食品工程原理课程设计奶粉喷雾干燥

年产550吨全脂奶粉生产线中喷雾干燥设备设计课程简介喷雾干燥设备在年产550吨全脂奶粉生产线中起着至关重要的作用。

在这个课程中，我们将探讨该设备的设计原理、流程和关键指标，以满足高质量奶粉的生产需求。

设计原理喷雾干燥是将液态物料通过喷雾器雾化成小液滴，与热风进行瞬间接触并蒸发，最终形成粉末的过程。

在全脂奶粉生产中，设计喷雾干燥设备需要考虑以下原理：1.热风系统：为了使喷雾干燥效果达到最佳，需要设计一套高效的热风系统，确保热风能够充分与液滴接触并完成蒸发。

这个系统通常包括热风生成装置、热风供应管路和喷雾干燥室内的布置。

2.喷雾器：喷雾器的设计应确保能够将液态奶粉均匀雾化成小液滴，并保证液滴的粒径适中，以便在热风中蒸发成为粉末。

常见的喷雾器包括压缩空气雾化和旋转碟雾化两种方式。

3.粉末收集：喷雾干燥过程中会产生大量的细小粉末，因此需要设计合适的粉末收集系统。

这个系统通常包括离心收尘器、旋风分离器和粉末收集罐等设备。

设计流程设计年产550吨全脂奶粉生产线中喷雾干燥设备的流程如下：1.确定产能需求：根据年产550吨全脂奶粉的需求，计算出每小时的生产能力，作为设计的基础。

2.选择喷雾干燥室尺寸：根据生产能力和喷雾干燥的流程，确定喷雾干燥室的尺寸。

通常喷雾干燥室应具有足够的体积，以确保液体喷雾在室内可以充分与热风接触并完成蒸发。

3.设计热风系统：根据喷雾干燥室的尺寸和工艺要求，设计热风系统。

这个系统通常包括热风生成设备（如燃煤、燃气锅炉或换热器）、热风管路和送风装置。

4.选择合适的喷雾器：根据奶粉的物性和工艺要求，选择合适的喷雾器。

对于全脂奶粉来说，压缩空气雾化和旋转碟雾化是常用的方式。

5.设计粉末收集系统：根据喷雾干燥过程中产生的粉末量，设计离心收尘器、旋风分离器和粉末收集罐等设备。

这些设备的设计应尽量减少粉尘损失，确保奶粉的质量。

6.能耗计算与设备配置：根据设计参数，对整个喷雾干燥系统的能耗进行计算，并根据生产线需求配置合适的设备。

封面（按要求的格式制作）目录（按照要求标明章节和页码）二、工艺流程确定（首先应初选你的工艺流程，如：）选用并流、离心式喷雾干燥法进行奶粉的喷雾干燥。

（接着要论证这一工艺过程的合理性，大致从牛奶的特性，如牛奶属热敏性、高营养等等，以及喷雾干燥的特性或优势，以说明要喷雾干燥这个单元操作是比较适合用来加工牛奶成为奶粉的）在接着要进行对比论证：1、为什么要采用并流立式？（优缺点，当然重点要突出优点）2、为什么要采用离心喷雾（有的的压力喷雾）？（优缺点，当然重点要突出各自的优点，略述缺点）最后明确你的选择工艺流程。

整个论证过程要突出对比，要充分论述并说明对于任务书提出的产品加工要求你为什么要选择这样的工艺流程，表达的文字要简洁，让别人能够知道你选择的理由。

喷雾干燥流程图：（此处要给出你确定的工艺流程简图（步骤框图），让别人能够知道生产加工的总体框架，框图以美观、协调、步骤的前后工序明了，图形的画法按自己的理解思考）三、喷雾干燥装置的计算：１物料及热量衡算（这部分主要进行干燥静力学计算，期间要确定一些状态参数，所有公式简单罗列了一下，有的自己可以用公式编辑器重新书写，图形和版面可以作些调整，但应围绕工整简洁，要用适当的语言表述计算过程进行以及逻辑推理关系，所有的公式应标明出处，关键参数的选择要充分说明理由）１－１空气状态参数的确定G1 t M1新鲜空气蒸汽热空气浓奶排气L t0ф0 H0υH0 I0L t1H1υH1 I1L t2H2υH2 I2ф２热损失q l 空气加热器冷凝水干燥塔奶粉G2 t M1物料、热量衡算图a新鲜空气状态参数：（参化工原理P２１６～２１８）由设计条件给定：t0＝℃ф0＝查得２５℃饱和水蒸汽压P s0＝ m/mHg求湿含量H ＝０.６２２（ф0P s0）／（P-ф0P s0）＝０.６２２（０.７*２３.７６）／（７６０-０.７*２３.７６）＝Kg/Kg干热焓I0 ＝（１.０１+１.８８H0）t0+２４９２H0＝（１.０１+１.８８*０.０１３９）*２５+２４９２*０.０１３９＝KJ/Kg干湿比容υH0 ＝（０.７７３+１.２４４H0）*（２７３+ t0）／２７３＝（０.７７３+１.２４４*０.０１３９）*（２７３+２５）／２７３＝m3/Kg 干b加热后空气的状态参数：（。

化工原理课程设计课题名称年产量2222吨奶粉的干燥工艺设计班级姓名指导教师时间目录第一章绪论 (2)1.1 产品生产的国内外发展概况及意义 (2)1.2 原料的性质及来源 (2)1.3 设计所采用的分离方法及特点 (2)第二章工艺流程设计及设备论证 (2)2.1 工艺流程叙述及论证 (2)2.2工艺参数的选择论证 (2)2.3设备论证 (2)第三章物料衡算 (2)第四章能量衡算 (2)第五章设备设计计算与选型 (2)第六章非工艺部分 (2)6.1安全 (2)6.2 三废情况及环保的大体方案 (2)主要参考文献 (2)结束语 (2)第一章绪论1.1 产品生产的国内外发展概况及意义奶粉容易冲调，方便携带，营养丰富。

冲调时，即使用温水也能迅速溶解，适宜保存，并便于携带。

国内奶粉市场竞争日趋激烈，国内外奶粉品牌都在加紧抢占终端资源，随着我国本土奶粉品牌在研发、工艺、质量控制以及发展战略等方面的日渐成熟，我国奶粉的市场竞争将进入白热化阶段。

1.2 原料的性质及来源牛奶顾名思义是从雌性奶牛身上所挤出来的。

牛奶含有丰富的矿物质，钙、磷、铁、锌、锰、铜、钼。

主要成份有水、脂肪、磷脂、蛋白质、乳糖、无机盐等。

1.3 设计所采用的分离方法及特点[1]喷雾干燥是用喷雾器将含水量在80%以上的溶液、悬浮液、浆状或熔融液等喷成细雾滴分散在热气流之中，使水分迅速蒸发而达到干燥的目的,从而获得粉末或颗粒状的产品。

喷雾干燥的特点：1)喷雾干燥操作是连续的，其系统可以是全自动控制操作2)只要干燥条件保持恒定，干燥产品特性就保持恒定3)喷雾干燥系统适用于热敏性和非热敏性物料的干燥，适用于水溶液和有机溶剂物料的干燥4)喷雾干燥操作具有非常大的灵活性。

喷雾能力每小时几千克至200t第二章工艺流程设计及设备论证2.1 工艺流程叙述及论证⑴喷雾干燥工艺流程四个阶段：①雾化；②料物与空气接触（混合流动）；③料物干燥（水分及挥发性物质蒸发）；④干粉制品从空气中分离。

食品机械与设备课程设计年产6000吨奶粉的喷雾干燥塔设计学院：海洋学院专业班级：食品科学与工程食品102 学生姓名：学号：指导教师：2012年12月7 日一．前言1.奶粉的含义：所谓奶粉是指以新鲜牛乳为原料，或以新鲜牛乳为主要原料，添加一定数量的植物或动物蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等配料，通过冷冻或加热的方法除去乳中几乎或全部的水分，干燥而成的粉末。

奶粉是一种营养价值高贮藏时间长，方便运输的产品，奶粉里面富含着蛋白质，糖类，脂肪，矿物质和维生素营养素，奶粉能一直保持牛乳中的营养成分，主要是由于奶粉中的水分含量很低，发生了所谓的“生理干燥现象”。

而用喷雾干燥生产出来的全脂奶粉蛋白质不低于24%，脂肪不低于26%，乳糖不低于37%，水分3%左右。

2.奶粉的种类：2.1全脂奶粉：仅以乳为原料，添加或不添加食品营养强化剂，经浓缩，干燥制成的蛋白质不低于非脂乳固体的34%，脂肪不低于26%的粉状产品。

2.2脱脂奶粉：仅以乳为原料，添加或不添加食品营养强化剂，经浓缩，干燥制成的蛋白质不低于非脂乳固体的34%，脂肪不低于2%的粉状产品。

2.3调制奶粉：以乳为原料，添加或不添加食品营养强化剂和其他辅料，经浓缩，干燥制成的粉末状产品，或在奶粉中添加食品营养强化剂和其他配料而制成的粉状产品。

2.4全脂加糖奶粉：添加白砂糖，蛋白质不低于15.8%，脂肪不低于20%，蔗糖不超过20%的调制乳粉。

2.5调味奶粉：对风味和某些成分做了调整，乳固体不低于70%，蛋白质不低于16.5%或不低于22%，脂肪不低于18%的调制奶粉。

2.6配方奶粉：调整了奶粉的天然营养成分和含量比例，满足特定的人群的营养需求，乳固体不低于65%的调制奶粉。

3.国内奶粉行业的生产和消费状况目前，国内已有大小乳粉生产厂500多家，乳粉的种类以全脂乳粉，全脂甜乳粉，脱脂乳粉为主。

从20世纪50年代初至今，奶粉一直是中国最重要的一种乳制品。

中国存在着牛奶生产区域补补均衡，牛奶消费区域不平衡和奶牛产奶季节的不均衡，奶粉在调节这些不平衡中起到了非常重要的作用。

喷雾干燥实验（一）实验目的①了解喷雾干燥设备流程及气动离心雾化器工作原理；②熟识喷雾干燥的操作；③通过实验深入了解喷雾干燥的优点和缺点；④了解喷雾干燥产品形态。

（二）实验原理与内容喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热气体(空气、氮气或过热水蒸气)干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。

原料液可以是溶液、乳浊液、悬浮液。

液体的雾化器将料液分散为雾滴，增大干燥过程的传热传质速率。

雾化器是喷雾干燥的关键部件之一，目前常用的有3种，即压力式雾化器、离心式雾化器、气流式雾化器。

雾化的液体与热气流的接触表面积很大，它与较高温度的气流一接触就迅速进行传热传质，雾滴水分吸收热量后又迅速蒸发成水蒸气，空气既作载热体又作载湿体。

在干燥初期，雾滴很小，物料内部湿含量的扩散传递而造成的干燥阻力几乎等于零，物料的温度一直处于物料的表面湿球温度，为恒速干燥阶段。

在物料表面没有充水分时，物料就开始升温并在内部形成温度梯度，为降速干燥阶段。

若当温度梯度很大，物料内部的蒸汽压大于物料粒子表面内聚力时，粒子即会爆开，瞬时增大传质蒸发表面。

因此喷雾干燥的粉末大多是非球形。

本实验是采用离心喷雾，实验内容包括1、喷雾干燥设备流程及设备结构介绍；2、喷雾干燥设备使用操作要点介绍；3、喷雾干燥；4、干燥产品形态观察。

（三）实验仪器、设备小型离心喷雾干燥设备（移动式高速离心喷雾干燥机，型号LPG—5，江苏省常州先锋干燥设备有限公司）。

设备参数：离心盘直径50mm、干燥室直径800mm,圆筒高600毫米，筒锥角度60°。

这样的离心喷雾高速旋转的动力是采自压缩空气，压缩空气推动涡轮通过挠性轴带动离心盘转动,液料从加工料中均匀滴入离心盘中央受离心力的作用以切线方向甩出,绕成大小均匀的雾状水滴，分别于干燥室中；由于离心盘转速高达万转/分。

挠性轴细小，故注意操作，小心加料均匀，防止结焦以保证离心盘的动力平衡。

实验材料：鸡蛋液测量仪器：小型离心喷雾干燥设备上热电偶温度计(进出风)、形态观察仪器。

化工原理课程设计说明书设计题目奶粉喷雾干燥专业食品科学与工程班级姓名指导老师X X 大学20XX年X月X日化工原理课程设计任务书专业：班级：姓名：一、设计题目：奶粉喷雾干燥二、设计条件：1、生产任务：年产全脂奶粉920吨。

以年工作日310天，日工作二班，班实际喷雾时间6小时计。

产品质量符合国家“全脂奶粉质量标准”。

2、进料状态：浓缩奶总固形物含量50%。

温度55℃、密度1120kg/m2、表面张力0.049N/m、黏度15cp。

成品奶粉含水量≯2.5%（一级品）、密度600 kg/m2、比热2.1kJ/kg.K。

3、新鲜空气状态：t0=25℃、ф0=60%，大气压760mmHg4、热源：饱和水蒸气。

三、设计项目：a)工艺流程的确定b)喷雾干燥装置的计算c)辅助设备的选型及计算d)绘制工艺流程图e)编制设计说明书四、设计时间和设计要求时间：1.5周要求：根据设计任务，确定方案合理，论证清楚，计算正确，简述简明，图纸整洁无误，书写整齐清洁。

目录一、工艺流程确定及论证 (4)1.1论证 (4)1.2喷雾干燥流程图 (7)二、喷雾干燥的计算 (7)2.1物料及热量衡算 (7) (7) (10) (11)2.2离心式雾化器的计算 (11) (12) (13) (14) (15)2.3喷雾干燥塔主要尺寸的计算 (15) (15) (16)三、辅助设备的选型计算 (16)3.1空气过滤器的选型计算 (16)3.2空气加热器的选型计算 (17)3.3粉尘回收装置的选型和计算 (19)3.4风机的选型计算 (21)3.5其他辅助设备选用 (22)四、设计结果总汇 (22)4.1主要工艺参数 (22)4.2干燥装置及主要辅助设计一览表 (23)五、带控制点的工艺流程图 (24)六、设计说明 (24)七、结束语 (26)八、参考文献 (27)一、工艺流程确定及论证本工艺采用并流离心式喷雾干燥法对奶粉进行喷雾干燥。

1.1论证乳粉是一种干燥粉末状乳制品，具有耐保藏、使用方便的特点。

喷雾干燥工程原理设计方案一、前言喷雾干燥是一种常用的干燥技术，主要用于将液体物料快速干燥成粉状或颗粒状物料。

在工业生产中，喷雾干燥技术被广泛应用于化工、制药、食品等领域。

本文将探讨喷雾干燥工程的原理设计方案，以帮助读者了解喷雾干燥工程的基本原理和设计要点。

二、喷雾干燥原理喷雾干燥的原理是利用喷雾器将液体物料喷射到高温气流中，使液滴瞬间蒸发成固体颗粒。

具体来说，喷雾干燥的过程可以分为以下几个阶段：1. 喷雾器将液体物料喷射成细小的液滴。

2. 高温气流将液滴迅速蒸发，形成固体颗粒。

3. 固体颗粒被收集并进行后续处理。

喷雾干燥的关键是选择合适的喷雾器和控制气流温度、湿度等参数，以确保液滴能够迅速蒸发成固体颗粒。

三、喷雾干燥工程设计方案1. 原料处理：在喷雾干燥工程中，需要将液体物料经过预处理，以保证其适合进行喷雾干燥。

通常需要进行过滤、配制等处理。

2. 喷雾器选择：喷雾器是喷雾干燥工程中的关键设备，其选择将直接影响干燥效果。

常用的喷雾器包括压力式喷雾器、离心式喷雾器等，根据物料特性和干燥要求进行选择。

3. 高温气流控制：高温气流是用来将液滴迅速蒸发的介质，其温度、湿度等参数需要严格控制。

通常采用气流加热器、除湿器等设备进行控制。

4. 颗粒收集：干燥后的颗粒需要进行收集并进行后续处理，通常使用除尘器、袋式收集器等设备进行收集。

5. 安全防护：喷雾干燥过程中需要注意安全防护，确保设备运行安全可靠。

以上是喷雾干燥工程的设计方案，需要根据具体情况进行调整和优化。

在实际应用中，需要根据物料特性、干燥要求等因素进行具体设计，并结合经验进行调整。

四、喷雾干燥工程应用案例1. 化工行业：在化工行业中，喷雾干燥技术被广泛应用于化学品、颜料、染料等物料的干燥。

2. 制药行业：制药行业中的药物制剂常常需要经过喷雾干燥进行干燥处理，以满足药品的生产要求。

3. 食品行业：食品行业中的奶粉、咖啡粉等产品常常需要经过喷雾干燥进行干燥处理，以延长其保存期限。

食品工程原理课程设计任务书设计题目：喷雾式干燥奶粉干燥器设计班级：xxx指导教师：xxx小组成员：xxx设计时间：xxx目录一、设计任务书 (2)1.1设计题目 (2)1.2设计条件 (2)1.3设计要求 (2)1.4设计任务分工 (2)二、设计方案简介 (3)2.1喷雾干燥的原理和特点 (3)2.1.1喷雾干燥的原理 (3)2.1.2喷雾干燥的特点 (3)2.2喷雾干燥方案的拟定及说明 (4)2.2.1本工艺采用压力式喷雾干燥 (4)2.2.2本工艺采用并流型喷雾干燥 (5)2.3工艺流程图 (5)三、工艺设计计算 (6)3.1物料及热量衡算 (6)3.1.1空气状态参数的确定 (6)3.1.2物料衡算 (8)3.1.3热量衡算 (8)3.2喷雾干燥时间计算 (8)3.3压力式喷嘴的主要尺寸确定 (9)3.4喷雾干燥塔主要尺寸的计算 (11)四、主要附属设备的选型计算 (11)4.1空气加热器 (11)4.2旋风分离器 (12)4.3布袋过滤器的选择 (13)4.4风机的选择 (13)五、工艺设计计算结果汇总 (14)参考文献 (15)附录 (15)一、设计任务书1.1设计题目喷雾式奶粉干燥器设计1.2设计条件①已知条件干燥塔热风温度：140℃排风相对湿度：15%车间空气温度：25℃相对湿度：60%浓缩奶的流量：400 kg/h浓缩奶固形物：45%浓奶滴的临界含水量：45%（湿基）密度：1000 kg/m3干燥后的奶粉含水量：2.5%密度：1250 kg/m3奶滴的初始和临界点时的直径：120 μm和45 μm奶粉的平衡含水量为4%平均雾滴直径Dw=200 μm空气加热的传热系数：1200 W/(m2·k)加热压力：700kPa(表压)②查得条件浓缩奶比热2.1kJ/kg·K1.3设计要求根据设计条件对干燥器进行工艺计算（物料衡算和热量衡算），结构计算（直径、管长等），然后对附属设备进行选型计算，绘制出干燥系统图及换热器总装置图。

二、工艺流程确定（首先应初选你的工艺流程，如：）选用并流、离心式喷雾干燥法进行奶粉的喷雾干燥。

（接着要论证这一工艺过程的合理性，大致从牛奶的特性，如牛奶属热敏性、高营养等等，以及喷雾干燥的特性或优势，以说明要喷雾干燥这个单元操作是比较适合用来加工牛奶成为奶粉的）在接着要进行对比论证：1、为什么要采用并流立式？（优缺点，当然重点要突出优点）2、为什么要采用离心喷雾（有的的压力喷雾）？（优缺点，当然重点要突出各自的优点，略述缺点）最后明确你的选择工艺流程。

整个论证过程要突出对比，要充分论述并说明对于任务书提出的产品加工要求你为什么要选择这样的工艺流程，表达的文字要简洁，让别人能够知道你选择的理由。

喷雾干燥流程图：（此处要给出你确定的工艺流程简图（步骤框图），让别人能够知道生产加工的总体框架，框图以美观、协调、步骤的前后工序明了，图形的画法按自己的理解思考）三、喷雾干燥装置的计算：１物料及热量衡算（这部分主要进行干燥静力学计算，期间要确定一些状态参数，所有公式简单罗列了一下，有的自己可以用公式编辑器重新书写，图形和版面可以作些调整，但应围绕工整简洁，要用适当的语言表述计算过程进行以及逻辑推理关系，所有的公式应标明出处，关键参数的选择要充分说明理由）１－１空气状态参数的确定G1 t M1新鲜空气蒸汽热空气浓奶排气L t 0ф0 H0υH0 I 0L t1 H1υH1 I 1L t 2 H2υH2 I 2ф ２热损失 q l 空气加热器冷凝水干燥塔奶粉G2t M1物料、热量衡算图a 新鲜空气状态参数：（参化工原理 P２１６～２１８）由设计条件给定：t0 ＝℃ф 0 ＝查得２５℃饱和水蒸汽压P s0 ＝ m/mHg求湿含量 H ＝０ . ６２２（ф0 P ）／（ P-фP ）s0 s0＝０ . ６２２（０ . ７ * ２３ . ７６）／（７６０-０.７*２３. ７６）＝Kg/Kg 干热焓I 0＝（１.０１+１.８８H0）t0+２４９２ H0＝（１ . ０１ +１ . ８８ * ０ . ０１３９） * ２５ +２４９２ *０ . ０１３９＝KJ/Kg 干湿比容υ H0＝（０.７７３+１.２４４H0）*（２７３+ t0）／２７３＝（０ . ７７３ +１ . ２４４ * ０. ０１３９） * （２７３ +２５）／２７３＝m3/Kg 干b加热后空气的状态参数：（。

食品工程原理干燥课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握食品干燥的基本原理，理解干燥过程中水分迁移的机制；2. 学习食品干燥技术及设备的相关知识，了解不同干燥方法的特点及适用范围；3. 了解食品干燥过程中的质量变化，掌握评价干燥效果的相关指标。

技能目标：1. 能够运用所学知识，针对不同食品特性设计合理的干燥工艺；2. 能够分析并解决食品干燥过程中出现的问题，提高干燥效率及产品质量；3. 能够运用食品干燥设备进行实验操作，熟练掌握实验技能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对食品工程学科的兴趣，激发学习热情，增强对食品干燥技术的认识；2. 培养学生的团队协作意识，提高沟通与交流能力，学会共同分析问题、解决问题；3. 增强学生的食品安全意识，让他们认识到食品干燥技术在保障食品安全中的重要作用。

课程性质：本课程为食品工程专业的一门专业课程，旨在帮助学生掌握食品干燥的基本理论、技术和设备，培养学生的实际操作能力。

学生特点：学生已具备一定的食品科学基础知识，但对于食品干燥技术的理论和实践操作尚不熟悉。

教学要求：结合学生特点，采用理论教学与实践操作相结合的方式，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工作中，提高食品干燥技术的应用水平。

二、教学内容1. 食品干燥基本原理：包括食品中水分的存在形式、干燥过程中水分的迁移机制、干燥动力学等；教材章节：第一章 食品干燥原理2. 食品干燥技术与设备：介绍热风干燥、真空干燥、冷冻干燥等常用干燥技术及其设备结构、工作原理和适用范围；教材章节：第二章 食品干燥技术与设备3. 食品干燥过程中的质量变化：分析干燥过程中食品营养成分、色泽、口感等的变化，探讨影响干燥质量的因素；教材章节：第三章 食品干燥过程中的质量变化4. 干燥工艺设计与优化：学习干燥工艺参数的选取与优化，包括干燥温度、湿度、时间等参数的调整；教材章节：第四章 干燥工艺设计与优化5. 食品干燥实例分析：通过案例分析，使学生了解不同食品的干燥特点及解决方案；教材章节：第五章 食品干燥实例分析6. 实践操作：安排学生进行食品干燥实验，提高动手能力，巩固理论知识；教材章节：第六章 食品干燥实验教学内容安排和进度：本课程共安排16学时，其中理论教学12学时，实践操作4学时。

封面（按要求的格式制作）食品工程原理课程设计任务书专业：XXX班级：XXX姓名：XXX一、计题目：年产全脂奶粉——奶粉喷雾干燥二、设计条件：1、生产任务：年产全脂奶粉750吨（学号：1--9）；800吨(例）850吨（学号：10--18）；900吨（学号：19--24）；950吨（学号：25--30）以年工作日310天（例），300（学号尾号为单数）；330天（学号尾数为双号），日工作二班，班实际喷雾时间6小时计。

产品质量符合国家“全脂奶粉质量标准”。

2、进料状态：浓缩奶总固形物含量48%（例）46%（学号5,6,11,12,17,18,23,24,29,30）50%（学号：3,4,9,10,15,16,21,22,27,28）52%（学号：1,2,8,7,13,14,19,20,25,26）温度55℃、密度1120k g/m2、表面张力0.049N/m、黏度15cp。

成品奶粉含水量≯2.5%（一级品）、密度600kg/m2、比热2.1kJ/kg.K。

3、新鲜空气状态：t=20℃、ф=50%（例）00t=22℃、ф=52%（学号1—10）；00t=23℃、ф=55%（学号11—20）；00t=25℃、ф=60%（学号21—30）00大气压760mmHg4、热源：饱和水蒸气。

三、设计项目：a)工艺流程的确定b)喷雾干燥装置的计算c)辅助设备的选型及计算d)绘制工艺流程图（涉及各设备平面图）e)编制设计说明书四、设计时间和设计要求时间：1周要求：根据设计任务，确定方案合理，论证清楚，计算正确，简述简明，图纸整洁无误，书写整齐清洁。

2.2.1 雾滴直径 d 的计算 (10)目录（按照要求标明章节和页码）如：一、 工艺流程确定及论证 (4)1.1 论证...........................................................................4 1.2 喷雾干燥流程图 (5)二、 喷雾干燥的计算 (5)2.1 物料及热量衡算......................................................... 5 2.1.1 空气状态参数的确定............................................. 5 2.1.2 物料衡算............................................................8 2.1.3 热量衡算...............................................................9 2.2 离心式雾化器的计算 (10)L2.2.2 液滴离开转盘的初速度 (11)2.2.3 雾滴水平飞行距离......................................................12 2.2.4 离心喷雾器所需功率 (13)2.3 喷雾干燥塔主要尺寸的计算 ................................................13 2.3.1 塔径 D .....................................................................13 2.3.2 塔高 H (14)三、 辅助设备的选型计算 (14)3.1 空气过滤选型器的计算......................................................14 3.2 空气加热器的选型计算......................................................15 3.3 粉尘回收装置的选型计算（喷）..........................................18 3.4 风机的选型计算...............................................................19 3.5 高压泵...........................................................................20 3.6 其他辅助设备选用 (20)四、 设计结果的汇总 (20)4.1 主要工艺参数..................................................................20 4.2 干燥装置及主要辅助设计一览表 (21)五、 工艺流程图 (22)六、 设计说明 (22)七、 对干燥设计过程中某些问题的探讨 (23)八、结束语 (24)九、参考文献 (24)1、工艺流程确定及论证本工艺采用并流、离心式喷雾干燥法进行奶粉的喷雾干燥。

一．设计条件1.生产任务：年产全脂奶粉950吨；年工作日330天；日工作二班，班实际喷雾时间6小时。

2.进料状态：浓缩奶总固形物含量50%；温度55℃；密度1120kg/m2；表面张力0.049N/m；黏度15cp；成品奶粉含水量≯2.5%（一级品）；密度600 kg/m2；比热2.1kJ/kg·℃3.新鲜空气状态：t0=25℃，ф=60%；大气压760mmHg4.热源：饱和水蒸气二、工艺流程确定牛乳的成分十分复杂，其中至少含有上百种化学成分,主要包括水分、脂肪、蛋白质、乳糖、盐类、维生素、酶类及气体等，各种成分以不同状态分散在牛乳中。

正常牛乳中各种成分的组成大体上是稳定的,但也受乳牛的品种、个体、地区、泌乳期、畜龄、挤乳方法、饲料、季节、环境、温度及健康状态等因素的影响而有差异。

如氧气会引起脂类和其他物质的氧化，特别是维生素C【1】。

光也会诱发化学反应，盐的组成和酸度也会随着温度的变化而变化等。

喷雾干燥法是热气流与物料以并流、逆流或混合流的方式相互接触而使物料得到干燥。

这种干燥方法不需要将原料先进行机械分离，操作终了可获得30～50μm微粒的干燥产品，并且干燥时间很短，仅为5～30s，因此适宜于热敏性物料的干燥【2】。

如果对产品有特殊需要，还可以在干燥的同时制成微粒产品，即所谓的喷雾造粒。

能够提高分散性、流动性和溶解性，还具有防尘作用，如果芯材和壁材选择得当，在干燥的同时能制成微胶囊，保持被干燥物料原有的风味和特色，还能提高贮存性能。

喷雾干燥有较多优点【3】：①干燥速度快；②干燥过程中液滴的温度比较低；③干燥产品具有良好的分散性和溶解性能；④产品纯度高，环境卫生好；⑤生产过程简化，操作控制方便；⑥适宜于连续化大规模生产；⑦可组成多级干燥；⑧应用领域广泛但是喷雾干燥也不可避免地具有一些缺点【3】：①热效率低；②设备庞大；③对分离设备要求高；④对某些膏糊状物料，干燥时需加水稀释，增加了干燥设备的负荷；⑤对生产卫生要求高的产品时，设备清扫工作量大。

目录一、设计题目及要求 (2)1.1 设计题目初始条件 (2)1.2 设计要求 (2)摘要 (3)关键词：奶粉干燥；自动控制 (3)二、设计报告正文 (4)2.2奶粉干燥系统工作原理 (4)2.2.1奶粉干燥系统原理图 (4)2.2.2 工作原理分析 (4)2.3奶粉干燥系统各环节分析建模 (5)2.3.1 各个环节分析 (5)2.4 传递函数的系数确定 (8)2.5 系统性能分析 (8)2.5.1系统降阶 (8)2.5.2 系统的时域性能分析 (9)2.5.3系统的频域性能分析 (12)2.6系统的校正 (14)2.6.1 分析校正原因 (14)2.6.2 采用滞后校正 (15)2.6.3采用超前校正 (16)2.7系统的干扰分析 (18)三设计总结 (18)四参考文献 (19)一、设计题目及要求1.1 设计题目初始条件奶粉干燥控制系统原理如下图所示。

图1.1 – 1 奶粉干燥控制系统原理图1.2 设计要求1.查阅相关资料，分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。

2.分析系统每个环节的输入输出关系，代入相关参数求取系统传递函数。

3.分析系统时域性能和频域性能。

4.运用根轨迹法或频率法校正系统，使之满足给定性能指标要求。

系统在等速斜波信号（()r t t =）的作用下，系统稳态误差小于0.1。

开环截止频率 3.4/c w rad s ≥，相角裕度45γ≥，幅值裕度20h dB ≥。

摘要在奶粉生产过程中，奶粉干燥是一个重要的环节，它直接关系到产品的质量和能源的消耗。

本研究通过对奶粉干燥系统的各个参数的分析，根据其各个参数的关系模拟出系统流图。

通过对参数范围的查询初步确定参数，然后再根据频域分析、时域分析、超前校正以及滞后校正对系统的稳定性进行了分析和校正。

保证在其生产工艺不变的情况下，实现干燥参数的调整，达到保证奶粉质量和产量的目的。

关键词：奶粉干燥；自动控制；系统框图；Matlab；函数降阶；频域分析；时域分析；超前校正；滞后校正二、设计报告正文2.2奶粉干燥系统工作原理2.2.1奶粉干燥系统原理图图 2.2 – 1奶粉干燥系统原理图2.2.2 工作原理分析奶品生产要求把浓缩奶液干燥成奶粉。