提供热气流，干燥塔顶部的中央热风进口处设有热风分配器和安装在热风分配器中央且与进料装置连接的雾化器，干燥塔的气流出口与一级旋风分离器的气流进口之间由管道连接，一级旋风分离器的气流出口与水膜除尘器的气流进口由管道连接，在连接一级旋风分离器的气流出口与水膜除尘器的气流进口的管道中连接有将气流引向水膜除尘器的3号风机，为达到上述目的采取：
所述干燥塔顶部设有具有蜗壳状风道的风道盘，风道盘的进口与1号加热器的输出管道连接，风道盘的出口与热风分配器的进口连接；所述干燥塔塔身内近顶部设有夹套，夹套与塔身内侧壁之间的空间为扫壁风进风道，夹套的顶部连接在塔身内顶壁上，夹套中部设有连接在塔身上的隔板，隔板将夹套分为上、下两部分，隔板上设有通风孔，夹套的下部分为锥状，夹套底部与塔身内壁之间的环形缝隙为出风口，风通过环形缝隙形成扫壁风，干燥塔顶部设有与扫壁风进风总管；本机组设有向干燥塔提供扫壁风的2号风机，2号风机的输出管连接到干燥塔顶部的所述扫壁风进风总管上，2号风机的输入端连接2号加热器。
本机组还设有冷冻除湿机和二级旋风分离器，冷冻除湿机的冷气流出口与二级旋风分离器的气流进口之间由成品物料输送管连接，二级旋风分离器的气流出口由管道与干燥塔塔身上部的二次进风口连接，该管道上设有将气流引向干燥塔的4号风机，上述干燥塔的出料口和一级旋风分离器的出料口分别由管道与成品物料输送管连接。
所述干燥塔塔身的下部设有对其下部进行冷壁的旋风冷却风道，所述一级旋风分离器的下部也设有对其下部进行冷壁的旋风冷却风道；成品物料输送管近冷冻除湿机冷气流出口一端设有分管道，分管道上连接有5号风机，5号风机的输出并联连接有两支管道，一支管道连接到干燥塔塔身的旋风冷却风道的进口上，另一支管道连接到一级旋风分离器的旋风冷却风道的进口上。
所述干燥塔塔身的下部且在干燥塔塔身的旋风冷却风道的下方设有下料口防堵装置。
所述干燥塔的下料口防堵装置包括主轴和设置在主轴上的拨杆，主轴由固定在干燥塔塔身外壁上的两轴承座支撑，主轴与电机减速机构连接。
所述1号加热器设有高效过滤器，在1号风机的输入端连接有1号空气过滤器，在2号加热器输入端连接有2号空气过滤器，在冷冻除湿机的气流输入端连接有3号空气过滤器。
上述连接干燥塔的出料口与成品物料输送管的管道和连接一级旋风分离器的出料口与成品物料输送管的管道均向成品物料输送管连接二级旋风分离器的一端倾斜，倾斜角α为20～30°。
所述风道盘的蜗壳状风道为四方形，其截面逐渐缩小且底面向内侧倾斜形成外侧边短于内侧边，在蜗壳状风道的下部设有成环形排列且倾斜设置的叶片，气流进入蜗壳状风道通过叶片之间的间隙流向热风分配器。
本机组设有可编程序控制装置，可编程序控制装置包括可编程序控制器、触摸屏、执行元件和电源，在1号加热器与风道盘的进口连接的输出管道中设置有进风温度探头；在连接干燥塔的气流出口与一级旋风分离器的气流进口之间的管道中设置有出风温度探头。
本发明具有如下特点：
1、本发明采用具有蜗壳状风道的风道盘旋切进风和扫壁进风技术，由风机将经高效过滤的高温净化热空气经风道盘和热风分配器强制分风进入干燥塔，所述风道盘的结构可使风道内的风速和风压保持一致，气流呈旋切状进入干燥塔，有利于减少物料的粘壁、粘顶。在干燥塔内气流与雾化液滴保持同步近距离接触并热交换，在数秒钟内完成干燥，提高了干燥效率。本发明采取提供扫壁风在干燥塔壁形成一道风膜，由风膜隔离粉料与塔壁接触，防止粘壁现象的发生，提高了成品物料的收得率。
2、本发明在干燥塔下部，即锥体的下部，设置旋风冷却风道，所述一级旋风分离器的下部也设有对其下部进行冷壁的旋风冷却风道；从旋风冷却风道吹出的风呈向下旋切进入干燥塔(分离器)内，避免干燥塔(分离器)下部发生粘壁现象，同时对堆积在出料口的物料进行冷却，使成品物料的温度接近于常温，防止物料因高温下堆积时间长而软化，同时为直接进行成品包装打下基础，从旋风冷却风道吹出的风呈向下旋切进入干燥塔(分离器)内，不影响干燥塔(分离器)上部的温度。
3、本发明设计净化集中成品收料，即由成品物料输送管输送成品物料，物料输送管中通以由冷冻除湿机过滤除湿的冷却空气，在输送的同时又对成品物料冷却，将成品物料送至设置在净化室内的收料器实现直接收料，避免冷却过程中的污染，保证生产过程中的卫生。
4、本发明干燥塔的湿热空气由风机抽出，夹带于湿热空气中的微粉物料，经一级与二级旋风分离器进行固气分离，干料落入分离器底部而吸收，湿分被送至水膜除尘器，微尘物料经水淋洗涤回收，经固气分离的过热气体循环由送风机输送至干燥塔利用，以此达到节能的目的。
5、本发明在干燥塔设有下料口防堵装置，防止调味料因固干料颗粒微小，在出料时可能会出现假团聚，桥架等现象发生。
6、本发明采用可编程序控制装置进行智能自动控制，操作方便，安全性能高。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的整体示意图；
图2为图1的A部放大图；
图3为干燥塔顶部的中央热风进口处示图；
图4为风道盘示图；
图5为成品输送管道示图；
图6为干燥塔塔身的下部的旋风冷却风道示图；
图7为下料口防堵装置示图：
图8至图10为可编程序控制装置图。
具体实施方式
见图1，本发明包括进料装置5、干燥塔1、1号风机3、1号加热器4、一级旋风分离器17和水膜除尘器23。进料装置5包括料斗5-1和加料泵5-2，加料泵为蠕动泵。
见图1、3和4，干燥塔1顶部的中央热风进口处设有热风分配器7和安装在热风分配器中央且与进料装置5连接的雾化器6。所述干燥塔1顶部设有具有蜗壳状风道8-1的风道盘8，风道盘8的进口与1号加热器4的输出管道连接，风道盘8的出口与热风分配器7的进口连接。所述风道盘8的蜗壳状风道8-1截面为四方形，其截面逐渐缩小且底面向内侧倾斜使其外侧边短于内侧边，倾斜角度在5°左右。在蜗壳状风道8-1的下部设有成环形排列且倾斜设置的叶片8-2，气流进入通道后通过叶片8-2之间的间隙流向热风分配器7。上述风道盘8的结构可使风道内的风速和风压保持一致且气流在管道内不会混乱，热气流呈旋切状进入干燥塔，有利于减少物料的粘壁、粘顶。
见图2，所述干燥塔1塔身内近顶部设有夹套1-1，夹套1-1与塔身内侧壁之间的空间为扫壁风进风道1-2，夹套1-1的顶部连接在塔身内顶壁上，夹套1-1中部设有连接在塔身上的隔板1-4，隔板1-4将夹套1-1分为上、下两部分，隔板1-4上设有通风孔1-41，夹套1-1的下部分为锥状，夹套1-1底部与塔身内壁之间的环形缝隙1-5为出风口，风通过环形缝隙1-5形成扫壁风，在干燥塔壁形成一道风膜，由风膜隔离粉料与塔壁接触。干燥塔1顶部设有与进风道1-2相通的扫壁风进风总管1-6。
见图1，1号风机的输出管连接1号加热器4向干燥塔1提供热气流，1号加热器4设有设置高温过滤器，在1号风机3的输入端连接有1号空气过滤器2。由于采用重级与高效高温二级过滤，加热空气洁净度达30万级。
干燥塔1的气流出口与一级旋风分离器17的气流进口之间由管道19-1连接，一级旋风分离器的气流出口与水膜除尘器23的气流进口由管道19-3连接，在连接一级旋风分离器的气流出口与水膜除尘器23的气流进口的管道19-3中连接有将气流引向水膜除尘器23的3号风机22。
见图1，本机组设有向干燥塔提供扫壁风的2号风机9，2号风机9的输出管连接到干燥塔1顶部的所述扫壁风进风总管1-6上，2号风机9的输入端连接2号加热器10，2号加热器10输入端连接有2号空气过滤器11。
本机组设有冷冻除湿机13和二级旋风分离器20，冷冻除湿机13的气流输入端连接有3号空气过滤器12。冷冻除湿机13的冷气流出口与二级旋风分离器20的气流进口之间由成品物料输送管19-2连接，二级旋风分离器20的气流出口由管道与干燥塔1塔身上部的二次进风口连接，该管道上设有将气流送入干燥塔1的4号风机21。由于二级旋风分离器20的气流出口排出的气体为过热气体，所以采取由送风机输送至干燥塔利用，节约能源。
见图5，干燥塔1的出料口和一级旋风分离器17的出料口分别由管道19-4、19-5与成品物料输送管19-2连接，上述管道19-4和管道19-5均向成品物料输送管19-2连接二级旋风分离器20的一端倾斜，倾斜角α为20～30°，倾斜设置的管道方便成品的输送，起加速输送的作用。
见图1和图6，所述干燥塔1塔身的下部设有对其下部进行冷壁的旋风冷却风道16，所述一级旋风分离器17的下部也设有对其下部进行冷壁的旋风冷却风道18。旋风冷却风道的气流呈向下旋切进入干燥塔(分离器)内。
见图1，成品物料输送管19-2近冷冻除湿机冷气流出口一端设有分管道，分管道上连接有5号风机14，5号风机14的输出并联连接有两支管道，一支管道连接到干燥塔1塔身的旋风冷却风道16的进口上，另一支管道连接到一级旋风分离器17的旋风冷却风道18的进口上。
见图7，所述干燥塔1塔身的下部且在干燥塔1塔身的旋风冷却风道16的下方设有下料口防堵装置15。干燥塔1的下料口防堵装置15包括主轴和设置在主轴15-1上的拨杆15-2，主轴15-1由固定在干燥塔塔身外壁上的两轴承座15-3支撑，主轴15-1与电机减速机构15-4连接。下料口由于拨杆15-2的搅动，防止出现团聚，桥架等现象。
见图8至图10，本机组具有可编程序控制装置，可编程序控制装置包括相连接的可编程序控制器、触摸屏和向上述两者供电的电源，以及继电器等执行元件。可编程序控制器由K7M-DR40U基本单元模块、G7E-RY08A输出扩展模块、G7F-D02A温度检测模块和G7F-DA2V模拟量输出模块组成。在1号加热器4与风道盘8的进口连接的输出管道中设置有进风温度探头；在连接干燥塔1的气流出口与一级旋风分离器17的气流进口之间的管道19-1中设置有出风温度探头。
本机组由可编程序控制装置控制，其方法如下：
①打开电源；
②人机对话，输入设定的进风温度、设定的加料温度上限和下限、雾化机电机频率、加料泵转速的上限和下限、设定的雾化器油泵启动温度、设定的扫壁间歇时间和冷壁间歇时间；上述加料温度上限一加料温度下限＝工作温度范围，加料泵转速上限一转速下限＝工作转速范围；
③输入自动控制信号；
④可编程序控制器接受到开始信号，发指令依次打开风机、加热器；当雾化器油泵到达启动温度，指令雾化器油泵工作，雾化器工作，料泵开启进行加料，接着发指令打开干燥塔、一级旋风分离器和二级旋风分离器的出料阀门；
⑤可编程序控制器根据接受到的出风温度信号，判断出风温度是否在工作温度范围内，如出风温度小于工作温度下限，则依次停止料泵和雾化器油泵工作，即停止加料，待出风温度升至工作温度范围内，指令雾化机油泵和料泵工作；如出风温度大于工作温度范围上限，则令料泵以上限转速转动，加快送料速度，直至出风温度降至在工作温度范围内，料泵转速随出风温度下降而下降至正常转速；可编程序控制器根据接受到的进风温度信号，判断进风温度是否超过或低于设定的进风温度；当加热器在工作时，进风温度超过设定的进风温度，则令1号加热器停止工作，当加热器不在工作时，进风温度低于设定的进风温度，则令1号加热器工作；当到达设定的扫壁间歇时间，2号风机9改变工作状态，则原打开的改变成关闭；当到达设定的冷壁间歇时间，5号风机14改变工作状态。
⑥可编程序控制器接受到关机信号，依次关闭雾化器和料泵、加热器、风机。
本可编程序控制装置实现超温报警和安全操作互锁，具有安全运行的保障，具备温度自动控制，功能数据和工艺流程显示以及工艺编程，确定，修改，贮存，打印的操作功能。
Claims (9)
1、一种调味料喷雾干燥机组，包括进料装置(5)、干燥塔(1)、1号风机(3)、1号加热器(4)、一级旋风分离器(17)和水膜除尘器(23)；1号风机(3)输出管连接1号加热器(4)向干燥塔(1)提供热气流，干燥塔(1)顶部的中央热风进口处设有热风分配器(7)和安装在热风分配器中央且与进料装置(5)连接的雾化器(6)，干燥塔(1)的气流出口与一级旋风分离器(17)的气流进口之间由管道(19-1)连接，一级旋风分离器的气流出口与水膜除尘器(23)的气流进口由管道(19-3)连接，在连接一级旋风分离器的气流出口与水膜除尘器(23)的气流进口的管道(19-3)中连接有将气流引向水膜除尘器(23)的3号风机(22)，其特征在于：
所述干燥塔(1)顶部设有具有蜗壳状风道的风道盘(8)，风道盘(8)的进口与1号加热器(4)的输出管道连接，风道盘(8)的出口与热风分配器(7)的进口连接；所述干燥塔(1)塔身内近顶部设有夹套(1-1)，夹套(1-1)与塔身内侧壁之间的空间为扫壁风进风道(1-2)，夹套(1-1)的顶部连接在塔身内顶壁上，夹套(1-1)中部设有连接在塔身上的隔板(1-4)，隔板(1-4)将夹套(1-1)分为上、下两部分，隔板(1-4)上设有通风孔(1-41)，夹套(1-1)的下部分为锥状，夹套(1-1)底部与塔身内壁之间的环形缝隙(1-5)为出风口，风通过环形缝隙(1-5)形成扫壁风，干燥塔(1)顶部设有与扫壁风进风道(1-2)相通的扫壁风进风总管(1-6)；本机组设有向干燥塔提供扫壁风的2号风机(9)，2号风机(9)的输出管连接到干燥塔(1)顶部的所述扫壁风进风总管(1-6)上，2号风机(9)的输入端连接2号加热器(10)。
2、根据权利要求1所述的调味料喷雾干燥机组，其特征在于：本机组设有冷冻除湿机(13)和二级旋风分离器(20)，冷冻除湿机(13)的冷气流出口与二级旋风分离器(20)的气流进口之间由成品物料输送管(19-2)连接，二级旋风分离器(20)的气流出口由管道与干燥塔(1)塔身上部的二次进风口连接，该管道上设有将气流引向干燥塔(1)的4号风机(21)，上述干燥塔(1)的出料口和一级旋风分离器(17)的出料口分别由管道(19-4、19-5)与成品物料输送管(19-2)连接。
3、根据权利要求2所述的调味料喷雾干燥机组，其特征在于：所述干燥塔(1)塔身的下部设有对其下部进行冷壁的旋风冷却风道(16)，所述一级旋风分离器(17)的下部也设有对其下部进行冷壁的旋风冷却风道(18)；成品物料输送管(19-2)近冷冻除湿机冷气流出口一端设有分管道，分管道上连接有5号风机(14)，5号风机(14)的输出并联连接有两支管道，一支管道连接到干燥塔(1)塔身的旋风冷却风道(16)的进口上，另一支管道连接到一级旋风分离器(17)的旋风冷却风道(18)的进口上。
4、根据权利要求3所述的调味料喷雾干燥机组，其特征在于：所述干燥塔(1)塔身的下部且在干燥塔(1)塔身的旋风冷却风道(16)的下方设有下料口防堵装置(15)。
5、根据权利要求4所述的调味料喷雾干燥机组，其特征在于：干燥塔(1)的下料口防堵装置(15)包括主轴和设置在主轴(15-1)上的拨杆(15-2)，主轴(15-1)由固定在干燥塔塔身外壁上的两轴承座(15-3)支撑，主轴(15-1)与电机减速机构(15-4)连接。
6、根据权利要求5所述的调味料喷雾干燥机组，其特征在于：所述1号加热器(4)设有高效过滤器，在1号风机(3)的输入端连接有1号空气过滤器(2)，在2号加热器(10)输入端连接有2号空气过滤器(11)，在冷冻除湿机(13)的气流输入端连接有3号空气过滤器(12)。
7、根据权利要求6所述的调味料喷雾干燥机组，其特征在于：连接干燥塔(1)的出料口与成品物料输送管(19-2)的管道(19-4)和连接一级旋风分离器(17)的出料口与成品物料输送管(19-2)的管道(19-5)均向成品物料输送管(19-2)连接二级旋风分离器(20)的一端倾斜，倾斜角α为20～30°。
8、根据权利要求7所述的调味料喷雾干燥机组，其特征在于：所述风道盘(8)的蜗壳状风道(8-1)为四方形，其截面逐渐缩小且底面向内侧倾斜形成外侧边短于内侧边，在蜗壳状风道(8-1)的下部设有成环形排列且倾斜设置的叶片(8-2)，气流进入蜗壳状风道(8-1)通过叶片(8-2)之间的间隙流向热风分配器(7)。
9、根据权利要求8所述的调味料喷雾干燥机组，其特征在于：本机组设有可编程序控制装置，可编程序控制装置包括可编程序控制器、触摸屏、执行元件和电源；在1号加热器(4)与风道盘(8)的进口连接的输出管道中设置有进风温度探头；在连接干燥塔(1)的气流出口与一级旋风分离器(17)的气流进口之间的管道(19-1)中设置有出风温度探头。
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