毕业设计论文任务书一、题目及专题：
1、题目滚筒干燥器设计
2、专题
二、课题来源及选题依据
滚筒干燥机是一种接触式内加热传导型的连续式干燥机械。
在干燥过程中，热量由滚筒的内壁传到其外壁，穿过附在滚筒外壁面上被干燥的食品物料，把物料上的水分蒸发，得到固态粉状或片状产品。
本课题的任务是设计一台用于营养速溶米粉生产的滚筒干燥机，其具有结构简单、热效率高、适用性高等优点。
通过本课题的设计，有助于学生能掌握和运用专业知识，锻炼工程设计能力。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
①查阅和整理资料，包括一篇与课题相关或相近的外文资料并进行翻译；
②确定课题的总体设计方案，进行开题报告；
③进行相关参数的选择、计算和校核；
④对滚筒干燥机进行详细的结构设计，绘制总装图；
⑤绘制主要部件图和典型零件图；
⑥对整个设计过程做出总结，撰写设计说明书。
四、接受任务学生：
五、开始及完成日期：
自2012年11月12日至2013年5月25日
六、设计（论文）指导（或顾问）：
指导教师签名
签名
签名
教研室主任
〔学科组组长研究所所长〕签名
系主任签名
2012年11月12日
摘要
预糊化营养米粉具有速溶即食的特点，是最易消化的大米制品。
根据不同消费对象和不同配方又可分为：婴幼儿营养米粉、老年营养米粉和方便营养米粉。
目前，这类食品具有广阔的市场前景.
滚筒干燥器是通过转动的圆筒，以热传导的方式，将吸附在筒体外壁的液状物料或带状物料，进行干燥的一种连续操作设备。
其操作过程为：需干燥的处理的料液由高位槽流入滚筒干燥器的受料槽内。
干燥滚筒在传动装置的驱动下，按规定的转速转动。
物料由布膜装置，在滚筒壁面上形成料膜。
筒内连续通入供热介质，加热筒体，由筒壁传热传热使料膜的湿分汽化，在通过刮刀将达到干燥要求的物料刮下，经过螺旋输送最后干燥器将成品输送到储槽内，然后进行包装。
关键词：米粉；干燥；滚筒干燥器
Abstract
Pregelatinization nutrition with instant noodles, ready-to-eat characteristics is the most indigestible parts of rice products. According to different consumer targets and can be divided into different formula : Infant nutrition rice noodles, rice noodles and the elderly nutrition convenient nutrition rice noodles. At present, such food has broad market prospects.
Drum dryer through the rotating cylinder to heat conduction, will be adsorbed on the outer shell of liquid material or herpes materials, a dry continuous operation of equipment.
Its operating process : the need to dry the feed trough flows from the peak of the drum dryer subject within the trough. Drum drying in the driving gear, according to the rotational speed. Materials from cloth membrane device, the cylinder wall to form membrane materials. Tube leads to continuous heating medium, the heating cylinder, heat from Wall heat transfer membrane material made of moisture evaporation, through scraper will reach the requirements of the dry material scraped through the last screw conveyor dryer will be finished sending tanks, then packaged.
Key Words:rice noodles;dry ;drum dryer
目录
摘要 (III)
ABSTRACT (IV)
目录 (V)
1 绪论 (1)
1.1本课题研究的内容的意义 (1)
1.2国内外的发展概况 (1)
1.3本课题设计的目的 (2)
1.4本课题设计的要求和思想 (2)
1.5概述 (2)
1.6原材料供应情况及公用设施要求 (2)
1.7工艺设计 (3)
1.8主要设备（年产1000吨生产能力） (3)
2滚筒干燥器特性原理 (6)
2.1滚筒干燥器的特点 (6)
2.2滚筒干燥器的基本原理 (6)
2.3滚筒干燥器的分类 (7)
2.4被干燥物料及干燥介质的特性 (7)
2.4.1被干燥物料的特性 (7)
2.4.2干燥介质的特性 (8)
2.5干燥过程的节能 (8)
2.6改进干燥设备，强化干燥过程 (8)
3 滚筒干燥器的计算 (10)
3.1滚筒干燥器的条件参数 (10)
3.2滚筒干燥器结构参数的计算 (10)
3.2.1物料和热量衡算干燥器的生产负荷 (10)
3.2.2滚筒干燥器干燥面积，筒体直径，长度确定 (10)
3.2.3滚筒干燥器的功率计算 (11)
3.2.4传动装置设计 (12)
3.2.5滚筒组件的强度和刚度计算 (16)
3.2.6密封罩和排气管的设计 (24)
4 设备的安装和调试 (26)
4.1设备的安装 (26)
4.2可能的故障现象和解决方案 (26)
5 设备的维护和保养 (27)
6 设计小结 (28)
致谢 (29)
参考文献 (30)
1 绪论
1.1 本课题的研究内容和意义
干燥技术的应用，在我国具有十分悠久的历史，闻名于世的造纸技术就有干燥技术的应用。
干燥设备广泛应用于化工、食品、粮油、饲料等工业。
中国的现代干燥技术是从20世纪50年代逐渐发展起来的，迄今对于常用的干燥设备如气流干燥、喷雾干燥、流化床干燥、旋转闪蒸干燥、红外干燥、微波干燥、冷冻干燥等设备，我国均能生产供应市场。
对于一些较新型的干燥技术如冲击干燥、对撞流干燥、过热干燥、脉动燃烧干燥、热泵干燥等也都已开发研究，有的已工业化应用。
我国的现代干燥技术取得的成绩是我国相关科研人员和企业界共同努力的结果，虽然取得了不少可喜的成果，但是企业间的竞争尚不规范阻碍了干燥技术的健康发展，很多成果尚未能转化为生产力使企业的产品得不到更新。
1.2 国内外的发展概况
干燥技术的应用，在我国具有十分悠久的历史。
闻名于世的造纸技术，就有干燥技术的应用。
干燥设备广泛应用于化工、食品、粮油、饲料等工业，中国的现代干燥技术是从20 世纪50年代逐渐发展起来的，迄今对于常用的干燥设备，如气流干燥、喷雾干燥、流化床干燥、旋转闪蒸干燥、红外干燥、微波干燥、冷冻干燥等设备，我国均能生产供应市场，对于一些较新型的干燥技术如冲击干燥、对撞流干燥、过热干燥、脉动燃烧干燥、热泵干燥等也都已开发研究，有的已工业化应用。
我国的现代干燥技术取得的成绩是我国相关科研人员和企业界共同努力的结果，虽然取得了不少可喜的成果，但是企业间的竞争尚不规范阻碍了干燥技术的健康发展，很多成果尚未能转化为生产力，使企业的产品得不到更新。
干燥技术的研究既要研究不同物料的干燥性能，也要研究各种节能高效的新型干燥设备，以及一定的物料在某种干燥设备中的合理操作参数。
人们一直希望通过干燥理论的研究建立干燥模型，以期在计算机上取得最佳结果。
遗憾的是，直到今天，对于大多数干燥操作，在无经验的情况下，只能通过试验取得相关数据，来指导生产实践。
干燥技术有三项目标是业界公认的，即干燥操作要保证产品质量、干燥作业对环境不造成污染、干燥的节能研究。
干燥也是一个能耗较大的单元操作，直接决定着产品的质量，特别是高性能材料的生产，对干燥操作有着更高的要求。
针对这些问题，近些年来，干燥技术领域出现了一些创新成果。
为了节能以及生产附加值高的产品、解决干燥过程中出现的问题，需要结合现存的各种有效的干燥技术，或者研究开发特殊的干燥技术和新型的干燥设备，同时也需要强化干燥过程中的智能化控制。
在油脂制取的原料干燥上，目前我国此类干燥设备大部分是采用对流干燥技术,主要使用滚筒烘干机、流化床烘干机和塔式干燥机。
简而言之，目前干燥技术发展的总趋势为：
A. 干燥设备研制上向专业化、大型化、系列化和自动化发展；
B. 强化干燥过程；
C. 采用新的干燥方法和组合干燥方法；
D. 降低干燥过程中能量的消耗；
E. 闭路循环干燥流程的开发和应用；
F. 消除干燥过程造成的公害问题。
1.3 本课题设计的目的
本次设计的目的是设计出一种单滚筒式干燥器，要求其结构合理，经济适用，操作方便，易于维护，通用性好。
通过本次设计，希望能够进一步改进和完善现有机型，改善加工机的通用性，并为后来的设计奠定一定基础。
再者，本次设计是综合教学和实践的重要环节，增强分析和解决机械设计的相关问题，巩固、加深和拓宽所学的理论知识。
通过设计的实践过程，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。
通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。
1.4 本课题设计的要求和思想
根据干燥要求，干燥物料的品种及含水量工艺的不同，应达到如下技术要求(1) 干燥效果好，干燥物料均匀，而且有比较高的干燥率；(2) 通用性好，尽可能的适用于多种物料的干燥；(3) 进出料自动化，工作安全可靠。
功能上产品必须实现的任务或说是产品的用途，因此必须按照干燥器所要求的任务和目标进行设计，其设计原则有：(1) 保证干燥物料的均匀性；(2) 防止附属功能的遗漏（如自动输送）；(3) 尽量减少不必要的功能设置；(4) 注意要求达到基本功能的条件，防止其和具体环境等因素的不协调。
1.5 概述
速溶营养米粉自八十年代末在我国逐步推广，已形成一个较成熟的市场在婴幼儿营养米粉产品中出现了“亨氏”、“未来”等优秀品种，市场发展迅猛另外，在老年营养米粉和方便早餐米粉方面存在潜在的大市场。
由于预糊化大米粉是最易消化的大米制品，符合营养、保健、方便及经济的特点，深受消费者欢迎。
预糊化营养米粉具有速溶即食的特点，是最易消化的大米制品。
根据不同消费对象和不同配方又可分为：婴幼儿营养米粉、老年营养米粉和方便营养米粉。
以下介绍目前世界上最先进的转鼓干燥方法生产速溶营养米粉工程项目。
1.6 原材料供应情况及公用设施要求：
速溶营养米粉的主原料大米、大豆、面粉，市场供应充足。
主要燃料为煤炭或柴油，易供应。
供电需50kw三相电源。
需厂房面积≥500m2，普通厂房即可
1.7 工艺设计：
工艺流程：
图1.1 工艺流程图
生产流程： 预煮机
粉碎机
传送带
储罐浓浆泵
干燥机
胶体磨
搅拌机水处理器
磨浆机过筛机
包装机成品
图1.2 生产流程图
1.8 主要设备（年产1000吨生产能力）
表1-1 主要设备
1.1-2吨锅炉及管道1台20万元
2.水处理1台套4万元
3.磨浆机1台0.3万元
4.搅拌机1台2.8万元
5.胶体磨1台1.55万元
6.储罐1台2.0万元
7.浓浆泵4台1.8万元
8.预煮装置及配套设施1套6.2万元
9.滚筒干燥机1台49.5万元
10.造粒过筛机1台1.8万元
11.包装机4台10万元
12.各种控制台、电线、桥架、管道10万元
总合计：109.95万元主要设备介绍：
1水处理设备
国家"瓶装饮用纯净水卫生标准"和"生活饮用水水质标准"的某些指标如下表中所示。
我国生活饮用水标准是用于检测自来水经预处理、除盐、灭菌、消毒后才能制得合格的饮用纯净水。
用水处理设备使生产使用水最少达到生活用水的标准。
2 胶体磨
胶体磨是流体超微粉碎机械，兼备粉碎、乳化、分散、均质、搅拌等功能可以代替石磨、砂磨机、球磨机、组织捣碎机等。
胶体磨主要用途、适用范围：
食品行业：果茶、豆奶、冰淇淋、月饼馅、豆制品、饮料、果汁、果酱。
建筑行业：内外墙涂料、冷瓷涂料、多彩涂料、防腐防水涂料、阻燃涂料。
文化用品行业：墨水、油墨、铅笔芯、广告色、油画色。
化工行业：润滑脂、油漆、乳化沥青、胶粘剂、洗涤剂、皮革染料。
医药行业：生物制品、疫苗、药膏、各种口服液。
日用化工行业：洗发精、牙膏、鞋油、夹克油、化妆品。
此外、胶体磨还应用于塑料工业、纺织工业、造纸工业等方面。
胶体磨的特点：
(1) 胶体磨的工作是靠一对锥形的转齿与定齿作相对运动，物料通过定转齿之间的间隙受到剪切力、摩擦力、离心力和高频振动、而达到粉碎、乳化、均质、分散的目的。
（2）胶体磨接触物部分均采用不锈钢材料制成，耐腐蚀性好、对医药、食品及化工原料无污染。
磨齿采用高硬度耐腐蚀合金制成，硬度可达HRC55左右，可粉碎较硬物料。
3 浓浆泵
单杆浓浆螺杆泵（又名螺杆泵），适应高粘度介质的特殊输送，尤其在
化工、酿造厂、食品厂、造纸厂、罐头厂、药厂、酒厂等单位使用广泛。
4 造粒过筛机
工作原理：物料由料斗经螺旋输送器进入粉碎室，被高速旋转的刀片剪切粉碎，粉体越过导向圈进入分级室，因分级轮是旋转的，流入叶道内的粉体同时受到空气动力和离心力的作用。
粉体中大于临界直径（分级粒径）的颗粒因质量大，被甩回粉碎室继续粉碎，小于临界直径的颗粒通过负压风运的方法经出料管进入旋风分离器、袋式除尘器，排出物料达到产品的要求
由主机、辅机、电控箱三个部分组成，具有风选式、无筛、无网、出料粒度大小均匀等多种性能，生产过程连续进行，能处理如化学制品、食品、药品、药剂、化妆品、塑料、染料、树脂、颜料、谷物等物料的粉碎。
5 滚筒干燥机
用途：广泛应用于米粉，麦片，淀粉，马铃薯全粉等食品的干燥，也用于化工，环保，医药饲料中粘稠物料干燥，成品可做成片状，粉状，颗粒状。
工作原理：在滚筒中通入饱和水蒸汽或导热油，物料以不同方式涂布在滚筒表面，对其进行加热，熟化及制皮。
特制的刮刀将其刮下后送到后续工序进行成品处理。
特点：产品的干燥质量稳定。
滚筒共热方式便于控制，筒内温度和间壁的传热速率能保持相对稳定，使料膜能处于稳定传热状态下干燥。
适用范围广，采用滚筒干燥的液相物料，必须具有流动性，黏附性和对热的稳定性。
物料的形态可分为溶液非匀相的悬浊液，乳浊液，溶胶等。
道气供热介质简单，常用饱和水蒸气。
2 滚筒干燥器特性原理
2.1 滚筒干燥器的特点
1热效率高。
筒内供给的热量，除少数热辐射和筒体的端盖部分散热损失外，大部分热量用于湿分的汽化，热效率可高达70%-80%。
2干燥速率大。
筒壁上湿料膜的传热与传质过程，由里到外，方向一致，温度梯度较大，使料膜表面保持较高的蒸发强度
3产品的干燥质量稳定。
滚筒共热方式便于控制，筒内温度和间壁的传热速率能保持相对稳定，使料膜能处于稳定传热状态下干燥。
4适用范围广。
采用滚筒干燥的液相物料，必须具有流动性，黏附性和对热的稳定性。
物料的形态可分为溶液非匀相的悬浊液，乳浊液，溶胶等。
5单机的生产能力，受到筒体尺寸的限制。
一般滚筒干燥器的干燥面积不宜过大，单筒的干燥面积很少超过12。
同一规格的设备，其处理料液的能力，还受到料液的性质，湿含量控制，料膜厚度，滚筒转速的影响，变化范围较大。
6道气供热介质简单。
常用饱和水蒸气，压力范围为0.2-0.6MPa.对于某些要求在低温下干燥的物料，可采取热水做为媒介；一般不采用过热蒸汽和烟。
7刮刀容易磨损，使用周期短。
筒体受到料液腐蚀和刮刀切削状态下的磨损后，难以修补，必须从新更换。
2.2 滚筒干燥器的基本原理
膜料的行成和干燥时间：液相物料在筒壁上成膜的厚度和干燥特性，对干燥产品的产率和质量有直接的影响。
形成膜的厚度，与物料的性质，滚筒的线速度，筒壁温度，筒壁材料，以及布膜的方式的因素有关。
料液的表面张力是同分类液体分子之间的引力，黏附力则是液体与金属筒壁之间不同分子的引力。
只有黏附力大于表面张力时，才能行成膜。
表面张力接近于水的物料，在干燥中可获得较高的产率。
料液的黏度是液体流动时的内摩擦力，与料液的流动性成反比。
流动性好，便于输送和布膜，因此对于黏度过大的料液，应提高温度，以降低黏度。
此外，由于筒壁材料的表面吸附力不同，对附料也有影响，筒壁温度低比高容易附料，筒体转速快，线速度高的也容易附料。
在实际生产中，滚筒干燥器的料膜形成，常借助与布膜器或膜厚控制器，使之成膜进行干燥。
附在筒壁上料膜的干燥特性，与料液物性有关。
匀相物液的干燥，是在溶剂被汽化后，溶质结晶于筒壁上而行成固态膜。
非匀相的悬浊液，乳浊液的干燥，则利用粒子的分散度和粒子表面的自由能较大而具有聚集的特性，在溶剂汽化或破乳脱水时，使粒子聚集沉积于筒壁面，形成固态膜。
料液在筒壁上形成膜和干燥的过程中，料膜的厚度，是随湿分汽化而不断的收缩变化。
确定物料停留干燥时间，可在实验或生产装置中，通过调节各种影响干燥效果的操作条件，取得较好的综合经济效益时的滚筒实际转速，做为设计依据。
滚筒干燥过程中的传热与传质：筒壁表面上料膜干燥的基本原理是基于筒体与料膜传热间壁的热阻，形成温度梯度，筒内的热量传到料膜，并按索莱效应，引起料膜内湿分向
外转移，当料膜外表面的蒸汽压力超过环境空气中的蒸汽分压时，产生蒸发和扩散的作用。
料膜干燥的过程可分为，预热，等速和降速3个阶段。
筒壁浸于料液中的成膜区域是预热，蒸发作用还不明显。
在料膜脱离料液主体后，干燥作用开始，膜表面汽化，并维持恒定的汽化速度。
当膜内扩散速度小于表面汽化速度时，则进入降速阶段的干燥岁随着料膜内湿含量降低，汽化速度大幅度下降。
降速段的干燥时间，占总停留时间的80%-98%。
2.3 滚筒干燥器的分类
按结构形式分为：单滚筒干燥器、双筒型干燥器、多筒型干燥器，另外也可按操作压力分为常压和减压两种形式。
(1) 单滚筒干燥器，用于溶液或稀浆状是浮液的物料干燥。
布膜方式常为浸液式或喷溅式，筒体用铸铁或钢板焊制，筒内供热介质的进出，采用填料函密封形式的进气头结构，筒内凝液，采取虹吸管并利用筒内蒸汽的压力与疏水阀之间的压差，使之连续地热排出筒外。
(2) 双筒型干燥器，双筒型干燥器由同一套减速传动装置，经相同模数和齿数的一对齿轮啮合，使两组相同直径的滚筒相对转动，根据布膜位置的不同，分为对滚式和同槽式两类。
(3) 多筒型干燥器，多筒型干燥器应用于带状物料的干燥，进、出料的方式与液相物料干燥完全不同，带状物料的干燥，除控制湿含量外，还需控制外形的改变，故滚筒采用滚动轴承，以减小阻力，壁面在输送过程中拉伸而变形。
2.4 被干燥物料及干燥介质的特性
2.4.1 被干燥物料的特性
(1) 物料的状态
A. 溶液及泥浆状物料，如工程废液及盐类溶液等。
B. 冻结物料，如食品、医药制品等。
C. 膏糊状物料，如活性污泥及压滤机滤饼等。
D. 粉粒状物料，如硫酸铵及树脂粉末等。
E. 块状物料，如焦炭及矿石等。
F. 棒状物料，如木材等。
G .短纤维状物料，如人造纤维等。
H. 不规则形状的物料，如陶瓷制品等。
I. 连续的薄片状物料，如带状织物、纸张等。
J. 零件及设备的涂层，如机械产品的涂层等。
(2) 物料的物理化学性质与被干燥物料的物理化学性质是决定干燥介质种类、干燥方法和干燥设备的重要因素，因此，干燥器的设计者要了解。
A . 物料的化学性质。
如组成、热敏性（软化点、熔点或分解点），物料的毒性,可燃性，氧化性和酸碱性（度）、摩擦带电性、吸水性等。
B. 物料的热物理性质。
如物料含水率、假密度、真密度、比热容、热导率及粒度和粒度分布等。
对于原料液还应当知道浓度、粘度及表面张力等。
C. 其他性质，如膏糊状物料的粘附性、触变性（即膏糊状物料在振动场中或在搅
动条件下，物料可从塑性状态，过渡到具有一定流动性的性质），这些性质在设计干燥器及加料器时可加以利用。
(3) 物料与水分结合的性质固体与水分结合的方式是多种多样的，它可以是物料表面附着的，也可以是多孔性物料孔隙中滞留的水分，也可以是物料所带的结晶水分及透入物料细胞内的溶胀水分等。
物料与水结合方式不同，除去的方法也不尽相同。
例如物料表面附着的水分和大毛细管中的水分，是干燥可以除去的；化学结合水，不属于干燥的范围，经干燥后，它仍残存在物料中。
2.4.2 干燥介质的特性
大多数工业干燥过程均采用预热后的空气作为干燥介质。
环境空气是含有少量水蒸气的气汽混合物，所以又称为湿空气。
干燥理论中之所以称其为“干燥介质”是因为它在干燥过程中承担着热湿载体的作用。
它将热量传递给湿物料，为其提供干燥能量；同时，又把湿物料中的湿分（通常是水分）携带出干燥器，从而达到了干燥的目的。
2.5 干燥过程的节能
干燥是能量消耗较大的单元之一。
因为不论是干燥液体物料、浆状物料，还是含湿的固体物料，都要将液态水变成气态，所以需要供给较大的汽化潜热。
通常把干燥过程中蒸发1㎏水分所消耗的能量称为单位能耗。
2.6 改进干燥设备，强化干燥过程
近年来，常用的干燥设备（喷雾、流态化、气流干燥等），仍在原有的基础上改进和发展。
(1) 改善设备内物料的流动状况（或干燥介质的流体力学状况），强化和改善干燥过程。
例如气流干燥器，从直管气流干燥，改成脉冲气流，使被干燥粒子在脉冲气流的作用下多次的加速，强化传热传质过程。
又如，改进喷雾干燥器的进风装置，达到控制雾滴的运动状况等。
(2) 增添附属装置，改善干燥器的操作，扩大干燥设备的使用范围。
在气流干燥器的流程中，增添分散器，使气流干燥器用于分散性差的湿物料的干燥；增添破碎机，使气流干燥器用于块状物料的干燥；增添混合器，使气流干燥器用于含水量很高的物料；增添分级机，以解决产品粒度的均匀化等。
在喷雾干燥方面，研制了高粘度物料的雾化器；研制各种喷雾干燥器的进气分布装置，使干燥塔中心与塔壁的气速基本一致，减少喷雾干燥的粘壁；安装电磁自动振动装置，防止物料粘壁等。
在流化床干燥器中，增添附属装置，改善其操作性能。
例如在单层圆筒形流化床中，添加旋转分隔板，分隔板从流化床中部开始旋转分隔直至出料口。
湿物料从流化床中部加入,在旋转隔板的控制下，物料从进口至出口一边流化一边运动，而不会“短路”，因此，物料在流化床中的停留时间均匀。
在双层流化床中的上层，增添摆动的物料松动器，当流化床操作时，松动器不停摆动，松动物料，避免形成死床层，以改善流化床的特性。
在卧
式多室流化床中的第一室，增添搅拌装置，使凝聚的湿物料分散，同时排除不能流化的大颗粒。
此外，在卧式多室流化床，把固定隔板改成悬挂在回转链上的运动隔板，在运动隔板的作用下，物料从加料端均匀地移到出料端,实现了物料的“活塞流”，可使被干燥物料停留时间均匀，产品含水率均匀。
