旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)是一種帶有旋轉(zhuǎn)粉碎裝置的氣流干燥設(shè)備。是能一次完成膏糊狀物料干燥、粉碎、分級的高效快速型干燥裝置。
設(shè)備主體為圓筒形結(jié)構(gòu),由底部粉碎段,中部干燥段和頂部分級段組成。底部粉碎段裝有水平回轉(zhuǎn)的攪拌器,由外置驅(qū)動電動機(jī)驅(qū)動,轉(zhuǎn)速為50~500r/min(可調(diào))。它主要有兩個作用:一是支持從外側(cè)空氣分配器切向輸入的熱風(fēng)所形成的流化床層。二是產(chǎn)生強(qiáng)烈的粉碎和攪拌作用,強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì),加劇底部濕料干燥。外側(cè)附有蝸殼式空氣分配器,切向送入的熱風(fēng)通過環(huán)形器壁上的導(dǎo)向縫隙,均勻地切向輸入到干燥室內(nèi)作為干燥介質(zhì),中部干燥段上設(shè)有分散作用的螺旋加料器,頂部分級段出口處下面配有一個可改變直徑的銳形分級環(huán),以獲得所需細(xì)度的產(chǎn)品。
螺旋輸送器送入的濕料落到干燥機(jī)底部。塊狀的濾餅被回旋攪拌器破碎,干燥用的空氣沿切線方向進(jìn)入空氣分配器,產(chǎn)生的高速回轉(zhuǎn)氣流流經(jīng)干燥機(jī)。又濕又重的塊狀濾餅被迫沿著干燥機(jī)的壁面向上運(yùn)動,但又因沉降速度高而很快降落到干燥室底部。
濾餅塊表面先被干燥,攪拌器的機(jī)械沖擊力和干燥空氣的湍動氣流共同形成了一個平衡的流化狀態(tài),從原始濕料到最終產(chǎn)品之間的各種中間狀態(tài)都處于流化之中。破碎的顆粒因沉降速度降低而被空氣帶到干燥機(jī)頂部離去,被干燥后的小顆粒向干燥室內(nèi)渦流軸線移動,所以只要改變干燥室出口下面的分級環(huán)通經(jīng),便能在某種限度內(nèi)改變產(chǎn)品的粒徑,如能正確選擇操作條件,即可達(dá)到一個平衡狀態(tài)。在濕料的供料速率與符合規(guī)格的干燥產(chǎn)品排料速率之間達(dá)到平衡。
綜上所述,旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的熱效率高、干燥迅速地主要原因是:
1)由于回轉(zhuǎn)攪拌器的機(jī)械沖擊和固體顆粒之間互相不斷的碰撞和摩擦作用,碾磨成細(xì)粉,比表面積大幅度增加;
2)高速螺旋熱空氣的激烈湍動作用,氣固間相對運(yùn)動和緊密有效的接觸,并加大了氣固間的相對速度,進(jìn)一步強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì),使干燥過程進(jìn)行得極其猛烈而迅速,從而能在短時間內(nèi)達(dá)到干燥的目的。
根據(jù)旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的結(jié)構(gòu),可以把工作過程分為破碎、氣固接觸、干燥、分級等四個階段,這四個工作過程也是其他干燥機(jī)所不能同時具備的。
A:破碎。由于旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)主要用于膏糊狀物料的干燥,物料進(jìn)入干燥機(jī)后立即受到攪拌槳葉和高速氣流的破碎,很大限度地增加物料的分散度和單位體積濕物料的表面積。
B:氣固混合。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)一般以空氣為載熱體,能否有效達(dá)到氣固混合是影響干燥速率的主要因素。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的攪拌槳把物料破碎并產(chǎn)生彌散作用,同時進(jìn)入干燥機(jī)的空氣也處于高度湍動狀態(tài),很快達(dá)到氣固混合。同時,塊狀物料在重力作用下向下墜落。由于干燥機(jī)底部為倒錐結(jié)構(gòu),氣流的速度很大,很高可達(dá)60m/s。能保證塊狀物料處于良好的流化狀態(tài)而被熱空氣包圍。
C:干燥階段。物料粉碎后,被來自底部高速旋轉(zhuǎn)的熱氣流吹起,在干燥室內(nèi)形成了一個相對穩(wěn)定的流化床,在物料與熱空氣之間進(jìn)行傳熱傳質(zhì)的干燥過程,大部分水分在這一階段蒸發(fā)掉。含水率高,比表面積小的物料密度大,在干燥室內(nèi)向下墜落。由于底部的氣速高,沉降到一定位置后下落速度為零,此時重力與浮力平衡。受到進(jìn)一步破碎和干燥后浮力大于重力,物料開始向上運(yùn)動,通過分級后排出干燥機(jī)。
D:分級階段。分級器是裝在干燥機(jī)出料口下部的環(huán)形擋板,物料隨氣流上升,由于受到離心力的作用,大塊、未干的物料受離心力作用旋轉(zhuǎn)半徑增大。當(dāng)旋轉(zhuǎn)半徑大于分級環(huán)半徑時物料被擋在干燥室內(nèi),直至滿足要求才能通過分級器排出干燥機(jī)。當(dāng)物料加入到干燥機(jī)后,處于旋轉(zhuǎn)的流態(tài)化狀態(tài),團(tuán)塊受到粉碎后直徑迅速減小,水分被蒸發(fā)。物料在氣體的夾帶下作螺旋上升運(yùn)動,粒徑較小并干燥的物料在內(nèi)環(huán),較大較濕的物料產(chǎn)生的離心力大,在外層靠近器壁。但外層的大顆粒在不斷被粉碎干燥,離心力變小后也向內(nèi)環(huán)運(yùn)動,當(dāng)水分滿足要求后被氣體帶出。