第 1 页 共 33 页目录一、绪言3二、设计任务书8三、流程概述1、干燥器设备结构图92、流程图93、流程说明104、方案确定10四、干燥器计算1、基本物料衡算122、相关参数计算143、加速区管长计算174、终速段计算21五、主要附属设备的选型和计算1.加料器的选型和计算232.旋风分离器的选型和计算233.空气加热器的选型和计算244.风机的选型和计算25六、设计评价27七、心得体会28八、设计结果概览29 第 2 页 共 33 页九、主要数据公式来源30十、参考文献31一、绪言 化工原理课程设计的目的和要求课程设计是化工原理课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养：1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力；3. 迅速准确的进行工程计算的能力；4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力1.1 当代食品干燥技术前言：随着环境的变化，经济的发展，科技的提高以及人们认识的深化，以绿色，方便，保健为特征的新食品工业得到迅速发展。目前市场所售食品除一小部分为新鲜食品外，大部分都是保鲜食品，又由于食品的冷藏处理量日趋增长使分销系统复杂易污染，从而使干燥食品大显身手。干燥食品，顾名思义，即利用干燥技术加工而成的食品，它不需冷藏，更易保存且长时间保鲜，更有重量轻，食用方便等优点。目前，真空冷冻干燥技术、吸附冷冻干燥技术、微波干燥技术、红外加热干燥技术等都是目前世界先进的干燥技术。在年月举办的“世纪食品与生物工程发展战略研讨会” 第 3 页 共 33 页上，冷冻干燥技术作为食品高新技术之一成为未来我国食品领域科学术研究的重要课题。干燥通常是指将热量加于湿物料并排除挥发性湿分（大多数情况下是水） ，而获得一定是含量固体产品的过程。湿分以松散的化学结合形式或以液态溶液存在与固体中，或积集在固体的毛细微结构中。这种液体的蒸汽压低于纯液体的蒸汽压，称之为结合水分。而游离在表面的湿分则称为非结合水分。可根据不同的准则对干燥器进行的分类：第一种分类是以产热方法为基础的。即传导加热、对流加热、辐射加热、微波和介电加热。冷冻干燥可认为是传到加热的一种特殊情况。第二种干燥方法是根据干燥容器的类型，如托盘、转鼓、流化床、气流或喷雾。气流干燥气流干燥也称“瞬间干燥” ，是固体流态化中稀相输送在干燥方面的应用。该法是使加热介质（空气、惰性气体、燃气或其他热气体）和待干燥固体颗粒悬浮于流体中，因而两相接触面积大，强化了传热传质过程，广泛应用于散装物料的干燥单元操作。气流干燥的特点（1）气固两相间传热传质的面积大 固体颗粒在气流中高度分散成悬浮状态，这样，使气固两相之间的传热传质表面积大大增加。由于采用较高气速（2040m/s） ，使得气固两相间的相对速度也较高，不仅使气固两相具有较大的传热面积，而且体积传热系数也相对较高。由于固体颗粒在气流中高度分散，使得物料的临界湿含量大大降低。（2）热效率高、干燥时间短、处理量大 气流干燥采用气固两相并流操作，这样可以使用高温的热介质进行干燥，且物料的湿含量越大，干燥介质的温度可以越高。（3）气流干燥器结果简单、紧凑、体积小、生产能力大。气流干燥器结构简单，在整个气流干燥系统中，除通风机和加料器以外，别无其他转动部件，设别投资费用较少。（4）操作方便 在气流干燥系统中，把干燥、粉碎、筛分、输送等单元过程联合操作，流程简化并易于自动控制。（5）气流干燥的缺点，气流干燥系统的流动阻力降较大，一般为 第 4 页 共 33 页30004000Pa,必须选用高压或中压通风机，动力消耗较大。气流干燥所使用的气速高，流量大，经常需要选用尺寸大的旋风分离器和袋式除尘器。气流干燥对于干燥负荷很敏感，固体物料输送量很大时，气流输送就不能正常操作。气流干燥的适用范围（1）物料状态 气流干燥要求以粉末或颗粒状物料为主，其颗粒粒径一般在 0.50.7mm 以下，至多不超过 1mm。对于块状、膏糊状及泥状物料，应选用粉碎机和分散器与气流干燥串联的流程，使湿物料同时进行干燥和粉碎，表面不断更新，以利于干燥过程的连续进行，或者采用将一部分干燥合格的产品返回喂料口与湿物料相混合，使湿膏状物料、泥状物料分散成粉状物料后进行干燥。如果物料粒度过小，或者物料本身有毒，很难进行气固分离，不宜采用气固干燥。(2)湿分和物料结合的状态 气流干燥采用高温高速的气体作为干燥介质，且气固两相间的接触时间很短。因此气流干燥仅适用于物料湿分进行表面蒸发的恒速干燥过程；待干物料中所含湿分应以润湿水、孔隙水或较粗管径的毛细管水为主。此时，可获得湿分低达 0.3%0.5%的干物料。对于吸附性或细胞质物料，若采用气流干燥，一般只能干燥到含湿分 2%3%。其他食品干燥技术冷冻干燥技术真空冻干技术为世界上公认最先进的食品加工高新技术。真空冷冻干燥就是把含有大量水分的物料预先冷冻，使物料中的游离水结晶，冻结成固体，然后在高真空条件下使物料中的冰晶升华，待冰晶升华后除去物料中部分吸附水，最终得到残留水量为左右的干制品。该技术生产的产品具有保留食品的色、像、味及营养成分，有良好的速溶性和复水性，且易于运输、贮藏及成本低等优点，在食品工业得到了广泛的应用。微波干燥技术微波加热是使加热物体本身成为发热体，故称之为内部加热方法，微波从四面八方穿过食品，食品内外同时加热，既不需要传热介质，也不利用对流，食品内外温度同时上升，加热速度快而均匀，仅需传统加热方法的几分 第 5 页 共 33 页之一或几十分之一，并能较好地保留食品中维生素及食品原有的色香味。喷雾干燥喷雾干燥是系统化技术应用于物料干燥的一种方法。于干燥室中将稀料经雾化后，在与热空气的接触中，水分迅速汽化，即得到干燥产品。该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品，可省去蒸发、粉碎等工序。除了高技术的干燥方法和方式不断得到创新外，一些传统干燥方法也不断推陈出新。如红外加热干燥技术、吸附式低温干燥技术、蒸汽喷射真空干燥技术等。红外加热干燥技术红外加热以辐射方式传递热量，当被加热分子受到某种频率的红外线照射时，即辐射源的辐射能谱与被加热物分子产生共振吸收，加速分子内部的热运动，从而达到升温加热的目的。基于红外加热的机理，红外加热干燥具有加热速度快、生产效率高，加热均匀、清洁、产品质量高，节省能源等特点。吸附式低温干燥技术吸附式低温干燥技术属于热泵干燥。它的实质是冷风干燥，能耗低，干燥气流温度在以下，相对湿度在左右。它能一定程度上克服热风干燥使物料表面硬化、干缩严重，营养成份损失大，复水后很难恢复到原状的缺点。 冲击干燥冲击干燥是利用单个或多个蒸汽喷嘴向物料表面垂直喷射气流。用过热蒸气作为干燥质时,在干燥开始的瞬间会有部分水蒸汽凝结在产品的表面,就像过热蒸汽与冷的固体接触是发生的现象一样。结束语： 当前，食品加工技术的一个重要趋势是最大限度的保持食品的营养和色香味而干燥工艺和设备的选择对食品产品的营养、色香味有很大影响。食品干燥，是提高食品贮存、保质的必要措施，干燥机的性能直接影响到干燥食品的质量与价值。近几年我国相继开发出了各种多功能、高效率、低能耗、适应性强的干燥机，食品干燥技术和设备还是取得了不少进步。关于干燥装置的发展动向，同其他食品加工技术一样正在向探索节能、省地以及讲究卫生安全和适应环境保护要求，并能进一步提高产品质量高标准要求的方向发展。 第 6 页 共 33 页1.2 聚氯乙烯树脂全名为 polyvinyl chloride，主要成份为聚氯乙烯，另外加入其他成分来增强其耐热性，韧性，延展性等。工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构，但也包含一些结晶区域（约） ，所以聚氯乙烯没有明显的溶点，约在 80左右开始软化，热扭变温度（ 1.82MPa 负荷下）为 70-71，在加压下 150开始流动，并开始缓慢放出氯化氢，致使聚氯乙烯变色（由黄变红、棕、甚至于黑色） 。工业聚氯乙烯重均相对分子质量在 4.8-4.8 万范围内，相应的数均相对分子质量为 2-1.95 万。而绝大多数工业树脂的重均相对分子质量在 10-20 万，数均相对分子质量在 4.55-6.4 万.硬质聚氯乙烯（未加增塑剂）具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性，可以单独用做结构材料，应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬质聚氯乙烯可以用增强材料。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。由 于 化 学 稳 定 性 高 ， 所 以 可 用 于 制 作 防 腐 管 道 、 管 件 、输 油 管 、 离 心 泵 和 鼓 风 机 等 。 聚 氯 乙 烯 的 硬 板 广 泛 应 用 于 化 学 工 业 上 制 作 各 种贮 槽 的 衬 里 ， 建 筑 物 的 瓦 楞 板 ， 门 窗 结 构 ， 墙 壁 装 饰 物 等 建 筑 用 材 。 由 于 电 气绝 缘 性 能 优 良 ， 可 在 电 气 、 电 子 工 业 中 ， 用 于 制 造 插 头 、 插 座 、 开 关 和 电 缆 。在 日 常 生 活 中 ， 聚 氯 乙 烯 用 于 制 造 凉 鞋 、 雨 衣 、 玩 具 和 人 造 革 等 ，它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。PVC 可分为软 PVC 和硬PVC。其中硬 PVC 大约占市场的 2/3，软 PVC 占 1/3。软 PVC 一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软 PVC 中含有柔软剂(这也是软 PVC 与硬 PVC 的区别)，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬 PVC 不含柔软剂，因此柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的 开发应用价值。PVC 的本质是一种真空吸塑膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称为装饰膜、附胶膜，应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大，为 60%，其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。氯化乙烯基最初是在 1835 年在 JustusvonLiebig 实验室合成出来的。而聚氯乙烯是由 Baumann在 1872 年合成的。但是直到 20 世纪 20 年代才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商业产品，在接下来的 20 年内欧洲才开始大规模生产。 聚氯乙烯具有原料丰富（石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气） 、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛