粉末干燥機的設計

粉末干燥機的設計,粉末干燥機的設計,粉末,干燥機,設計 大大連大大學學2018屆屆學學生生畢業(yè)論文文(設計)中中期期檢查表表題目粉末干燥機的設計指導教師蔡軍職稱高級工程師學生姓名袁欣閱讀文獻數14初稿完成時間2018-04-30工 作 量較少 適中較多 出勤情況較好 一般較差 工作進度快 按進度進行 慢任 務 書有開題報告有中期工作結論差調整情況無教研室主任意見同意教研室主任(簽名)：王建維日期：2018-04-14學院意見同意教學院長(簽名)：吳蒙華日期：2018-04-18畢業(yè)論文(設計)任務書 論文(設計)題目：粉末干燥機的設計 工作日期：2017年12月14日 ~ 2017年12月15日 1.選題依據: 隨著我國對環(huán)保要求的不斷提高，以及對動物蛋白質飼料需求量的增加，市場迫切需要一種既能對屠宰畜禽時形成的下腳料進行無害化處理，又能使其變廢為寶成為蛋白質飼料的設備。畜禽廢棄物處理成套設備就是在這種需求下構思出來的，它能夠將屠宰廠屠宰生產時所產生的廢棄物進行蒸煮、干燥、粉碎，以至最終形成動物蛋白質飼料。這樣，既能防止污染環(huán)境，又能變廢為寶. 2.論文要求(設計參數): 完成將羽毛等屠宰下腳料加工處理成干燥的粉末的成套設備設計計算與選擇。要作工作原理設計、工藝流程設計、設備總體設計，各關鍵設計的設計等。蒸煮干燥罐的設計、動力、減速機的選擇、各種閥門管道的設計選擇、冷凝器、除塵器、風機及電器的設計計算與選擇。首先查閱文獻，進行文獻綜述，撰寫開題報告；其次進行總體設計、主要部分設計，撰寫設計說明20000字，繪制設計圖紙總量相當于4張零號圖紙。 3.個人工作重點: 粉末干燥工藝流程設計；成套設計總體配制設計；蒸煮干燥罐結構設計及泠凝器、風機、除塵器、電器控制設計。 4.時間安排及應完成的工作: 第1周：完成粉末干燥機調研； 第2周：查閱粉末干燥機國內外最新文獻資料，翻譯一篇國外本研究前沿文獻；第3周：分析、綜合各文獻，撰寫粉末干燥機文獻綜述；第4周：完成粉末干燥機的設計的開題報告；第5周：粉末干燥機主要技術參數的設計計算與確定； 第6周：綜合分析各類粉末干燥機設計資料，提出幾個設計方案；第7周：對各方案進行比較、選擇，確定最佳設計方案；第8周：進行總體設計計算，繪制設計總圖；第9周：傳動方式及動力的設計計算與選擇；第10周：蒸煮干燥罐的設計計算，繪制圖紙； 第11周：風機及各種閥門管路設計計算與選擇，除塵器、冷凝器的設計計算與選擇，繪制圖紙；第12周：電器控制的設計計算，繪制圖紙； 第13周：撰寫粉末干燥機的設計論文；第14周：補充、修改、整理、排版論文和圖紙，評閱，準備答辯。 5.應閱讀的基本文獻: [1]張德元.粉體干燥設備【J】.有色礦冶.2005.21(1):1-1 [2]楊浩基，林伊.粉體干燥工藝研究與實踐【J】.煤礦現代化.2010.97(4):1-1 [3] 奚天鵬，劉傳義，何士安. 粉體干燥-造粒-微波加熱干燥新工藝【J】.工藝與設備 .2005.52(4):1-2 [4]萬風嶺，謝蘇江，周昭軍. 干燥設備的現狀及發(fā)展趨勢【J】.化工裝備技術.2006.27(1):2-2 [5] 程江,涂偉萍,楊卓如,陳煥欽. 粉體冷凍干燥制備技術的應用與進展【A】.第六屆全國冷 凍十燥會議論文集.華南理工大學化學院.2000:2-2 [6]童培云,席曉麗,蔣亞寶,翟立力,聶祚仁.冷凍干燥技術制備超微粉體的研究進展【J】.粉末冶金工業(yè).2007.17(2):2-3 [7]寧桂玲，呂秉玲.納米顆粒的干燥及其研究進展【J】.New Technology Domestic and international.1996.5:3-3 [8]王寶和，納米碳酸鈣粉體干燥技術現狀【J】.干燥技術與設備.2005.3(4):3-3 [9] 諸愛珍, 陶瓷粉體常用的干燥方法【A】. 江蘇省陶瓷研究所.2000.:3-3 [10]林蕓，畜禽廢棄物處理成套設備之蒸煮干燥器的研制【J】. 中國科技信息.2007.5:4-5 開題報告 論 文 題 目：粉末干燥機的設計 學 院： 專 業(yè) 、班 級： 學 生 姓 名： 指導教師（職稱）： 2018 年 1 月 5 日填 一、選題依據 1.研究領域機械工程 2．論文（設計）工作的理論意義和應用價值 針對動物廢棄物的干燥利用 ，設計出一種粉末干燥機，主要用于畜禽廢棄物的運輸，干燥利用的處理。設計需要合理簡潔，有較高的效率，能有效的干燥畜禽的廢棄物并轉化成有用的資源。粉末干燥機分為專業(yè)的回轉、三筒、單筒等結構，根據加工的物料內部的結構和配套設備也不相同，研究出如何將上料機、烘干機、熱風等方配套成一個專業(yè)的粉體干燥機設備。 一臺合格的只要干燥設備，不僅要滿足干燥操作的需要，還要滿足 GMP 的要求，既要滿足設備強度，精度，表面粗糙度及運轉可靠性等要求，還要從結構考慮可拆卸，易清洗無死角，避免污物滲入，設計時要清除難以清洗和檢查部位，采用可靠的密封，制造是設備內壁光潔度高，所有轉角要圓滑過渡。據研究測試表明，此粉末干燥機的價值可以體現在以下 5 點。 （1）能穩(wěn)定地保證廢棄物的干燥加工精度（2）能減少輔助工時，提高勞動生產（3）能擴干燥機的使用范圍，實現一機多能（4）提高生產率、降低成本（5）減輕工人的勞動強度 3．目前研究的概況和發(fā)展趨勢 中國的現代干燥技術是從 20 世紀 50 年代逐漸發(fā)展起來的，迄今對于常用的干燥設備，如氣流干燥、噴霧干燥、流化床干燥、旋轉閃蒸干燥、紅外干燥、微波干燥、冷凍干燥等設備，我國均能生產供應市場，對于一些較新型的干燥技術如沖擊干燥、對撞流干燥、過熱干燥、脈動燃燒干燥、熱泵干燥等也都已開發(fā)研究，有的已工業(yè)化應用。而粉體干燥正是干燥技術中重要的一個分支，現在發(fā)展正旺的。 我國于 1975 年 6 月 23 日在南京召開了第一屆干燥會議，標志著我國干燥研究進入正軌。而從那一天到現在，已經 40 多年。40 多年來，我國干燥技術研究隊伍不斷壯大。目前我國從事干燥技術研究的大專院校、科研院 所、研究單位大約有 50 多家，領域涉及化工、醫(yī)藥、染料、輕工、林業(yè)、食品、糧食、造紙、硅酸鹽、水產業(yè)、漁業(yè)等行業(yè)，全國共有設備制造廠 600 多家，已形成了一支強有力的干燥科研開發(fā)隊伍，廣泛開展干燥技術的基礎研究、工藝研究及工業(yè)化研究，使我國干燥技術研究正向世界水平邁進，某些技術領域達到了國際先進水平。40 年來，中國對許多干燥技術實現了工業(yè)化。主要有噴霧干燥、流態(tài)化干燥（普通流化床，振動流化床，內加熱流化床、流化床噴霧造粒干燥）、蒸汽回轉干燥、氣流干燥、回轉圓筒干燥、旋轉快速干燥、圓盤干燥、帶式干燥、雙錐回轉真空干燥、槳葉式干燥、冷凍干燥、微波及遠紅外干燥等等，常規(guī)干燥設備基本以滿足生產的需要，并有部分機型達到國際當代水平并出口國外。 國外的粉末干燥技術總體是要比我國先進的，國際粉末干燥企業(yè)多牌號、精細化的特點能很好的滿足客戶對粉末干燥機各項性能的需求?，F在國外的干燥技術主要在研究：1.如何提高熱利用率、降低污染；2.使干燥機衛(wèi)生、無交叉污染、無菌化；3.多用途復合功能干燥過程（造粒、藥物包覆）；4.功能材料高附加值、高品質化干燥。并且朝著：1.高溫收塵技術；2.超細粉體（納米與亞微米）的干燥；3.如何控制干燥過程中產物微粒的結構；4.解決環(huán)境、生態(tài)等問題；5.從產品的使用壽命循環(huán)周期考慮干燥工程的最優(yōu)化等方面展望發(fā)展。 二、論文（設計）研究的內容 1. 重點解決的問題 (1)完成蒸煮干燥罐設計； (2)完成配套設備設計 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路） （1）通過了解目前粉末干燥技術的主要優(yōu)缺點與應用場合，并結合其主要技術指標和所需技術，對此系統(tǒng)的組成部件進行構思，對系統(tǒng)的設計方案進行總體規(guī)劃，確定研究的方向。 （2）將整個系統(tǒng)按照不同功能細分為測量部分、控制部分，顯示部分，調節(jié)部分，記錄部分等，完成每個部分的設計方案，對所需器件進行選型并完成相應程序的編寫。 （3）完成對各個部分設計的連接工作，對整個系統(tǒng)進行測試，通過測試結果來修改系統(tǒng)中不足或有錯誤的地方，對編寫的程序進行驗證 3. 本論文（設計）預期取得的成果 綜合查找的相關資料，計算出所設計粉末干燥機的各個部件所需的參數，并繪制出零件圖，裝配圖。在設計中得到鍛煉文獻檢索的能力，獨立設計的能力，綜合利用所學知識與繪圖的能力等 （1）一份說明書（2）一篇外文文獻 三、論文（設計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數）； 研究方法：采用文獻研究法的主要研究方法，通過學習及查閱有關資料掌握其工作原理和結構，對各種干燥機的進料機構以其干燥方式的設計進行系統(tǒng)的歸類和總結，吸取前人的經驗結合自己所學知識進行設計，選擇出最合理的設計方案，完成粉末干燥機的設計。 技術參數： 容積（m3）： 5 生產量(只雞廢棄物/罐）： 7000 產成品（kg/罐）： 800 以上 2.論文（設計）進度計劃 第 1 周 完成粉末干燥機調研； 第 2 周 查閱粉末干燥機國內外最新文獻資料，翻譯一篇國外本研究前沿文獻； 第 3 周 分析、綜合各文獻，撰寫粉末干燥機文獻綜述； 第 4 周 完成粉末干燥機的設計的開題報告； 第 5 周 粉末干燥機主要技術參數的設計計算與確定； 第 6 周 綜合分析各類粉末干燥機設計資料，提出幾個設計方案； 第 7 周 對各方案進行比較、選擇，確定最佳設計方案； 第 8 周 進行總體設計計算，繪制設計總圖； 第 9 周 傳動方式及動力的設計計算與選擇； 第 10 周 蒸煮干燥罐的設計計算，繪制圖紙； 第 11 周 風機及各種閥門管路設計計算與選擇，除塵器、冷凝器的設計計算與選擇，繪制圖紙； 第 12 周 電器控制的設計計算，繪制圖紙； 第 13 周 撰寫粉末干燥機的設計論文； 第 14 周 補充、修改、整理、排版論文和圖紙，評閱，準備答辯。 四、需要閱讀的參考文獻 [1]張德元.粉體干燥設備【J】.有色礦冶.2005.21(1):1-1 [2]楊浩基，林伊.粉體干燥工藝研究與實踐【J】.煤礦現代化.2010.97(4):1-1 [3] 奚天鵬，劉傳義，何士安. 粉體干燥-造粒-微波加熱干燥新工藝【J】.工藝與設備.2005.52(4):1-2 [4]萬風嶺，謝蘇江，周昭軍. 干燥設備的現狀及發(fā)展趨勢【J】.化工裝備技術.2006.27(1):2-2 [5] 程江,涂偉萍,楊卓如,陳煥欽. 粉體冷凍干燥制備技術的應用與進展【A】.第六屆全國冷凍十燥會議論文集.華南理工大學化學院.2000:2-2 [6]童培云,席曉麗,蔣亞寶,翟立力,聶祚仁.冷凍干燥技術制備超微粉體的研究進展【J】.粉末冶金工業(yè).2007.17(2):2-3 [7]寧桂玲，呂秉玲.納米顆粒的干燥及其研究進展【J】.New Technology Domestic and international.1996.5:3-3 [8]王寶和，納米碳酸鈣粉體干燥技術現狀【J】.干燥技術與設備.2005.3(4):3-3 [9] 諸愛珍, 陶瓷粉體常用的干燥方法【A】. 江蘇省陶瓷研究所.2000.:3-3 [10]林蕓，畜禽廢棄物處理成套設備之蒸煮干燥器的研制【J】. 中國科技信息.2007.5:4-5 [11]譚笑，劉雪東. 粉體干燥技術的現狀及未來發(fā)展【J】.粉體工程與設備.2013.6.18:5-5 [12]朱德文，陳永生，朱德泉.畜禽糞便快速干燥設備的研究【J】. 現代農業(yè)裝備.2005.12.28.5-5 [13]Environmental and human health challenges of industrial livestock and poultry farming in China and their mitigation. Yuanan Hu; Hefa Cheng; Shu Tao.2017 [14]A fluidized bed equipment for drying or cooling of powder and a process for drying or cooling of powder by use thereof. POWDERING JAPAN K K (JP).1999 附：文獻綜述或報告 文獻綜述 粉末在工業(yè)一般都是超細的物料,由于達到超細粉未狀,在國內各個領域都十分常見,如:石灰、石英石、石墨、石膏粉加工成品的都屬于粉末,由于這些物料的超細狀態(tài),在生產磨粉作業(yè)過程中會里邊的含水份比較多，為了更好的便于存儲,需要粉末干燥機的作業(yè)。干燥機在很多生產領域都可以應用到，分為專業(yè)的回轉、三筒、單筒等結構，根據加工的物料內部的結構和配套設備也不相同，其中以粉體為例，粉體是粉末，根據不同的粉體特性，所采用的設備也不相同，通過將上料機、烘干機、熱風等方配套成一個專業(yè)的粉體干燥機設備，它是當今最主要的加工烘干設備，是整個工業(yè)粉體最主要的烘干設備。很多金屬、非金屬及化工產品都呈粉粒體狀態(tài)。常用粉粒體物料干燥設備加熱方式主要有對流加熱和傳導加熱。傳導加熱方式設備結構復雜,造價高,節(jié)能。 對流加熱方式設備結構簡單,制造成本低,熱效率低。采用何種加熱方式的干燥設備 ,要考慮物料的特性, 現場條件,投資大小等綜合因素。而我國的粉末干燥機分為下列幾類：1 對流加熱類：（1）振動流化床（2）振動載體干燥機：環(huán)狀孔板上放置小球形氧化鋁,玻璃類載體,物料加在載體上,振動使物料和載體混合循環(huán),熱風穿過孔板使載體和物料加熱干燥。適合粉料 , 糊狀料,漿料干操加石英,碳化硅,氧化鋁,氯化石蠟等。（3）閃蒸旋風干燥機：閃蒸干燥機在千燥濾餅類物料得到了廣泛應用, 如輕質 碳酸鈣, 氧化鋁, 二氧化欽等。 增加分級機可干燥超細粉, 如 納米碳酸鈣, 增加二級旋風干燥可提高含水要求低物料干燥 產量, 如氧化鎳。 針對比重大礦產品, 考慮到沉降速度較大, 閃蒸干燥機上部按氣流和旋風干燥理論計算, 縮小直徑, 可提 高效率和產量。（4）固定流化床（5）霧干燥器（6）滾筒干燥機：技術成熟,設備可靠,產量大,占地大,靠磨擦傳動,制造簡單,加噴射管可提高效率,體積傳熱系數提高一倍,長度縮短一半,設備費用大大降低（7）脈沖氣流干燥器；2 傳導加熱類：（1）震動傳導加熱干燥機：多個圓盤型夾層疊落一起，通入熱油，蒸汽，振動使物料在盤上運動，物料從上到下層層下落，走行時間可調，適合云母等超細粉末（2）多層圓盤刮板干燥機；3 復合加熱類：（1）內熱流化床（2）微波干燥。 濕物料加入干燥機后，在筒內均勻布的抄板器翻動下，物料在干燥機內均勻分布與分散，并與并流（逆流）的熱空氣充分接觸，加快了干燥傳熱，傳質．去濕的方法按作用原理可以分為機械法、熱物理法和物理化學法三種。一般情況下熱物理法去濕稱為干燥,干燥就是利用熱能使?jié)裎锪现械臐穹?水分或其他溶劑)汽化, 水汽或蒸汽經氣流帶走或由真空泵將其抽出除去,而獲得固體產品的操作過程。對濕物料進行干燥時,有兩種干燥過程, 一種是表面汽化過程,熱量從周圍環(huán)境傳遞至物料表面,使表面濕分蒸發(fā);另一種是內部擴散控制過程,物料內部濕分傳遞到物料表面,然后再蒸發(fā)。一直以來，粉體的干燥都是沿用傳統(tǒng)的干燥設備和工藝，通過燃煤爐、燃油爐或者電熱爐來產生熱量，對預干燥的粉體進行閃蒸干燥，整套干燥設備存在能耗高、成本高、污染環(huán)境等一系列的問題。設計的干燥機如果能結合焙炒工藝、電磁爐原理，以及蒸汽螺旋干燥機原理，勢必能具有干燥均勻、干燥效率高、自動化水平高等特點。物料的干燥速率由上述兩個過程中速率較慢的一個控制。通過物料干燥特性試驗可知, 物料干燥過程可以分為三個階段。第一階段為物料預熱階段,在此期間主要是對濕物料進行預熱,同時也有少量濕分汽化, 物料的溫度很快升到近似等于濕球溫度;第二階段為恒速干燥階段,此階段主要特征是熱空氣傳給物料的熱量全部用 來汽化濕分,物料表面溫度一直保持不變, 濕分則按一定速率汽化; 第三階段為降速干燥階段,此時物料的干燥速率由內部擴散過程控制, 熱空氣所提供的熱量只有一小部分用來汽化濕分, 而大部分則用來加熱物料, 使物料表面溫 度上升,但是干燥速率則逐步降低, 直至達到平衡含濕量為止。粉體前期預干燥，終濕含量控制在 10%— 15%再對這種松散濕物料進行輥壓造粒,對顆粒物料用微 波加熱方法進行干燥,這樣使整個工藝過程沒有嚴重的粉塵飛揚和污染環(huán)境，干燥速率高，節(jié)能，干燥-造粒-干燥可安排一條龍生產，便于實現自動化生產和管理。 隨著工農業(yè)的迅猛發(fā)展, 干燥設備工業(yè)正不斷成熟和壯大, 成為機械工業(yè)中一個具有蓬勃生機的新興行業(yè)。需進行干燥的既有數千萬噸的大批量物料,也有年產僅幾十公斤的貴重物品; 因而既有一些大型干燥設備以適應獨特的工藝要求和生產能力,又有一些中小型通用干燥設備。干燥設備廣泛應用于化工、建材、食品、藥物及生化等行業(yè)。中國的現代干燥技術是從 20 世紀 50 年代逐漸發(fā)展起來的，迄今對于常用的干燥設備，如氣流干燥、噴霧干燥、流化床干燥、旋轉閃蒸干燥、紅外干燥、微波干燥、冷凍干燥等設備，我國均能生產供應市場，對于一些較新型的干燥技術如沖擊干燥、對撞流干燥、過熱干燥、脈動燃燒干燥、熱泵干燥等也都已開發(fā)研究，有的已工業(yè)化應用。而粉體干燥正是干燥技術中重要的一個分支，現在發(fā)展正旺的我國于 1975 年 6 月 23 日在南京召開了第一屆干燥會議，標志著我國干燥研究進入 正軌。而從那一天到現在，已經 40 多年。40 多年來，我國干燥技術研究隊伍不斷壯大。目前我國從事干燥技術研究的大專院校、科研院所、研究單位大約有 50 多家，領域涉及化工、醫(yī)藥、染料、輕工、林業(yè)、食品、糧食、造紙、硅酸鹽、水產業(yè)、漁業(yè)等行業(yè)，全國共有設備制造廠 600 多家，已形成了一支強有力的干燥科研開發(fā)隊伍，廣泛開展干燥技術的基礎研究、工藝研究及工業(yè)化研究，使我國干燥技術研究正向世界水平邁進，某些技術領域達到了國際先進水平。40 年來，中國對許多干燥技術實現了工業(yè)化。主要有噴霧干燥、流態(tài)化干燥（普通流化床，振動流化床，內加熱流化床、流化床噴霧造粒干燥）、蒸汽回轉干燥、氣流干燥、回轉圓筒干燥、旋轉快速干燥、圓盤干燥、帶式干燥、雙錐回轉真空干燥、槳葉式干燥、冷凍干燥、微波及遠紅外干燥等等，常規(guī)干燥設備基本以滿足生產的需要，并有部分機型達到國際當代水平并出口國外。 國外的粉末干燥技術總體是要比我國先進的，國際粉末干燥企業(yè)多牌號、精細化的特點能很好的滿足客戶對粉末干燥機各項性能的需求。國外的粉末干燥機的結構設計都要優(yōu)于我國。國外（以日本為例）的粉末干燥機以其極為精密的零件組合出精密的干燥機，使其干燥效果得到很大的提高，生產出的產品也有較高的質量，并且自動化程度高，可減少很多的人力物力，有著較高的生產效率?，F在國外的干燥技術主要在研究：1.如何提高熱利用率、降低污染；2.使干燥機衛(wèi)生、無交叉污染、無菌化；3.多用途復合功能干燥過程（造粒、藥物包覆）；4.功能材料高附加值、高品質化干燥。并且朝著：1.高溫收塵技術；2.超細粉體（納米與亞微米）的干燥；3.如何控制干燥過程中產物微粒的結構；4.解決環(huán)境、生態(tài)等問題；5.從產品的使用壽命循環(huán)周期考慮干燥工程的最優(yōu)化等方面展望發(fā)展。 去濕的方法按作用原理可以分為機械法、熱物理法和物理化學法三種。一般情況下熱物理法去濕稱為干燥,干燥就是利用熱能使?jié)裎锪现械臐穹?水分或其他溶劑)汽化,水汽或蒸汽經氣流帶走或由真空泵將其抽出除去,而獲得固體產品的操作過程。對濕物料進行干燥時,有兩種干燥過程,一種是表面汽化過程, 熱量從周圍環(huán)境傳遞至物料表面,使表面濕分蒸發(fā); 另一種是內部擴散控制過程, 物料內部濕分傳遞到物料表面,然后再蒸發(fā)。物料的干燥速率由上述兩個過程中速率較慢的一個控制。通過物料干燥特性試驗可知,物料干燥過 程可以分為三個階段。第一階段為物料預熱階段,在此期間主要是對濕物料進行預熱, 同時也有少量濕分汽化, 物料的溫度很快升到近似等于濕球溫度; 第二階段為恒速干燥階段,此階段主要特征是熱空氣傳給物料的熱量全部用 來汽化濕分,物料表面溫度一直保持不變,濕分則按 一定速率汽化; 第三階段為降速干燥階段,此時物料的干燥速率由內部擴散過程控制,熱空氣所提供的熱量只有一小部分用來汽化濕分,而大部分則用來加熱物料,使物料表面溫度上升, 但是干燥速率則逐步降低, 直至達到平衡含濕量為止。 我國的冷凍干燥工藝和設備制造技術發(fā)展很快 ,而凍干產品卻仍以傳統(tǒng)的各類瓶裝生物制劑(如針劑)和顆粒狀食品及調味品為主 。邁進新世紀 ,凍干食用粉體(如蛋 白粉 ) 、非針劑醫(yī)用粉體材料及超微細粉末功能材料的制備研究日益受到重視。冷凍干燥是一種直接從溶液中提取超細、 超微粉的方法,具有制得粉末尺寸細小,形狀規(guī)則,分布均勻、 團聚少等優(yōu)點,是一種極具前景的制備超微細粉材料的方法。 已有用冷凍干燥法制取 Al2O3、ZrO2、TiO2 、Ba2Ti9O20、ErBaCu3O7-8。等超微細粉末的報導,主要用于生產具有特殊光、 電、磁等性能的特殊精細陶瓷。真空冷凍干燥技術的基本原理就是將待干燥的物料凍結到其共晶點溫度以下,使水分變成固態(tài)的冰,然后在適當的低溫低壓下,使冰直接升華為水蒸氣,從而獲得干燥制品的技術。干燥過程是水的物態(tài)變化和移動的過程。冷凍干燥與常規(guī)干燥相比,其優(yōu)勢在于可以有效地抑制顆粒間的硬團聚。其原理為首先讓溶液溫度快速冷卻下降，此時對冷凍干燥物提供一定的熱量,使溶劑直接升華除去,即液態(tài)→固態(tài)→氣 態(tài)的過程。在凍干過程中,顆粒之間是由溶劑形成的“固橋”,顆粒間的相對位置固定,并且顆粒間不存在氣液界面的表面張力。隨著溶劑的升華,“固橋”不斷減少,但顆粒間的相對位置不再發(fā)生變化,直到 “固橋”完全消失。因此冷凍干燥可有效地抑制硬團聚的產生,不會引起一次粒子聚集。 納米顆粒,由于其表面效應和體效應所產生的特殊效果 ,使得由納米顆粒構成的材料、陶瓷或催化劑等在斷裂韌性、應變速度、超塑性、燒結性能及催化活性等方面都表現出了不同于大塊物質的優(yōu)異性能 ,這使得各種納米粉體的制備工藝和技術得到迅速發(fā)展。納米粒子的聚集和長大 , 降低了顆粒的表面能而導致了粉體及其制成材料的各項性能的劣化，為了防止和減少納米粒子在干燥過程中的聚集和長大，主要有以下幾種：1 冷凍干燥法，2 溶劑置換干燥法，3 超臨界干燥法。在納米粉體制備過程中,顆粒大小及聚集 狀態(tài)不僅受到合成反應條件的影響,其干燥方法也起到關鍵作用。納米碳酸鈣粉體是指 1-100nm，并且具有與常規(guī)碳酸鈣性能不同的無機物產物，當采用濕化學法合成納米碳酸鈣時，一般都要涉及沉淀物干燥這一后處理過程。由于納米級碳酸鈣粉體的粒度小，表面能高。處于熱力學非穩(wěn)定狀態(tài)，如果干燥方法不當，就會出現納米碳酸鈣顆粒的團聚，這將對它的使用性能產生不良的影響。國內現有的納米碳酸鈣技術尚未很好解決干燥過程中顆粒團聚的問題，所以因團聚而引起的粒子分散性差的問題已成為當前納米碳酸鈣生成產和研究急需解決的問題。 目前，我國的生豬存欄量和宰殺量都居世界前列，全國有大型屠宰廠幾十家，散落在全國各地的個體屠宰場也不 計其數。這些屠宰場除了每天向市場供 應數以噸計的人民生活必需的豬肉外，在其宰殺過程中也會伴隨大量廢棄物的 產生，如病、死豬，豬骨、豬胃內容物等等。如何處理這些廢棄物，是屠宰廠家十分頭痛的問題。一些個體屠宰場甚至將這些廢棄物隨地丟棄，既污染了環(huán)境，又造成資源的浪費。隨著我國對環(huán)保要求的不斷提高，以及對動物蛋白質飼料需求量的增加，市場迫切需要一種既能對屠宰畜禽時形成的下腳料進行無害化處理，又能使其變廢為寶成為蛋白質飼料的設備。畜禽廢棄物處理成套設備就是在這種需求下構思出來的，它能夠將屠宰廠屠宰生產時所產生的廢棄物進行蒸煮、干燥、粉碎，以至最終形成動物蛋白質飼料。這樣，既能防止污染環(huán)境，又能變廢為寶，是目前頗具市場前景的環(huán)保設備。如何構建環(huán)保型和節(jié)約型社會是近年來討論得最多的話題，中共中央更是在 2006 年一號文件中對廢棄物處理提出了明確要求。相信這一環(huán)保 型設備將會迎來新一輪的生機。畜禽廢棄物處理成套設備由帶式輸送機、破碎機、蒸煮干燥裝置、螺旋輸送機、油脂壓榨機、粉碎機及旋風除塵器等主要設備構成。生產流程如下：病、死豬，豬骨等畜禽廢棄物經帶式輸送機送入破碎機中破碎，變成較小的塊狀物，這些塊狀物進入蒸煮干燥裝置中進行蒸煮、攪拌、油脂分離、干燥；干燥后的產物經螺旋輸送機送至油脂壓榨機中進一步榨出油脂；脫油后的產品進入粉碎機中粉碎，形成最終產品—肉骨粉。肉骨粉是一種動物蛋白質飼料，可用于家禽、水產品的飼養(yǎng)。分離出的油脂還可作進一步的深加工，生產出明膠。而本次設計也是主要圍繞著此方面編寫的，設計出能干燥畜禽廢棄物的機器。 大 連 大 學本 科 畢 業(yè) 論 文 (設 計 )開 題 報 告論 文 題 目 ： 粉 末 干 燥 機 的 設 計 學 院 ： 機 械 工 程 學 院專 業(yè) 、 班 級 ： 機 英 145學 生 姓 名 ： 袁 欣指 導 教 師 （ 職 稱 ） ： 蔡 軍 （ 高 級 工 程 師 ）2018 年 1 月 5 日 填 一 、 選 題 依 據1.研 究 領 域機 械 工 程2 論 文 （ 設 計 ） 工 作 的 理 論 意 義 和 應 用 價 值針 對 動 物 廢 棄 物 的 干 燥 利 用 ， 設 計 出 一 種 粉 末 干 燥 機 ， 主 要 用 于 畜禽 廢 棄 物 的 運 輸 ， 干 燥 利 用 的 處 理 。 設 計 需 要 合 理 簡 潔 ， 有 較 高 的 效率 ， 能 有 效 的 干 燥 畜 禽 的 廢 棄 物 并 轉 化 成 有 用 的 資 源 。 粉 末 干 燥 機 分 為專 業(yè) 的 回 轉 、 三 筒 、 單 筒 等 結 構 ， 根 據 加 工 的 物 料 內 部 的 結 構 和 配 套 設備 也 不 相 同 ， 研 究 出 如 何 將 上 料 機 、 烘 干 機 、 熱 風 等 方 配 套 成 一 個 專 業(yè)的 粉 體 干 燥 機 設 備 。一 臺 合 格 的 只 要 干 燥 設 備 ， 不 僅 要 滿 足 干 燥 操 作 的 需 要 ， 還 要 滿 足GMP 的 要 求 ， 既 要 滿 足 設 備 強 度 ， 精 度 ， 表 面 粗 糙 度 及 運 轉 可 靠 性 等 要 求 ， 還 要 從 結 構 考 慮 可 拆 卸 ， 易 清 洗 無 死 角 ， 避 免 污 物 滲 入 ， 設 計 時 要清 除 難 以 清 洗 和 檢 查 部 位 ， 采 用 可 靠 的 密 封 ， 制 造 是 設 備 內 壁 光 潔 度高 ， 所 有 轉 角 要 圓 滑 過 渡 。 據 研 究 測 試 表 明 ， 此 粉 末 干 燥 機 的 價 值 可 以體 現 在 以 下 5 點 。（ 1） 能 穩(wěn) 定 地 保 證 廢 棄 物 的 干 燥 加 工 精 度（ 2） 能 減 少 輔 助 工 時 ， 提 高 勞 動 生 產（ 3） 能 擴 干 燥 機 的 使 用 范 圍 ， 實 現 一 機 多 能（ 4） 提 高 生 產 率 、 降 低 成 本（ 5） 減 輕 工 人 的 勞 動 強 度3 目 前 研 究 的 概 況 和 發(fā) 展 趨 勢中 國 的 現 代 干 燥 技 術 是 從 20 世 紀 50 年 代 逐 漸 發(fā) 展 起 來 的 ， 迄 今 對于 常 用 的 干 燥 設 備 ， 如 氣 流 干 燥 、 噴 霧 干 燥 、 流 化 床 干 燥 、 旋 轉 閃 蒸 干 燥 、 紅 外 干 燥 、 微 波 干 燥 、 冷 凍 干 燥 等 設 備 ， 我 國 均 能 生 產 供 應 市 場 ，對 于 一 些 較 新 型 的 干 燥 技 術 如 沖 擊 干 燥 、 對 撞 流 干 燥 、 過 熱 干 燥 、 脈 動燃 燒 干 燥 、 熱 泵 干 燥 等 也 都 已 開 發(fā) 研 究 ， 有 的 已 工 業(yè) 化 應 用 。 而 粉 體 干燥 正 是 干 燥 技 術 中 重 要 的 一 個 分 支 ， 現 在 發(fā) 展 正 旺 的 。我 國 于 1975 年 6 月 23 日 在 南 京 召 開 了 第 一 屆 干 燥 會 議 ， 標 志 著 我 國干 燥 研 究 進 入 正 軌 。 而 從 那 一 天 到 現 在 ， 已 經 40 多 年 。 40 多 年 來 ， 我 國 干燥 技 術 研 究 隊 伍 不 斷 壯 大 。 目 前 我 國 從 事 干 燥 技 術 研 究 的 大 專 院 校 、 科 研 院 所 、 研 究 單 位 大 約 有 50 多 家 ， 領 域 涉 及 化 工 、 醫(yī) 藥 、 染 料 、 輕 工 、 林 業(yè) 、食 品 、 糧 食 、 造 紙 、 硅 酸 鹽 、 水 產 業(yè) 、 漁 業(yè) 等 行 業(yè) ， 全 國 共 有 設 備 制 造 廠600 多 家 ， 已 形 成 了 一 支 強 有 力 的 干 燥 科 研 開 發(fā) 隊 伍 ， 廣 泛 開 展 干 燥 技 術 的基 礎 研 究 、 工 藝 研 究 及 工 業(yè) 化 研 究 ， 使 我 國 干 燥 技 術 研 究 正 向 世 界 水 平 邁進 ， 某 些 技 術 領 域 達 到 了 國 際 先 進 水 平 。 40 年 來 ， 中 國 對 許 多 干 燥 技 術 實現 了 工 業(yè) 化 。 主 要 有 噴 霧 干 燥 、 流 態(tài) 化 干 燥 （ 普 通 流 化 床 ， 振 動 流 化 床 ，內 加 熱 流 化 床 、 流 化 床 噴 霧 造 粒 干 燥 ） 、 蒸 汽 回 轉 干 燥 、 氣 流 干 燥 、 回 轉圓 筒 干 燥 、 旋 轉 快 速 干 燥 、 圓 盤 干 燥 、 帶 式 干 燥 、 雙 錐 回 轉 真 空 干 燥 、 槳葉 式 干 燥 、 冷 凍 干 燥 、 微 波 及 遠 紅 外 干 燥 等 等 ， 常 規(guī) 干 燥 設 備 基 本 以 滿 足生 產 的 需 要 ， 并 有 部 分 機 型 達 到 國 際 當 代 水 平 并 出 口 國 外 。國 外 的 粉 末 干 燥 技 術 總 體 是 要 比 我 國 先 進 的 ， 國 際 粉 末 干 燥 企 業(yè) 多 牌號 、 精 細 化 的 特 點 能 很 好 的 滿 足 客 戶 對 粉 末 干 燥 機 各 項 性 能 的 需 求 。 現 在 國 外 的 干 燥 技 術 主 要 在 研 究 ： 1.如 何 提 高 熱 利 用 率 、 降 低 污 染 ； 2.使干 燥 機 衛(wèi) 生 、 無 交 叉 污 染 、 無 菌 化 ； 3.多 用 途 復 合 功 能 干 燥 過 程 （ 造粒 、 藥 物 包 覆 ） ； 4.功 能 材 料 高 附 加 值 、 高 品 質 化 干 燥 。 并 且 朝 著 ： 1.高 溫 收 塵 技 術 ； 2.超 細 粉 體 （ 納 米 與 亞 微 米 ） 的 干 燥 ； 3.如 何 控 制 干 燥過 程 中 產 物 微 粒 的 結 構 ； 4.解 決 環(huán) 境 、 生 態(tài) 等 問 題 ； 5.從 產 品 的 使 用 壽命 循 環(huán) 周 期 考 慮 干 燥 工 程 的 最 優(yōu) 化 等 方 面 展 望 發(fā) 展 。 二 、 論 文 （ 設 計 ） 研 究 的 內 容1.重 點 解 決 的 問 題(1)完 成 蒸 煮 干 燥 罐 設 計 ；(2)完 成 配 套 設 備 設 計2.擬 開 展 研 究 的 幾 個 主 要 方 面 （ 論 文 寫 作 大 綱 或 設 計 思 路 ）（ 1） 通 過 了 解 目 前 粉 末 干 燥 技 術 的 主 要 優(yōu) 缺 點 與 應 用 場 合 ， 并 結 合其 主 要 技 術 指 標 和 所 需 技 術 ， 對 此 系 統(tǒng) 的 組 成 部 件 進 行 構 思 ， 對 系 統(tǒng) 的設 計 方 案 進 行 總 體 規(guī) 劃 ， 確 定 研 究 的 方 向 。（ 2） 將 整 個 系 統(tǒng) 按 照 不 同 功 能 細 分 為 測 量 部 分 、 控 制 部 分 ， 顯 示 部分 ， 調 節(jié) 部 分 ， 記 錄 部 分 等 ， 完 成 每 個 部 分 的 設 計 方 案 ， 對 所 需 器 件 進行 選 型 并 完 成 相 應 程 序 的 編 寫 。（ 3） 完 成 對 各 個 部 分 設 計 的 連 接 工 作 ， 對 整 個 系 統(tǒng) 進 行 測 試 ， 通 過 測 試 結 果 來 修 改 系 統(tǒng) 中 不 足 或 有 錯 誤 的 地 方 ， 對 編 寫 的 程 序 進 行 驗 證3. 本 論 文 （ 設 計 ） 預 期 取 得 的 成 果綜 合 查 找 的 相 關 資 料 ， 計 算 出 所 設 計 粉 末 干 燥 機 的 各 個 部 件 所 需 的參 數 ， 并 繪 制 出 零 件 圖 ， 裝 配 圖 。 在 設 計 中 得 到 鍛 煉 文 獻 檢 索 的 能 力 ，獨 立 設 計 的 能 力 ， 綜 合 利 用 所 學 知 識 與 繪 圖 的 能 力 等（ 1） 一 份 說 明 書（ 2） 一 篇 外 文 文 獻 三 、 論 文 （ 設 計 ） 工 作 安 排1.擬 采 用 的 主 要 研 究 方 法 （ 技 術 路 線 或 設 計 參 數 ） ；研 究 方 法 ： 采 用 文 獻 研 究 法 的 主 要 研 究 方 法 ， 通 過 學 習 及 查 閱 有 關 資料 掌 握 其 工 作 原 理 和 結 構 ， 對 各 種 干 燥 機 的 進 料 機 構 以 其 干 燥 方 式 的 設計 進 行 系 統(tǒng) 的 歸 類 和 總 結 ， 吸 取 前 人 的 經 驗 結 合 自 己 所 學 知 識 進 行 設計 ， 選 擇 出 最 合 理 的 設 計 方 案 ， 完 成 粉 末 干 燥 機 的 設 計 。技 術 參 數 ：容 積 （ m 3） ： 5生 產 量 (只 雞 廢 棄 物 /罐 ） ： 7000產 成 品 （ kg/罐 ） ： 800以 上2.論 文 （ 設 計 ） 進 度 計 劃第 1 周 完 成 粉 末 干 燥 機 調 研 ；第 2 周 查 閱 粉 末 干 燥 機 國 內 外 最 新 文 獻 資 料 ， 翻 譯 一 篇 國 外 本 研 究前 沿 文 獻 ；第 3 周 分 析 、 綜 合 各 文 獻 ， 撰 寫 粉 末 干 燥 機 文 獻 綜 述 ；第 4 周 完 成 粉 末 干 燥 機 的 設 計 的 開 題 報 告 ；第 5 周 粉 末 干 燥 機 主 要 技 術 參 數 的 設 計 計 算 與 確 定 ；第 6 周 綜 合 分 析 各 類 粉 末 干 燥 機 設 計 資 料 ， 提 出 幾 個 設 計 方 案 ；第 7 周 對 各 方 案 進 行 比 較 、 選 擇 ， 確 定 最 佳 設 計 方 案 ；第 8 周 進 行 總 體 設 計 計 算 ， 繪 制 設 計 總 圖 ；第 9 周 傳 動 方 式 及 動 力 的 設 計 計 算 與 選 擇 ；第 10 周 蒸 煮 干 燥 罐 的 設 計 計 算 ， 繪 制 圖 紙 ；第 11 周 風 機 及 各 種 閥 門 管 路 設 計 計 算 與 選 擇 ， 除 塵 器 、 冷 凝 器 的設 計 計 算 與 選 擇 ， 繪 制 圖 紙 ； 第 12 周 電 器 控 制 的 設 計 計 算 ， 繪 制 圖 紙 ；第 13 周 撰 寫 粉 末 干 燥 機 的 設 計 論 文 ；第 14周 補 充 、 修 改 、 整 理 、 排 版 論 文 和 圖 紙 ， 評 閱 ， 準 備 答 辯 。 罐 四 、 需 要 閱 讀 的 參 考 文 獻1張 德 元 .粉 體 干 燥 設 備 【 J】 .有 色 礦 冶 .2005.21(1):1-12楊 浩 基 ， 林 伊 .粉 體 干 燥 工 藝 研 究 與 實 踐 【 J】 .煤 礦 現 代化 .2010.97(4):1-13奚 天 鵬 ， 劉 傳 義 ， 何 士 安 . 粉 體 干 燥 -造 粒 -微 波 加 熱 干 燥 新 工 藝【 J】 .工 藝 與 設 備 .2005.52(4):1-24萬 風 嶺 ， 謝 蘇 江 ， 周 昭 軍 .干 燥 設 備 的 現 狀 及 發(fā) 展 趨 勢 【 J】 .化 工裝 備 技 術 .2006.27(1):2-25程 江 ,涂 偉 萍 ,楊 卓 如 ,陳 煥 欽 . 粉 體 冷 凍 干 燥 制 備 技 術 的 應 用 與 進展 【 A】 .第 六 屆 全 國 冷 凍 十 燥 會 議 論 文 集 .華 南 理 工 大 學 化 學院 .2000:2-26童 培 云 ,席 曉 麗 ,蔣 亞 寶 ,翟 立 力 ,聶 祚 仁 .冷 凍 干 燥 技 術 制 備 超 微 粉體 的 研 究 進 展 【 J】 .粉 末 冶 金 工 業(yè) .2007.17(2):2-37寧 桂 玲 ， 呂 秉 玲 .納 米 顆 粒 的 干 燥 及 其 研 究 進 展 【 J】 .New Technology Domestic and international.1996.5:3-38王 寶 和 ， 納 米 碳 酸 鈣 粉 體 干 燥 技 術 現 狀 【 J】 .干 燥 技 術 與 設備 .2005.3(4):3-39諸 愛 珍 ,陶 瓷 粉 體 常 用 的 干 燥 方 法 【 A】 . 江 蘇 省 陶 瓷 研 究所 .2000.:3-310林 蕓 ， 畜 禽 廢 棄 物 處 理 成 套 設 備 之 蒸 煮 干 燥 器 的 研 制 【 J】 .中 國科 技 信 息 .2007.5:4-511譚 笑 ， 劉 雪 東 .粉 體 干 燥 技 術 的 現 狀 及 未 來 發(fā) 展 【 J】 .粉 體 工 程與 設 備 .2013.6.18:5-512朱 德 文 ， 陳 永 生 ， 朱 德 泉 .畜 禽 糞 便 快 速 干 燥 設 備 的 研 究 【 J】 .現 代 農 業(yè) 裝 備 .2005.12.28.5-513Environmental and human health challenges of industriallivestock and poultry farming in China and their mitigation.Yuanan Hu; Hefa Cheng; Shu Tao.2017 14A fluidized bed equipment for drying or cooling of powderand a process for drying or cooling of powder by usethereof.POWDERING JAPAN K K (JP).1999附 ： 文 獻 綜 述 或 報 告 文 獻 綜 述粉 末 在 工 業(yè) 一 般 都 是 超 細 的 物 料 ,由 于 達 到 超 細 粉 未 狀 ,在 國 內 各 個 領 域 都 十 分常 見 ,如 :石 灰 、 石 英 石 、 石 墨 、 石 膏 粉 加 工 成 品 的 都 屬 于 粉 末 ,由 于 這 些 物 料 的 超細 狀 態(tài) ,在 生 產 磨 粉 作 業(yè) 過 程 中 會 里 邊 的 含 水 份 比 較 多 ， 為 了 更 好 的 便 于 存 儲 ,需 要粉 末 干 燥 機 的 作 業(yè) 。 干 燥 機 在 很 多 生 產 領 域 都 可 以 應 用 到 ， 分 為 專 業(yè) 的 回 轉 、 三筒 、 單 筒 等 結 構 ， 根 據 加 工 的 物 料 內 部 的 結 構 和 配 套 設 備 也 不 相 同 ， 其 中 以 粉 體 為例 ， 粉 體 是 粉 末 ， 根 據 不 同 的 粉 體 特 性 ， 所 采 用 的 設 備 也 不 相 同 ， 通 過 將 上 料 機 、烘 干 機 、 熱 風 等 方 配 套 成 一 個 專 業(yè) 的 粉 體 干 燥 機 設 備 ， 它 是 當 今 最 主 要 的 加 工 烘 干設 備 ， 是 整 個 工 業(yè) 粉 體 最 主 要 的 烘 干 設 備 。 很 多 金 屬 、 非 金 屬 及 化 工 產 品 都 呈 粉 粒體 狀 態(tài) 。 常 用 粉 粒 體 物 料 干 燥 設 備 加 熱 方 式 主 要 有 對 流 加 熱 和 傳 導 加 熱 。 傳 導 加 熱方 式 設 備 結 構 復 雜 ,造 價 高 ,節(jié) 能 。 對 流 加 熱 方 式 設 備 結 構 簡 單 ,制 造 成 本 低 ,熱 效率 低 。 采 用 何 種 加 熱 方 式 的 干 燥 設 備 ,要 考 慮 物 料 的 特 性 , 現 場 條 件 ,投 資 大 小 等綜 合 因 素 。 而 我 國 的 粉 末 干 燥 機 分 為 下 列 幾 類 ： 1對 流 加 熱 類 ： （ 1） 振 動 流 化 床（ 2） 振 動 載 體 干 燥 機 ： 環(huán) 狀 孔 板 上 放 置 小 球 形 氧 化 鋁 ,玻 璃 類 載 體 ,物 料 加 在 載 體 上 ,振 動 使 物 料 和 載 體 混 合 循 環(huán) ,熱 風 穿 過 孔 板 使 載 體 和 物 料 加 熱 干 燥 。 適 合 粉 料 ,糊 狀 料 ,漿 料 干 操 加 石 英 ,碳 化 硅 ,氧 化 鋁 ,氯 化 石 蠟 等 。 （ 3） 閃 蒸 旋 風 干 燥 機 ： 閃蒸 干 燥 機 在 千 燥 濾 餅 類 物 料 得 到 了 廣 泛 應 用 , 如 輕 質 碳 酸 鈣 , 氧 化 鋁 , 二 氧 化 欽等 。 增 加 分 級 機 可 干 燥 超 細 粉 , 如 納 米 碳 酸 鈣 , 增 加 二 級 旋 風 干 燥 可 提 高 含 水 要求 低 物 料 干 燥 產 量 , 如 氧 化 鎳 。 針 對 比 重 大 礦 產 品 , 考 慮 到 沉 降 速 度 較 大 , 閃 蒸干 燥 機 上 部 按 氣 流 和 旋 風 干 燥 理 論 計 算 , 縮 小 直 徑 , 可 提 高 效 率 和 產 量 。 （ 4） 固定 流 化 床 （ 5） 霧 干 燥 器 （ 6） 滾 筒 干 燥 機 ： 技 術 成 熟 ,設 備 可 靠 ,產 量 大 ,占 地 大 ,靠磨 擦 傳 動 ,制 造 簡 單 ,加 噴 射 管 可 提 高 效 率 ,體 積 傳 熱 系 數 提 高 一 倍 ,長 度 縮 短 一 半 ,設 備 費 用 大 大 降 低 （ 7） 脈 沖 氣 流 干 燥 器 ； 2傳 導 加 熱 類 ： （ 1） 震 動 傳 導 加 熱 干 燥機 ： 多 個 圓 盤 型 夾 層 疊 落 一 起 ， 通 入 熱 油 ， 蒸 汽 ， 振 動 使 物 料 在 盤 上 運 動 ， 物 料 從上 到 下 層 層 下 落 ， 走 行 時 間 可 調 ， 適 合 云 母 等 超 細 粉 末 （ 2） 多 層 圓 盤 刮 板 干 燥機 ； 3復 合 加 熱 類 ： （ 1） 內 熱 流 化 床 （ 2） 微 波 干 燥 。 濕 物 料 加 入 干 燥 機 后 ， 在 筒內 均 勻 布 的 抄 板 器 翻 動 下 ， 物 料 在 干 燥 機 內 均 勻 分 布 與 分 散 ， 并 與 并 流 （ 逆 流 ） 的熱 空 氣 充 分 接 觸 ， 加 快 了 干 燥 傳 熱 ， 傳 質 去 濕 的 方 法 按 作 用 原 理 可 以 分 為 機 械 法 、 熱 物 理 法 和 物 理 化 學 法 三 種 。 一 般 情 況 下 熱 物 理 法 去 濕 稱 為 干 燥 ,干 燥 就 是 利用 熱 能 使 濕 物 料 中 的 濕 分 (水 分 或 其 他 溶 劑 )汽 化 , 水 汽 或 蒸 汽 經 氣 流 帶 走 或 由 真 空泵 將 其 抽 出 除 去 ,而 獲 得 固 體 產 品 的 操 作 過 程 。 對 濕 物 料 進 行 干 燥 時 ,有 兩 種 干 燥 過程 , 一 種 是 表 面 汽 化 過 程 ,熱 量 從 周 圍 環(huán) 境 傳 遞 至 物 料 表 面 ,使 表 面 濕 分 蒸 發(fā) ;另 一種 是 內 部 擴 散 控 制 過 程 ,物 料 內 部 濕 分 傳 遞 到 物 料 表 面 ,然 后 再 蒸 發(fā) 。 一 直 以 來 ， 粉體 的 干 燥 都 是 沿 用 傳 統(tǒng) 的 干 燥 設 備 和 工 藝 ， 通 過 燃 煤 爐 、 燃 油 爐 或 者 電 熱 爐 來 產 生熱 量 ， 對 預 干 燥 的 粉 體 進 行 閃 蒸 干 燥 ， 整 套 干 燥 設 備 存 在 能 耗 高 、 成 本 高 、 污 染 環(huán)境 等 一 系 列 的 問 題 。 設 計 的 干 燥 機 如 果 能 結 合 焙 炒 工 藝 、 電 磁 爐 原 理 ， 以 及 蒸 汽 螺旋 干 燥 機 原 理 ， 勢 必 能 具 有 干 燥 均 勻 、 干 燥 效 率 高 、 自 動 化 水 平 高 等 特 點 。 物 料 的干 燥 速 率 由 上 述 兩 個 過 程 中 速 率 較 慢 的 一 個 控 制 。 通 過 物 料 干 燥 特 性 試 驗 可 知 , 物料 干 燥 過 程 可 以 分 為 三 個 階 段 。 第 一 階 段 為 物 料 預 熱 階 段 ,在 此 期 間 主 要 是 對 濕 物料 進 行 預 熱 ,同 時 也 有 少 量 濕 分 汽 化 , 物 料 的 溫 度 很 快 升 到 近 似 等 于 濕 球 溫 度 ;第 二階 段 為 恒 速 干 燥 階 段 ,此 階 段 主 要 特 征 是 熱 空 氣 傳 給 物 料 的 熱 量 全 部 用 來 汽 化 濕分 ,物 料 表 面 溫 度 一 直 保 持 不 變 , 濕 分 則 按 一 定 速 率 汽 化 ; 第 三 階 段 為 降 速 干 燥 階 段 ,此 時 物 料 的 干 燥 速 率 由 內 部 擴 散 過 程 控 制 , 熱 空 氣 所 提 供 的 熱 量 只 有 一 小 部 分用 來 汽 化 濕 分 , 而 大 部 分 則 用 來 加 熱 物 料 , 使 物 料 表 面 溫 度 上 升 ,但 是 干 燥 速 率 則逐 步 降 低 , 直 至 達 到 平 衡 含 濕 量 為 止 。 粉 體 前 期 預 干 燥 ， 終 濕 含 量 控 制 在 10% 15%再 對 這 種 松 散 濕 物 料 進 行 輥 壓 造 粒 ,對 顆 粒 物 料 用 微 波 加 熱 方 法 進 行 干 燥 ,這 樣使 整 個 工 藝 過 程 沒 有 嚴 重 的 粉 塵 飛 揚 和 污 染 環(huán) 境 ， 干 燥 速 率 高 ， 節(jié) 能 ， 干 燥 -造 粒 -干 燥 可 安 排 一 條 龍 生 產 ， 便 于 實 現 自 動 化 生 產 和 管 理 。隨 著 工 農 業(yè) 的 迅 猛 發(fā) 展 , 干 燥 設 備 工 業(yè) 正 不 斷 成 熟 和 壯 大 , 成 為 機 械 工 業(yè) 中一 個 具 有 蓬 勃 生 機 的 新 興 行 業(yè) 。 需 進 行 干 燥 的 既 有 數 千 萬 噸 的 大 批 量 物 料 ,也 有 年產 僅 幾 十 公 斤 的 貴 重 物 品 ; 因 而 既 有 一 些 大 型 干 燥 設 備 以 適 應 獨 特 的 工 藝 要 求 和 生產 能 力 ,又 有 一 些 中 小 型 通 用 干 燥 設 備 。 干 燥 設 備 廣 泛 應 用 于 化 工 、 建 材 、 食 品 、藥 物 及 生 化 等 行 業(yè) 。 中 國 的 現 代 干 燥 技 術 是 從 20世 紀 50年 代 逐 漸 發(fā) 展 起 來 的 ， 迄今 對 于 常 用 的 干 燥 設 備 ， 如 氣 流 干 燥 、 噴 霧 干 燥 、 流 化 床 干 燥 、 旋 轉 閃 蒸 干 燥 、 紅外 干 燥 、 微 波 干 燥 、 冷 凍 干 燥 等 設 備 ， 我 國 均 能 生 產 供 應 市 場 ， 對 于 一 些 較 新 型 的干 燥 技 術 如 沖 擊 干 燥 、 對 撞 流 干 燥 、 過 熱 干 燥 、 脈 動 燃 燒 干 燥 、 熱 泵 干 燥 等 也 都 已開 發(fā) 研 究 ， 有 的 已 工 業(yè) 化 應 用 。 而 粉 體 干 燥 正 是 干 燥 技 術 中 重 要 的 一 個 分 支 ， 現 在發(fā) 展 正 旺 的我 國 于 1975年 6月 23日 在 南 京 召 開 了 第 一 屆 干 燥 會 議 ， 標 志 著 我 國 干 燥 研 究 進 入 正 軌 。 而 從 那 一 天 到 現 在 ， 已 經 40多 年 。 40多 年 來 ， 我 國 干 燥 技 術 研 究 隊 伍 不 斷壯 大 。 目 前 我 國 從 事 干 燥 技 術 研 究 的 大 專 院 校 、 科 研 院 所 、 研 究 單 位 大 約 有 50多家 ， 領 域 涉 及 化 工 、 醫(yī) 藥 、 染 料 、 輕 工 、 林 業(yè) 、 食 品 、 糧 食 、 造 紙 、 硅 酸 鹽 、 水 產業(yè) 、 漁 業(yè) 等 行 業(yè) ， 全 國 共 有 設 備 制 造 廠 600多 家 ， 已 形 成 了 一 支 強 有 力 的 干 燥 科 研開 發(fā) 隊 伍 ， 廣 泛 開 展 干 燥 技 術 的 基 礎 研 究 、 工 藝 研 究 及 工 業(yè) 化 研 究 ， 使 我 國 干 燥 技術 研 究 正 向 世 界 水 平 邁 進 ， 某 些 技 術 領 域 達 到 了 國 際 先 進 水 平 。 40年 來 ， 中 國 對 許多 干 燥 技 術 實 現 了 工 業(yè) 化 。 主 要 有 噴 霧 干 燥 、 流 態(tài) 化 干 燥 （ 普 通 流 化 床 ， 振 動 流 化床 ， 內 加 熱 流 化 床 、 流 化 床 噴 霧 造 粒 干 燥 ） 、 蒸 汽 回 轉 干 燥 、 氣 流 干 燥 、 回 轉 圓 筒干 燥 、 旋 轉 快 速 干 燥 、 圓 盤 干 燥 、 帶 式 干 燥 、 雙 錐 回 轉 真 空 干 燥 、 槳 葉 式 干 燥 、 冷凍 干 燥 、 微 波 及 遠 紅 外 干 燥 等 等 ， 常 規(guī) 干 燥 設 備 基 本 以 滿 足 生 產 的 需 要 ， 并 有 部 分機 型 達 到 國 際 當 代 水 平 并 出 口 國 外 。國 外 的 粉 末 干 燥 技 術 總 體 是 要 比 我 國 先 進 的 ， 國 際 粉 末 干 燥 企 業(yè) 多 牌 號 、 精 細化 的 特 點 能 很 好 的 滿 足 客 戶 對 粉 末 干 燥 機 各 項 性 能 的 需 求 。 國 外 的 粉 末 干 燥 機 的 結構 設 計 都 要 優(yōu) 于 我 國 。 國 外 （ 以 日 本 為 例 ） 的 粉 末 干 燥 機 以 其 極 為 精 密 的 零 件 組 合 出 精 密 的 干 燥 機 ， 使 其 干 燥 效 果 得 到 很 大 的 提 高 ， 生 產 出 的 產 品 也 有 較 高 的 質 量 ，并 且 自 動 化 程 度 高 ， 可 減 少 很 多 的 人 力 物 力 ， 有 著 較 高 的 生 產 效 率 。 現 在 國 外 的 干燥 技 術 主 要 在 研 究 ： 1.如 何 提 高 熱 利 用 率 、 降 低 污 染 ； 2.使 干 燥 機 衛(wèi) 生 、 無 交 叉 污染 、 無 菌 化 ； 3.多 用 途 復 合 功 能 干 燥 過 程 （ 造 粒 、 藥 物 包 覆 ） ； 4.功 能 材 料 高 附 加值 、 高 品 質 化 干 燥 。 并 且 朝 著 ： 1.高 溫 收 塵 技 術 ； 2.超 細 粉 體 （ 納 米 與 亞 微 米 ） 的干 燥 ； 3.如 何 控 制 干 燥 過 程 中 產 物 微 粒 的 結 構 ； 4.解 決 環(huán) 境 、 生 態(tài) 等 問 題 ； 5.從 產品 的 使 用 壽 命 循 環(huán) 周 期 考 慮 干 燥 工 程 的 最 優(yōu) 化 等 方 面 展 望 發(fā) 展 。去 濕 的 方 法 按 作 用 原 理 可 以 分 為 機 械 法 、 熱 物 理 法 和 物 理 化 學 法 三 種 。 一 般 情況 下 熱 物 理 法 去 濕 稱 為 干 燥 ,干 燥 就 是 利 用 熱 能 使 濕 物 料 中 的 濕 分 (水 分 或 其 他 溶劑 )汽 化 ,水 汽 或 蒸 汽 經 氣 流 帶 走 或 由 真 空 泵 將 其 抽 出 除 去 ,而 獲 得 固 體 產 品 的 操 作過 程 。 對 濕 物 料 進 行 干 燥 時 ,有 兩 種 干 燥 過 程 ,一 種 是 表 面 汽 化 過 程 , 熱 量 從 周 圍 環(huán)境 傳 遞 至 物 料 表 面 ,使 表 面 濕 分 蒸 發(fā) ; 另 一 種 是 內 部 擴 散 控 制 過 程 , 物 料 內 部 濕 分傳 遞 到 物 料 表 面 ,然 后 再 蒸 發(fā) 。 物 料 的 干 燥 速 率 由 上 述 兩 個 過 程 中 速 率 較 慢 的 一 個控 制 。 通 過 物 料 干 燥 特 性 試 驗 可 知 ,物 料 干 燥 過 程 可 以 分 為 三 個 階 段 。 第 一 階 段 為 物 料 預 熱 階 段 ,在 此 期 間 主 要 是 對 濕 物 料 進 行 預 熱 , 同 時 也 有 少 量 濕 分 汽 化 , 物 料的 溫 度 很 快 升 到 近 似 等 于 濕 球 溫 度 ; 第 二 階 段 為 恒 速 干 燥 階 段 ,此 階 段 主 要 特 征 是熱 空 氣 傳 給 物 料 的 熱 量 全 部 用 來 汽 化 濕 分 ,物 料 表 面 溫 度 一 直 保 持 不 變 ,濕 分 則 按 一 定 速 率 汽 化 ; 第 三 階 段 為 降 速 干 燥 階 段 ,此 時 物 料 的 干 燥 速 率 由 內 部 擴 散 過 程 控制 ,熱 空 氣 所 提 供 的 熱 量 只 有 一 小 部 分 用 來 汽 化 濕 分 ,而 大 部 分 則 用 來 加 熱 物 料 ,使物 料 表 面 溫 度 上 升 , 但 是 干 燥 速 率 則 逐 步 降 低 , 直 至 達 到 平 衡 含 濕 量 為 止 。我 國 的 冷 凍 干 燥 工 藝 和 設 備 制 造 技 術 發(fā) 展 很 快 ,而 凍 干 產 品 卻 仍 以 傳 統(tǒng) 的 各類 瓶 裝 生 物 制 劑 (如 針 劑 )和 顆 粒 狀 食 品 及 調 味 品 為 主 。 邁 進 新 世 紀 ,凍 干 食 用 粉體 (如 蛋 白 粉 ) 、 非 針 劑 醫(yī) 用 粉 體 材 料 及 超 微 細 粉 末 功 能 材 料 的 制 備 研 究 日 益 受到 重 視 。 冷 凍 干 燥 是 一 種 直 接 從 溶 液 中 提 取 超 細 、 超 微 粉 的 方 法 ,具 有 制 得 粉 末 尺寸 細 小 ,形 狀 規(guī) 則 ,分 布 均 勻 、 團 聚 少 等 優(yōu) 點 ,是 一 種 極 具 前 景 的 制 備 超 微 細 粉 材 料的 方 法 。 已 有 用 冷 凍 干 燥 法 制 取 Al2O3、 ZrO2、 TiO2 、 Ba2Ti9O20、 ErBaCu3O7-8。 等 超 微 細 粉 末 的 報 導 ,主 要 用 于 生 產 具 有 特 殊 光 、 電 、 磁 等 性 能 的 特 殊 精 細 陶瓷 。 真 空 冷 凍 干 燥 技 術 的 基 本 原 理 就 是 將 待 干 燥 的 物 料 凍 結 到 其 共 晶 點 溫 度 以 下 ,使 水 分 變 成 固 態(tài) 的 冰 ,然 后 在 適 當 的 低 溫 低 壓 下 ,使 冰 直 接 升 華 為 水 蒸 氣 ,從 而 獲 得干 燥 制 品 的 技 術 。 干 燥 過 程 是 水 的 物 態(tài) 變 化 和 移 動 的 過 程 。 冷 凍 干 燥 與 常 規(guī) 干 燥 相比 ,其 優(yōu) 勢 在 于 可 以 有 效 地 抑 制 顆 粒 間 的 硬 團 聚 。 其 原 理 為 首 先 讓 溶 液 溫 度 快 速 冷 卻 下 降 ， 此 時 對 冷 凍 干 燥 物 提 供 一 定 的 熱 量 ,使 溶 劑 直 接 升 華 除 去 ,即 液 態(tài) 固 態(tài) 氣 態(tài) 的 過 程 。 在 凍 干 過 程 中 ,顆 粒 之 間 是 由 溶 劑 形 成 的 “ 固 橋 ” ,顆 粒 間 的 相 對 位置 固 定 ,并 且 顆 粒 間 不 存 在 氣 液 界 面 的 表 面 張 力 。 隨 著 溶 劑 的 升 華 ,“ 固 橋 ” 不 斷 減少 ,但 顆 粒 間 的 相 對 位 置 不 再 發(fā) 生 變 化 ,直 到 “ 固 橋 ” 完 全 消 失 。 因 此 冷 凍 干 燥 可有 效 地 抑 制 硬 團 聚 的 產 生 ,不 會 引 起 一 次 粒 子 聚 集 。納 米 顆 粒 ,由 于 其 表 面 效 應 和 體 效 應 所 產 生 的 特 殊 效 果 ,使 得 由 納 米 顆 粒 構 成的 材 料 、 陶 瓷 或 催 化 劑 等 在 斷 裂 韌 性 、 應 變 速 度 、 超 塑 性 、 燒 結 性 能 及 催 化 活 性 等方 面 都 表 現 出 了 不 同 于 大 塊 物 質 的 優(yōu) 異 性 能 ,這 使 得 各 種 納 米 粉 體 的 制 備 工 藝 和 技術 得 到 迅 速 發(fā) 展 。 納 米 粒 子 的 聚 集 和 長 大 , 降 低 了 顆 粒 的 表 面 能 而 導 致 了 粉 體 及其 制 成 材 料 的 各 項 性 能 的 劣 化 ， 為 了 防 止 和 減 少 納 米 粒 子 在 干 燥 過 程 中 的 聚 集 和 長大 ， 主 要 有 以 下 幾 種 ： 1冷 凍 干 燥 法 ， 2 溶 劑 置 換 干 燥 法 ， 3超 臨 界 干 燥 法 。 在 納米 粉 體 制 備 過 程 中 ,顆 粒 大 小 及 聚 集 狀 態(tài) 不 僅 受 到 合 成 反 應 條 件 的 影 響 ,其 干 燥 方法 也 起 到 關 鍵 作 用 。 納 米 碳 酸 鈣 粉 體 是 指 1-100nm， 并 且 具 有 與 常 規(guī) 碳 酸 鈣 性 能 不同 的 無 機 物 產 物 ， 當 采 用 濕 化 學 法 合 成 納 米 碳 酸 鈣 時 ， 一 般 都 要 涉 及 沉 淀 物 干 燥 這 一 后 處 理 過 程 。 由 于 納 米 級 碳 酸 鈣 粉 體 的 粒 度 小 ， 表 面 能 高 。 處 于 熱 力 學 非 穩(wěn) 定 狀態(tài) ， 如 果 干 燥 方 法 不 當 ， 就 會 出 現 納 米 碳 酸 鈣 顆 粒 的 團 聚 ， 這 將 對 它 的 使 用 性 能 產生 不 良 的 影 響 。 國 內 現 有 的 納 米 碳 酸 鈣 技 術 尚 未 很 好 解 決 干 燥 過 程 中 顆 粒 團 聚 的 問題 ， 所 以 因 團 聚 而 引 起 的 粒 子 分 散 性 差 的 問 題 已 成 為 當 前 納 米 碳 酸 鈣 生 成 產 和 研 究急 需 解 決 的 問 題 。目 前 ， 我 國 的 生 豬 存 欄 量 和 宰 殺 量 都 居 世 界 前 列 ， 全 國 有 大 型 屠 宰 廠 幾 十家 ， 散 落 在 全 國 各 地 的 個 體 屠 宰 場 也 不 計 其 數 。 這 些 屠 宰 場 除 了 每 天 向 市 場 供 應數 以 噸 計 的 人 民 生 活 必 需 的 豬 肉 外 ， 在 其 宰 殺 過 程 中 也 會 伴 隨 大 量 廢 棄 物 的 產生 ， 如 病 、 死 豬 ， 豬 骨 、 豬 胃 內 容 物 等 等 。 如 何 處 理 這 些 廢 棄 物 ， 是 屠 宰 廠 家 十 分頭 痛 的 問 題 。 一 些 個 體 屠 宰 場 甚 至 將 這 些 廢 棄 物 隨 地 丟 棄 ， 既 污 染 了 環(huán) 境 ， 又 造 成資 源 的 浪 費 。 隨 著 我 國 對 環(huán) 保 要 求 的 不 斷 提 高 ， 以 及 對 動 物 蛋 白 質 飼 料 需 求 量 的 增加 ， 市 場 迫 切 需 要 一 種 既 能 對 屠 宰 畜 禽 時 形 成 的 下 腳 料 進 行 無 害 化 處 理 ， 又 能 使 其變 廢 為 寶 成 為 蛋 白 質 飼 料 的 設 備 。 畜 禽 廢 棄 物 處 理 成 套 設 備 就 是 在 這 種 需 求 下 構 思出 來 的 ， 它 能 夠 將 屠 宰 廠 屠 宰 生 產 時 所 產 生 的 廢 棄 物 進 行 蒸 煮 、 干 燥 、 粉 碎 ， 以 至 最 終 形 成 動 物 蛋 白 質 飼 料 。 這 樣 ， 既 能 防 止 污 染 環(huán) 境 ， 又 能 變 廢 為 寶 ， 是 目 前 頗 具市 場 前 景 的 環(huán) 保 設 備 。 如 何 構 建 環(huán) 保 型 和 節(jié) 約 型 社 會 是 近 年 來 討 論 得 最 多 的 話 題 ，中 共 中 央 更 是 在 2006 年 一 號 文 件 中 對 廢 棄 物 處 理 提 出 了 明 確 要 求 。 相 信 這 一 環(huán) 保 型 設 備 將 會 迎 來 新 一 輪 的 生 機 。 畜 禽 廢 棄 物 處 理 成 套 設 備 由 帶 式 輸 送 機 、 破 碎 機 、蒸 煮 干 燥 裝 置 、 螺 旋 輸 送 機 、 油 脂 壓 榨 機 、 粉 碎 機 及 旋 風 除 塵 器 等 主 要 設 備 構 成 。生 產 流 程 如 下 ： 病 、 死 豬 ， 豬 骨 等 畜 禽 廢 棄 物 經 帶 式 輸 送 機 送 入 破 碎 機 中 破 碎 ， 變成 較 小 的 塊 狀 物 ， 這 些 塊 狀 物 進 入 蒸 煮 干 燥 裝 置 中 進 行 蒸 煮 、 攪 拌 、 油 脂 分 離 、 干燥 ； 干 燥 后 的 產 物 經 螺 旋 輸 送 機 送 至 油 脂 壓 榨 機 中 進 一 步 榨 出 油 脂 ； 脫 油 后 的 產 品進 入 粉 碎 機 中 粉 碎 ， 形 成 最 終 產 品 肉 骨 粉 。 肉 骨 粉 是 一 種 動 物 蛋 白 質 飼 料 ， 可 用于 家 禽 、 水 產 品 的 飼 養(yǎng) 。 分 離 出 的 油 脂 還 可 作 進 一 步 的 深 加 工 ， 生 產 出 明 膠 。 而 本次 設 計 也 是 主 要 圍 繞 著 此 方 面 編 寫 的 ， 設 計 出 能 干 燥 畜 禽 廢 棄 物 的 機 器 。