喷雾干燥机简介

喷雾干燥机是将液料喷成雾状,使其与热空气接触而被干燥。喷雾干燥是液体工艺成形和干燥工业中广泛应用的工艺。适用于从溶液、乳液、悬浮液和糊状液体原

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喷雾干燥机技术

喷雾干燥技术进展

  喷雾干燥因其可直接由溶液或悬浮体制得成分均匀的粉状产品的特殊优点,目前在化工、轻工、食品等工业中仍有广泛的应用,化学工业中以染料行业应用最为普遍。经过近年来广大工程技术人员的努力,喷雾干燥技术已比较成熟,塔尺寸的确定也有成功的计算方法。采用的雾化器仍然是压力式、离心式和气流式三种,但近几年来离心喷雾干燥器的应用呈上升趋势。对于真溶液喷雾干燥,值得注意的是,不同亲水性溶质要求的干燥介质温度不同。如无机盐类强亲水性物质,其水溶液蒸发脱水主要在溶液沸点下进行,出塔气体温度低于130℃就难以操作。我国虽然和国外相比还有明显的差距,但喷雾干燥装置的制造和操作水平也都有较大幅度的提高。
  近20年来喷雾干燥技术和设备的改进和革新主要有以下几个方面:
(1)解决粘壁问题粘壁现象迄今仍然是妨碍喷雾干燥器正常操作的一个突出问题。一般说来,增大直径可以减轻粘壁;但为此目的而采用非常大的设备直径显然也不经济。国外专家研究了干燥过程中的粘壁和结块问题,认为造成粘壁的主要宏观因素是壁温。在关于橙汁喷雾干燥的专利中提出的解决办法是使塔壁冷却至已干产品的温度以下,并在进料液中加入助干剂。Masters提出了防止粘壁的三种可能途径: ①采用夹壁干燥塔,其间用空气冷却,使壁温保持在50℃以下,粘结性特别强的物料宜采用平底塔; ②通过塔壁旋气片切向引入二次空气冷却塔壁; ③塔内近壁处安装由一排喷嘴组成的气扫帚,并使之沿壁缓慢转动。显然,这些措施试图达到的基本效果是相同的,即冷却塔壁。这些方法在中药浸膏的干燥中已经应用了,有一定效果。另外,塔内壁抛光也可以减轻粘壁。
(2)改善产品物性科学技术发展和生活水平的提高对喷雾干燥产品的物理性质提出了越来越高的要求。例如,有的要求堆密度特别大(≥1.0)或特别小(≤0.6),一些有复水性的粉体如食品、中药冲剂等则往往要求速溶性。一般说来,改变雾化的分散度以及适当改变操作条件以控制干燥速率,可以制得具有不同堆密度的产品,但变化的幅度是有限的。在改善物性方面值得一提的是泡沫喷雾干燥,即将进料液体先泡沫化后再行喷雾干燥。该方法最初是为提高热效率而提出的,后来用以调整产品的物性。现已证明,泡沫喷雾干燥制得的奶粉等产品粒径大、多孔、多凹陷、表面粗糙,具有良好的速溶性。80年代以来,该技术已用于工业生产。
(3)开发多目标过程把喷雾干燥与其它单元过程结合方面,已成功地开发应用的主要有两类。一类是喷雾干燥-反应过程,人们熟知的喷雾干燥-聚合一步法制取三聚磷酸钠就是典型实例之一。但从能耗的观点来看,它不是一个成功的例子,单位产品能耗比二步法高。看来,要经济地实现这种结合,必要的条件之一是干燥和反应要求的物料温度基本相同或相近。另一类已开发,并较成功地应用的多目标过程是喷雾造粒-干燥,即把溶液或悬浮液在细粒物料上喷雾涂布造粒与颗粒的干燥结合起来。颗粒的干燥通常在流化床中进行(也有的采用转鼓),根据粒度要求不同,溶液雾化器可置于颗粒床层的内部或上方。喷雾造粒-干燥技术出现和应用都比较早,并已做过大量的基础研究。由于有许多产品,如肥料、染料等,制成颗粒状对贮存、运输和使用都更为有利,这些年来对这类技术的兴趣正在增长。根据已掌握的技术,床层直径在1m以内的装置设计和操作都容易解决,但对很大的装置,看来放大问题还需要进一步研究。
(4)开发组合干燥装置能从液体直接干燥成粉体,这是喷雾干燥的最大优点。但喷雾干燥热效率低、体积庞大、生产能力低、投资高也是最大缺点,近年来,中外干燥专家对以喷雾干燥为第一级的多级组合干燥进行了大量的研究。利用它将液体干燥成固体后再进入下一级干燥器进一步干燥。这样克服了喷雾干燥器的缺点,有关这方面的情况将在后面的内容中介绍。

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