RU2267066C1 - Drying plant to obtain powder from liquid product and liquid product drying method - Google Patents
Drying plant to obtain powder from liquid product and liquid product drying method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267066C1 RU2267066C1 RU2004115080/06A RU2004115080A RU2267066C1 RU 2267066 C1 RU2267066 C1 RU 2267066C1 RU 2004115080/06 A RU2004115080/06 A RU 2004115080/06A RU 2004115080 A RU2004115080 A RU 2004115080A RU 2267066 C1 RU2267066 C1 RU 2267066C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drying
- chamber
- agent
- plates
- drying chamber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
- F26B3/10—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour carrying the materials or objects to be dried with it
- F26B3/12—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour carrying the materials or objects to be dried with it in the form of a spray, i.e. sprayed or dispersed emulsions or suspensions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
- F26B17/10—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers
- F26B17/107—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers pneumatically inducing within the drying enclosure a curved flow path, e.g. circular, spiral, helical; Cyclone or Vortex dryers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к установкам распылительной сушки для производства сухих твердых материалов в виде порошка из таких жидких исходных материалов, как растворы, эмульсии и суспензии. Изобретение может найти применение в различных отраслях промышленного производства, например химической, пищевой.The invention relates to spray drying plants for the production of dry solid materials in the form of a powder from such liquid starting materials as solutions, emulsions and suspensions. The invention can find application in various industries, for example, chemical, food.
Известна сушильная камера для проведения процесса тепломассообмена между диспергированными жидкими частицами и газообразной средой. Сушильная камера с пористыми стенками заключена с образованием зазора в вертикальный цилиндрический корпус, имеющий патрубок для ввода теплоносителя, и снабжена введенным внутрь распылителем жидкого исходного вещества. В корпусе выполнено отверстие в основании для удаления порошка и отверстие для удаления отработанного газа с продуктами испарения жидкой основы раствора или суспензии. Теплоноситель с заданными температурой и влажностью поступает через патрубок в свободное пространство между стенками корпуса и сушильной камерой с пористыми стенками. Под действием напора, создаваемого вентилятором, теплоноситель проникает через поры сушильной камеры внутрь, где происходит тепломассообмен между теплоносителем и распыленными каплями или частицами [1].Known drying chamber for conducting the process of heat and mass transfer between dispersed liquid particles and a gaseous medium. A drying chamber with porous walls is enclosed to form a gap in a vertical cylindrical body having a nozzle for introducing a coolant, and is equipped with an atomizer of a liquid source substance introduced inside. In the housing there is a hole in the base for removing powder and a hole for removing exhaust gas with products of evaporation of the liquid base of the solution or suspension. The coolant with the specified temperature and humidity enters through the pipe into the free space between the walls of the housing and the drying chamber with porous walls. Under the pressure created by the fan, the coolant penetrates through the pores of the drying chamber inward, where heat and mass transfer occurs between the coolant and atomized droplets or particles [1].
Также известна сушилка, содержащая вертикальный цилиндроконический корпус с дисковым распылителем в верхней части и одновременным подводом высокотемпературного сушильного агента (170°С) для процесса сушки с последующей досушкой воздухом при температуре 90°С. Для сушки молока в данной сушилке необходимо предварительное его сгущение перед распылением [2].A dryer is also known that contains a vertical cylinder-conical housing with a disk sprayer in the upper part and simultaneously supplying a high-temperature drying agent (170 ° C) for the drying process, followed by drying with air at a temperature of 90 ° C. For drying milk in this dryer, it is necessary to pre-thicken it before spraying [2].
Известен способ сушки и гранулирования материалов во встречных, закрученных в одном направлении первичном и вторичном потоках сушильного агента, между которыми подают газовзвесь в виде вихревого кольцевого потока и закручивают в одном с ними направлении [3].A known method of drying and granulating materials in the counter, swirling in one direction of the primary and secondary flows of the drying agent, between which a gas suspension is supplied in the form of a vortex ring flow and twisted in the same direction [3].
Существуют различные варианты конструкций сушильных камер и способов подачи воздуха в камеру, обеспечивающие начальное взаимодействие капель распыленной жидкости и осушающего воздуха, определяющего скорость испарения и температуру в сушилке. Существует три основных режима такого взаимодействия: прямоток (осушающий агент и частицы двигаются в одном и том же направлении через сушильную камеру), противоток (осушающий агент и частицы двигаются через сушильную камеру в противоположном направлении), смешанные потоки (движение частиц через сушильную камеру испытывает как прямоточные, так и противоточные фазы).There are various designs of drying chambers and methods of supplying air to the chamber, providing the initial interaction of droplets of atomized liquid and drying air, which determines the evaporation rate and temperature in the dryer. There are three main modes of this interaction: forward flow (the drying agent and particles move in the same direction through the drying chamber), counterflow (the drying agent and particles move in the opposite direction through the drying chamber), mixed flows (the movement of particles through the drying chamber experiences as direct-flow and countercurrent phases).
Способы сушки как правило заключаются в том, что в камере происходит распыление жидкого сырья для получения капельного потока и соприкосновение капель с горячим агентом. Недостатками известных сушильных камер и способов сушки в них является высокая температура подаваемого агента 120-240°С, что обусловлено малым временем нахождения частиц распыленной жидкости в потоке теплоносителя до момента осаждения в камере. Такой температурный режим сушки сказывается на качестве получаемого продукта (термочувствительного) и является причиной больших энергозатрат, что также является недостатком данных установок. Также в данных сушильных установках применяется предварительное сгущение исходного продукта в выпарном аппарате (например, при сушке молока), что усложняет данную конструкцию и также увеличивает энергозатраты на сушку.Drying methods usually consist in the fact that in the chamber there is a spraying of liquid raw materials to obtain a droplet stream and contact of the droplets with a hot agent. The disadvantages of the known drying chambers and methods of drying in them are the high temperature of the supplied agent 120-240 ° C, which is due to the short residence time of the particles of the atomized liquid in the coolant flow until the moment of deposition in the chamber. Such a temperature regime of drying affects the quality of the resulting product (heat-sensitive) and is the reason for the high energy consumption, which is also a disadvantage of these plants. Also, in these drying plants, preliminary thickening of the initial product in the evaporator is used (for example, when drying milk), which complicates this design and also increases the energy consumption for drying.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, к предлагаемой сушильной установке и способу сушки является распылительная сушильная установка для растворов, суспензий и паст, содержащая заключенную в кожух с образованием кольцевой полости сушильную камеру с боковой поверхностью из пластин, установленных с зазором относительно друг друга для ввода сушильного агента в камеру, и распылительным устройством внутри, а также тангенциальными патрубками ввода сушильного агента в полость камеры через пластины и отвода газовзвеси в сепарационную систему для выделения готового порошка [4].The closest technical solution, selected as a prototype, to the proposed drying installation and drying method is a spray drying installation for solutions, suspensions and pastes, containing enclosed in a casing with the formation of an annular cavity drying chamber with a side surface of plates installed with a gap relative to each other for introducing the drying agent into the chamber, and a spray device inside, as well as tangential nozzles for introducing the drying agent into the chamber cavity through the plates and the outlet gas suspension in the separation system for separation of the finished powder [4].
В данной распылительной сушилке осуществляется способ сушки растворов и суспензий путем их распыления в полости сушильной камеры, приведения частичек высушиваемого материала во взвешенное состояние посредством многоканального ввода осушающего агента в полость сушильной камеры, последующего вывода газовзвеси из камеры и разделения на порошок и отработанный агент [4].In this spray dryer, a method of drying solutions and suspensions by spraying them in the cavity of the drying chamber, bringing the particles of the material to be dried into suspension by multi-channel input of the drying agent into the cavity of the drying chamber, subsequent removal of the gas suspension from the chamber and separation into powder and spent agent [4] .
Недостатками прототипа - распылительной сушилки и способа сушки в ней - являются высокие затраты на изготовление и эксплуатацию, невысокая технологичность производства порошка данным способом сушки, обусловленная высокой температурой сушки, приводящей к потере качества готового продукта, и предварительным сгущением, а также налипанием высушиваемого продукта на стенки камеры.The disadvantages of the prototype — the spray dryer and the drying method therein — are the high manufacturing and operating costs, low manufacturability of the powder by this drying method, due to the high drying temperature, leading to a loss in the quality of the finished product, and preliminary thickening, as well as sticking of the dried product to the walls cameras.
Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении процесса сушки жидкого продукта при малой температуре подаваемого сушильного агента (воздуха) без предварительного подогрева при температуре атмосферного воздуха, распыления в сушильной камере жидкого исходного продукта без предварительного сгущения (возможна сушка и сгущенных жидкостей, но это является необязательным условием для проведения процесса), а также исключение налипания и контактирования распыленных капель или частиц продукта со стенками камеры.The technical problem to which the present invention is directed is to provide a process for drying a liquid product at a low temperature of the supplied drying agent (air) without preheating at atmospheric air, spraying in a drying chamber a liquid source product without preliminary thickening (drying of condensed liquids is possible , but this is an optional condition for the process), as well as the exclusion of sticking and contacting of sprayed droplets or particles n odukta chamber walls.
Для решения этой задачи в сушильной установке для получения порошков из жидких продуктов, содержащей сушильную камеру с боковой поверхностью из пластин, установленных с щелевым зазором между смежными пластинами для ввода сушильного агента в камеру, распылителями жидкого продукта во внутренней полости камеры и патрубком вывода газовзвеси, подключенным к сепарационной системе для выделения готового порошка, камера заключена в корпус с образованием кольцевого зазора для ввода в камеру осушающего агента, подключенного к тангенциальному патрубку для его подачи, а величина тангенса угла ψ ввода агента в полость камеры через каждый щелевой зазор, влияющая на исключение прилипания частиц высушиваемого жидкого продукта на пластины, подбирается исходя из следующего соотношенияTo solve this problem, in a drying plant for producing powders from liquid products, containing a drying chamber with a side surface made of plates installed with a gap between adjacent plates for introducing a drying agent into the chamber, liquid product sprays in the chamber interior and a gas suspension outlet connected to the separation system for separating the finished powder, the chamber is enclosed in a housing with the formation of an annular gap for introducing into the chamber a drying agent connected to the tangential a pipe for feeding it, and the tangent of the angle ψ of the agent’s entry into the chamber cavity through each slot gap, which affects the exclusion of particles of the dried liquid product from sticking to the plates, is selected based on the following relation
где ρк - плотность частицы [кг/м3];where ρ to the particle density [kg / m 3 ];
Dmax - диаметр распыляемой частицы [м];D max - diameter of the sprayed particle [m];
μг = 1,7·10-5 - динамическая вязкость сушильного агента [кг/(м·с)];μ g = 1.7 · 10 -5 is the dynamic viscosity of the drying agent [kg / (m · s)];
g=9,8 - ускорение свободного падания [м/с2];g = 9.8 - acceleration of gravity [m / s 2 ];
R - радиус боковой поверхности камеры [м],R is the radius of the side surface of the camera [m],
и по величине тангенса угла ψ с учетом периметра сушильной камеры определяют необходимое количество пластин, расположенных на боковой поверхности сушильной камеры, и высоту щелевого зазора между смежными пластинами, при этом угол ψ расположен между вектором скорости входящего в щелевой зазор потока сушильного агента и касательной к образующей боковой поверхности сушильной камеры в месте ввода потока.and the tangent of the angle ψ, taking into account the perimeter of the drying chamber, determines the required number of plates located on the lateral surface of the drying chamber and the height of the gap between adjacent plates, while the angle ψ is located between the velocity vector of the flow of the drying agent entering the gap and tangent to the generatrix lateral surface of the drying chamber at the place of flow inlet.
Сушильная установка может быть снабжена дополнительным патрубком вывода газовзвеси и оба патрубка расположены на противоположных торцевых стенках сушильной камеры.The dryer can be equipped with an additional gas suspension outlet pipe and both pipes are located on opposite end walls of the drying chamber.
Для решения поставленной технической задачи в способе сушки жидких продуктов путем их распыления в полости сушильной камеры, приведения частичек продукта во взвешенное состояние посредством многоканального ввода осушающего агента в полость сушильной камеры, последующего вывода газовзвеси из камеры и разделения на порошок и отработанный агент, радиальная составляющая вектора скорости вводимого во внутреннюю полость сушильной камеры потока сушильного агента оказывает на частицу высушиваемого продукта воздействие с силой, не меньшей суммы сил центробежной и тяжести, и под воздействием агента в период высушивания до конечной влажности частичек продукта осуществляют их перемещение агентом в полости камеры по круговой траектории с последующим выводом газовзвеси по спиралеобразной траектории во взаимно противоположных направлениях, перпендикулярных плоскости перемещения частичек продукта по круговой траектории, или в одном перпендикулярном направлении относительно плоскости перемещения частичек по круговой траектории.To solve the technical problem in the method of drying liquid products by spraying them in the cavity of the drying chamber, bringing the product particles into suspension by multi-channel input of the drying agent into the cavity of the drying chamber, subsequent removal of the gas suspension from the chamber and separation into powder and spent agent, the radial component of the vector the speed of the flow of the drying agent introduced into the internal cavity of the drying chamber has an effect on the particle of the dried product with a force not less than the sum of the centrifugal and gravity forces, and under the influence of the agent during drying to the final moisture of the product particles, they are moved by the agent in the chamber cavity along a circular path with the subsequent withdrawal of the gas suspension along a spiral path in mutually opposite directions perpendicular to the plane of movement of the product particles along a circular path, or in one perpendicular direction relative to the plane of movement of the particles along a circular path.
Недостаточное время нахождения частицы во взвешенном состоянии в аналогичных устройствах компенсируется значительной разностью температур частицы продукта в виде капли и осушаемого воздуха. Вследствие этого была поставлена задача создания условия удержания во взвешенном состоянии распыленного жидкого продукта в сушильной камере и обеспечения условий неприлипания частичек к стенкам камеры. За основу взята идея распыления вещества в закрученный сушильный агент, в качестве которого используют воздушный поток. Поле скоростей в камере определяется условиями подачи воздуха на периферии. Рассмотрим элемент установки (фиг.1), формирующий поток сушильного агента, поступающего во внутреннюю полость сушильной камеры через пластины, установленные с щелевым зазором относительно друг друга, изображенной на фиг.2.The insufficient time the particles are in suspension in similar devices is compensated by the significant temperature difference of the product particles in the form of a droplet and drained air. As a result of this, the task was set to create a condition for keeping in suspension the sprayed liquid product in the drying chamber and to ensure the conditions of non-adhesion of particles to the walls of the chamber. It is based on the idea of spraying a substance into a swirling drying agent, which is used as an air stream. The velocity field in the chamber is determined by the air supply conditions at the periphery. Consider the installation element (figure 1), forming the flow of the drying agent entering the internal cavity of the drying chamber through plates installed with a gap gap relative to each other, shown in figure 2.
Для этого примем следующие условные обозначенияTo do this, we accept the following conventions
R - радиус боковой поверхности сушильной камеры [м];R is the radius of the side surface of the drying chamber [m];
m - масса частицы (капли) распыленного продукта [кг];m is the mass of the particle (drop) of the atomized product [kg];
D - диаметр этой частицы [м];D is the diameter of this particle [m];
h - высота щели [м];h is the height of the slit [m];
n - количество пластинn is the number of plates
l - глубина установки [м];l - installation depth [m];
Q - расход поступающего сушильного агента [м3/с].Q is the flow rate of the incoming drying agent [m 3 / s].
Рассмотрим площади поверхности Sr и Sφ, формирующие радиальную U и тангенциальную υφ составляющую вектора скорости сушильного агента, проходящего через пластины.Consider the surface areas S r and S φ , forming the radial U and tangential υ φ component of the velocity vector of the drying agent passing through the plates.
Введем величинуWe introduce the quantity
где угол ψ - это угол между вектором скорости входящего в щелевой зазор потока сушильного агента и касательной к образующей боковой поверхности сушильной камеры в месте ввода потока (фиг.1).where the angle ψ is the angle between the velocity vector of the flow of the drying agent entering the slotted gap and the tangent to the generatrix of the side surface of the drying chamber at the place of flow inlet (Fig. 1).
Из необходимого условия несоприкосновения частицы со стенками (центробежные силы не должны превосходить центростремительные) было получено выражение из соотношения воздействующих на частицу сил.From the necessary condition for the particle not to touch the walls (centrifugal forces should not exceed centripetal forces), an expression was obtained from the ratio of the forces acting on the particle.
Продифференцировав данное выражение, получаем, что приDifferentiating this expression, we obtain that for
D принимает максимальное значение:D takes the maximum value:
Соответственно из (1) и (4) следует, что для удержания во взвешенном состоянии частицы с максимально возможным диаметром и для обеспечения условий неприлипания частиц к стенкам камеры необходим расход поступающего агента, равный:Accordingly, it follows from (1) and (4) that in order to keep particles with the maximum possible diameter in suspension and to ensure the conditions of non-adherence of particles to the chamber walls, the flow rate of the incoming agent is equal to:
Зная высоту помещения, подбираем соответственно R (радиус сушильной камеры), и зная максимальный диаметр Dmax распыляемой частицы, подбирается tgψ, не меньший по значению, чемKnowing the height of the room, we select respectively R (radius of the drying chamber), and knowing the maximum diameter D max of the sprayed particle, tgψ is selected, not less than
Соответственно из (5) подбирается расход поступающего агента для данной установки.Accordingly, from (5), the flow rate of the incoming agent for this installation is selected.
Таким образом, в предложенном способе сушки жидкого продукта осуществляют его распыление в полости сушильной камеры, приведение частичек продукта во взвешенное состояние посредством многоканального ввода осушающего агента в полость сушильной камеры, последующего вывода газовзвеси из камеры и разделения на порошок и отработанный агент. Для исключения налипания и контактирования распыленных капель или частиц продукта с боковой поверхностью камеры, образованной пластинами, необходимо, чтобы под воздействием всех сил, действующих на частицу распыленного вещества, она перемещалась в камере, не удаляясь от центра на расстояние, превышающее радиус боковой поверхности камеры. Таким образом, вдоль отрезка, соединяющего частицу с центром камеры, результирующая сила, действующая на частицу, должна быть направлена к центру камеры. Результирующей силой в данном случае является сумма проекций сил на данное направление, то есть центробежная сила, проекция силы тяжести и сила, действующая на частицу под воздействием радиальной составляющей вектора скорости вводимого во внутреннюю полость сушильной камеры потока сушильного агента. Зная максимальный диаметр частицы, габариты установки, подобрав tgψ, определяем необходимый расход из зависимости (5) для того, чтобы обеспечить воздействие радиальной составляющей вектора скорости поступающего в рабочую полость агента на частицу высушиваемого продукта с силой, не меньшей суммы сил центробежной и тяжести.Thus, in the proposed method of drying a liquid product, it is sprayed in the cavity of the drying chamber, the particles of the product are brought into suspension by multi-channel introduction of a drying agent into the cavity of the drying chamber, subsequent removal of the gas suspension from the chamber and separation into powder and spent agent. To avoid sticking and contacting the sprayed droplets or particles of the product with the side surface of the chamber formed by the plates, it is necessary that under the influence of all forces acting on the particle of the sprayed substance, it moves in the chamber without moving away from the center by a distance exceeding the radius of the side surface of the chamber. Thus, along the segment connecting the particle with the center of the chamber, the resulting force acting on the particle should be directed toward the center of the chamber. The resulting force in this case is the sum of the projections of forces in a given direction, that is, the centrifugal force, the projection of gravity and the force acting on the particle under the influence of the radial component of the velocity vector of the drying agent stream introduced into the internal cavity of the drying chamber. Knowing the maximum particle diameter, installation dimensions, choosing tgψ, we determine the required flow rate from dependence (5) in order to ensure that the radial component of the velocity vector entering the working cavity of the agent on the particle of the product being dried with a force not less than the sum of centrifugal and gravity forces.
Увеличение угловой скорости вращения потока сушильного агента в окрестности выходного отверстия увеличивает центробежную силу, воздействующую на недосушенную частицу, удерживая ее на круговой траектории в окрестности выходного отверстия, до полного осушения с последующим выводом через выходной патрубок.An increase in the angular velocity of rotation of the flow of the drying agent in the vicinity of the outlet increases the centrifugal force acting on the under-dried particle, holding it on a circular path in the vicinity of the outlet, until it is completely drained and then withdrawn through the outlet.
На фиг.1 изображен элемент установки, показывающий ввод сушильного агента во внутреннюю полость камеры через зазоры между пластинами боковой поверхности камеры, на фиг.2 представлен поперечный разрез сушильной камеры; на фиг.3 изображен общий вид одного из вариантов сушильной установки, на фиг.4 - функциональная схема проведения процесса сушки.Figure 1 shows the installation element, showing the input of the drying agent into the inner cavity of the chamber through the gaps between the plates of the side surface of the chamber, figure 2 shows a cross section of the drying chamber; figure 3 shows a General view of one of the options for the drying installation, figure 4 is a functional diagram of the drying process.
Сушильная установка для производства порошков из жидких продуктов содержит сушильную камеру 1 с боковой поверхностью из пластин 2, установленных с щелевым зазором 3 между смежными пластинами для обеспечения многоканального ввода потока сушильного агента в камеру 1, поступающего через тангенциальный патрубок 4, распылителями 5 (например, форсунки) жидкого продукта, расположенными во внутренней полости 6 камеры 1, и патрубками 7 основным и дополнительным (не показан) для вывода газовзвеси в сепарационную систему (пылеулавливающее устройство) (фиг.4) для выделения готового порошка, например, выполненную в виде циклона (не показан). При этом один из патрубков 7 в случае необходимости может быть заглушен и отвод газовзвеси будет осуществляться в данном случае через другой патрубок. Оба патрубка 7 расположены на противоположных торцевых стенках 8 сушильной камеры 1. Сушильная камера заключена в корпус 9 с образованием кольцевого зазора 10 для ввода осушающего агента, подключенного к тангенциальному патрубку 4 для его подачи.The dryer for the production of powders from liquid products contains a
Угол ψ образуется между вектором скорости входящего в щелевой зазор потока агента сушки и касательной к образующей боковой поверхности сушильной камеры в месте ввода потока и определяет величину щелевого зазора 3 для ввода сушильного агента во внутреннюю полость камеры, а именно высоту h и длину зазора, а величина тангенса угла ψ каждого зазора для ввода агента в полость 6 камеры 1 влияет на исключение прилипания частиц высушиваемого жидкого продукта на пластины 2. Эта величина подбирается исходя из размеров установки, диаметра распыляемой частицы, а также зависит от ее плотности, динамической вязкости сушильного агента и ускорения свободного падения.The angle ψ is formed between the velocity vector of the drying agent stream entering the slotted gap and the tangent to the forming side surface of the drying chamber at the inlet of the flow and determines the size of the gap gap 3 for introducing the drying agent into the chamber cavity, namely, the height h and the length of the gap, and the value the tangent of the angle ψ of each gap for introducing the agent into the
Величина тангенса угла ψ подбирается не меньшей по значению, чемThe tangent of the angle ψ is selected no less in value than
По величине тангенса угла ψ с учетом периметра сушильной камеры определяют необходимое количество пластин 2 (n), расположенных на боковой поверхности сушильной камеры 1, и высоту (h) щелевого зазора между смежными пластинами 2 по следующей зависимости: tgψ·2πR равно произведению (n) на (h). Далее осуществляют подбор значений (n) и (h).Using the tangent of the angle ψ, taking into account the perimeter of the drying chamber, determine the required number of plates 2 (n) located on the side surface of the drying
В камере поступающий из патрубка 4 в кольцевой зазор 11 сушильный агент проходит между щелевыми зазорами 3 пластин 2, обеспечивающими многоканальный ввод, необходимую скорость и направление потока сушильного агента во внутреннюю полость 6 камеры 1. Пластины 2 могут иметь различный профиль: и прямолинейный, и криволинейный (фиг.1), что удобно для их крепления и обеспечения формирования потока между смежными пластинами, прикрепленными внахлест друг к другу. В связи с тем, что профиль пластин может быть различным, определение угла ψ представляется возможным через вектор скорости и касательную к образующей поверхности сушильной камеры 1 из-за сложности формы щелевого зазора. Тангенс угла ψ по существу определяет размеры щелевого зазора 3, а именно его длину и высоту h, так как tgψ - это отношение высоты зазора 3 (h) к длине зазора 3 между смежными пластинами 2. В камере происходит распыление исходной жидкости распылителями 5 и через патрубки 7, расположенные в противоположных торцевых стенках 8, происходит выход отработанного агента со взвешенными частицами порошка к пылеуловителю (например, к циклону). Установка снабжена вентилятором, обеспечивающим подачу необходимого количества сушильного агента (не показан).In the chamber, the drying agent coming from the
Сушильная установка для получения порошков из жидких продуктов работает следующим образом и способ сушки в камере жидких продуктов осуществляется следующим образом.A drying apparatus for producing powders from liquid products operates as follows and a method of drying in a chamber of liquid products is as follows.
Поступающий от вентилятора поток сушильного агента проходит через пластины 2, формирующие внутреннюю полость 6 сушильной камеры 1, в которой происходит распыление жидкости распылителями 5. Под воздействием закрученного потока сушильного агента, подаваемого с необходимым расходом Q, выходящего из щелевых зазоров 3, частицы распыленной жидкости совершают движение по круговой траектории во взвешенном состоянии в период высушивания до конечной влажности. А за счет того, что приток агента в сушильную камеру 1 осуществляется по всему периметру боковой поверхности рабочей камеры 1 через щелевые зазоры 3 определенной высоты h (подбором тангенса угла ψ) многоканально с определенным расходом и скоростью, радиальная составляющая вектора скорости потока сушильного агента оказывает на частицу высушиваемого продукта воздействие с силой, не меньшей суммы сил центробежной и тяжести, что позволяет частице во взвешенном состоянии находиться в камере без соприкосновения с ее стенками и осуществить высушивание жидких продуктов без предварительного сгущения. Такое время витания частицы в камере по круговой траектории при постоянном обдуве сушильным агентом позволяет значительно снизить температуру подаваемого сушильного агента. По мере осушения частица теряет массу и по спиралеобразной траектории во взаимно противоположных направлениях, перпендикулярных плоскости перемещения газовзвеси по круговой траектории или в одном перпендикулярном направлении относительно плоскости перемещения газовзвеси по круговой траектории, устремляется с потоком агента к одному из патрубков 7 или патрубкам вывода газовзвеси, откуда отработавший сушильный агент со взвесью высушенных частичек подается в пылеулавливающее устройство (циклон), где и происходит отделение отработанного агента от сухого порошка, осаждение получаемого продукта (порошка) и его вывод из установки. На фиг.4 для пояснения изображена функциональная схема процесса сушки.The flow of the drying agent coming from the fan passes through the plates 2 forming the
Выполнение установки в разных технологических условиях иллюстрируется примерами.The installation in different technological conditions is illustrated by examples.
Пример 1. Раствор технического кальция хлористого (с массовой долей хлористого кальция не менее 32,0%) распыляют форсунками до размера частицы (капли) не более Dmax=150 мкм. Габариты помещения позволяли обеспечить установку оборудования не более 6,5 м высотой.Example 1. A solution of technical calcium chloride (with a mass fraction of calcium chloride of at least 32.0%) is sprayed with nozzles to a particle size (drop) of not more than D max = 150 μm. The dimensions of the room made it possible to ensure the installation of equipment no more than 6.5 m high.
Параметры установки:Installation Parameters:
Используя выражение (6), подбирается величина tgψ, а используя выражение (2), подбираются (n) и (h)Using expression (6), the quantity tgψ is selected, and using expression (2), (n) and (h) are selected
n=130, h=0,04 м, n = 130, h = 0.04 m,
Соответственно для этого необходим расход поступающего воздуха Q=140000 м3/ч. Температура поступающего воздуха не превышала 20°С.Accordingly, this requires a flow rate of incoming air Q = 140,000 m 3 / h. The temperature of the incoming air did not exceed 20 ° C.
Пример 2. Жидкий экстракт куриного пепсина с концентрацией сухих веществ 13% и с добавлением 10% соли распыляют форсунками до размера, не превышающего Dmax=70 мкм. Габариты помещения позволяли установить оборудование, не превышающее 3 м высотой.Example 2. A liquid extract of chicken pepsin with a solids concentration of 13% and with the addition of 10% salt is sprayed with nozzles to a size not exceeding D max = 70 μm. The dimensions of the room made it possible to install equipment not exceeding 3 m high.
Параметры установки:Installation Parameters:
Аналогично примеру 1 определяем, чтоAnalogously to example 1 we determine that
n=104, h=0,01 м, n = 104, h = 0.01 m,
Соответственно для этого необходим расход поступающего воздуха Q=5900 м3/ч. Температура поступающего воздуха не превышала 20°С.Accordingly, this requires a flow rate of incoming air Q = 5900 m 3 / h. The temperature of the incoming air did not exceed 20 ° C.
Пример 3. Молоко с концентрацией сухих веществ 13% и жирностью 3.2% в несгущенном виде распыляют форсунками до размера, не превышающего Dmax=100 мкм. Габариты помещения позволяли установить оборудование, не превышающее 3 м высотой.Example 3. Milk with a solids concentration of 13% and a fat content of 3.2% in an uncondensed form is sprayed with nozzles to a size not exceeding D max = 100 μm. The dimensions of the room made it possible to install equipment not exceeding 3 m high.
Параметры установки:Installation Parameters:
Аналогично примеру 1 определяем, чтоAnalogously to example 1 we determine that
n=104, h=0,015 м, n = 104, h = 0.015 m,
Соответственно для этого необходим расход поступающего воздуха Q=10600 м3/ч. Температура поступающего воздуха не превышала 20°С.Accordingly, this requires a flow rate of incoming air Q = 10600 m 3 / h. The temperature of the incoming air did not exceed 20 ° C.
Пример 4. Свежевыжатый морковный сок с концентрацией сухих веществ 15% распыляют форсунками до размера, не превышающего Dmax=70 мкм. Габариты помещения позволяли обеспечить установку оборудования, не превышающего 5 м высотой.Example 4. Freshly squeezed carrot juice with a solids concentration of 15% is sprayed with nozzles to a size not exceeding D max = 70 microns. The dimensions of the room made it possible to ensure the installation of equipment not exceeding 5 m in height.
Параметры установки:Installation Parameters:
Аналогично примеру 1 определяем, чтоAnalogously to example 1 we determine that
n=104, h=0,01 м, n = 104, h = 0.01 m,
Соответственно, для этого необходим расход поступающего воздуха Q=16700 м3 /ч. Температура поступающего воздуха не превышала 20°С.Accordingly, this requires a flow rate of incoming air Q = 16700 m 3 / h. The temperature of the incoming air did not exceed 20 ° C.
Уменьшение температуры сушки позволяет высушивать термочувствительные продукты без потери качества в течение короткого времени. Также к преимуществам изобретения можно отнести: простоту конструкции, малые затраты на производство, малые энергозатраты при эксплуатации и возможность использования данного устройства на подвижной платформе транспортного средства. Данное изобретение позволяет решить задачу сушки жидкостей без предварительного нагрева воздушного потока, поступающего в камеру, то есть при температуре поступающего воздуха, не превышающей температуру окружающей среды.Reducing the drying temperature allows you to dry heat-sensitive products without loss of quality in a short time. Also, the advantages of the invention include: simplicity of design, low production costs, low energy consumption during operation and the possibility of using this device on a moving platform of a vehicle. This invention allows to solve the problem of drying liquids without preheating the air flow entering the chamber, that is, when the temperature of the incoming air does not exceed the ambient temperature.
Источники информацииSources of information
1. Авторское свидетельство СССР №840629, F 26 В 3/12, 17/10, 23.06.1981.1. USSR author's certificate No. 840629, F 26 B 3/12, 17/10, 06/23/1981.
2. Авторское свидетельство СССР №827006, F 26 В 3/12, 07.05.1981.2. USSR Author's Certificate No. 827006, F 26 B 3/12, 05/07/1981.
3. Авторское свидетельство СССР №1164526, F 26 В 3/10, 17/10, 30.06.1985.3. USSR author's certificate No. 1164526, F 26 B 3/10, 17/10, 06/30/1985.
4. Авторское свидетельство СССР №881484, F 26 В 3/12, 15.11.1981.4. Copyright certificate of the USSR No. 881484, F 26 B 3/12, 11/15/1981.
Claims (3)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004115080/06A RU2267066C1 (en) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | Drying plant to obtain powder from liquid product and liquid product drying method |
PCT/RU2005/000253 WO2005111523A1 (en) | 2004-05-19 | 2005-05-12 | Drying device for producing powders from liquid products and method for drying liquid products |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004115080/06A RU2267066C1 (en) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | Drying plant to obtain powder from liquid product and liquid product drying method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004115080A RU2004115080A (en) | 2005-10-27 |
RU2267066C1 true RU2267066C1 (en) | 2005-12-27 |
Family
ID=35394253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004115080/06A RU2267066C1 (en) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | Drying plant to obtain powder from liquid product and liquid product drying method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2267066C1 (en) |
WO (1) | WO2005111523A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU205149U1 (en) * | 2021-03-29 | 2021-06-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Spray dryer |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU114285A1 (en) * | 1957-08-14 | 1957-11-30 | В.П. Козырев | Dryer for drying bulk materials |
SU363846A1 (en) * | 1970-11-09 | 1972-12-25 | Сланцеперерабатывающий комбинат Кохтла Ярве имени В. И. Ленина | VORTEX DRYER |
SU881484A1 (en) * | 1980-01-03 | 1981-11-15 | Могилевский технологический институт | Spray drier for solutions, suspensions and pastes |
-
2004
- 2004-05-19 RU RU2004115080/06A patent/RU2267066C1/en active
-
2005
- 2005-05-12 WO PCT/RU2005/000253 patent/WO2005111523A1/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU205149U1 (en) * | 2021-03-29 | 2021-06-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Spray dryer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004115080A (en) | 2005-10-27 |
WO2005111523A1 (en) | 2005-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4052255A (en) | Spray dryer discharge system | |
SU1577710A3 (en) | Method of spray drying of food product as solution and method of device for effecting same | |
US7797854B2 (en) | Apparatus for the treatment of particulate material | |
US6058624A (en) | Spray drying method and apparatus and cleaning method for such an apparatus | |
CN104812474B (en) | Vortex chamber device and the method for processing powder particle or powder particle presoma | |
CA1314384C (en) | Process and apparatus for removing gaseous polluants from exhaust gases | |
US6711831B1 (en) | Process and an apparatus for spray drying | |
JPH0463729B2 (en) | ||
US4682991A (en) | Method and apparatus for scrubbing flue gas with flowable absorbing material pursuant to the air flow atomization principle | |
US2576297A (en) | Sonic spray drying | |
US20140310980A1 (en) | Device for the continuous treatment of solids in a fluidized bed apparatus | |
US4741803A (en) | Spray dryer and operating method therefor | |
RU2267066C1 (en) | Drying plant to obtain powder from liquid product and liquid product drying method | |
KR20080101559A (en) | Rotary type drying atomizer and drying chmber comprising the same | |
GB2043474A (en) | Method and apparatus for drying a pumpable substance containing a liquid | |
JPS63267401A (en) | Method and equipment for spray drying | |
RU38913U1 (en) | DRYING CHAMBER | |
JPS63175612A (en) | Method and apparatus for separating suspension into liquid phase and solid particle | |
US1923659A (en) | Desiccating apparatus | |
US2733762A (en) | Spray drier | |
SU823784A1 (en) | Vortex spray-type dryer | |
SU1069506A1 (en) | Spray drier | |
SU749445A1 (en) | Apparatus for impregnating polydispersed materials | |
CN116251368A (en) | Drying device and process for boehmite ultrafine slurry | |
SU784849A2 (en) | Device for producing dry milk |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20090305 |
|
HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20201125 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20201201 |
|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -PC4A- IN JOURNAL 34-2020 FOR INID CODE(S) D N |