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噴霧幹燥機的技術進展

信息來源:本站 | 發布日期: 2021-09-24 18:21:21 | 瀏覽量:1350

摘要:

近20年來噴霧幹燥機技術的改進和革新主要有從改善產品物性、開發多目標幹燥過程、開發組合幹燥裝置、解決噴霧幹燥塔黏壁問題等幾個方麵得以體現。

  噴霧幹燥因其可直接由可流動液體製成均勻的粉粒狀產品,目前在化工、輕工、食品等工業中仍有廣泛的應用。經過近年來廣大工程技術人員的努力,噴霧幹燥技術已比較成熟,塔尺寸的確定也有較成熟的計算方法。我國雖然和國外相比還有一定的差距,但噴霧幹燥裝置的製造和操作水平也都有較大幅度的提高。近20年來噴霧幹燥技術和設備的改進和革新主要有以下幾個方麵:
  1、改善產品物性
  科學技術的發展和生活水平的提高對噴霧幹燥機產品的質量提出越來越高的要求。例如,有的要求堆密度特別大(≥1.0kg/L)或特別小(≤0.6kg/L);一些有複水性要求的粉體如食品、中藥衝劑等則往往要求速溶性。一般來說,改變霧化的分散度以及當改變操作條件並控製幹燥速率,可以製得具有不同堆密度的產品,但變化的幅度有限。在改善性方麵值得一提的是改變料液性質,如泡沫噴霧幹燥。就是將進料液體先泡沫化後再進行噴霧幹燥。改方法最初是為提高熱效率而提出的,後來用以改善產品的性質。現已證明,泡沫噴霧幹燥製得的奶粉等產品粒徑大、多孔、多凹陷、表麵粗糙,具有良好的速溶性。80年代以來,該技術已用於工業生產。
  2、開發多目標幹燥過程

  把噴霧幹燥機與其他單元過程相結合,已成功地開發應用的主要有兩類:一類是噴霧幹燥-反應過程。人們熟知的噴霧幹燥-聚合一步法製取三聚磷酸鈉就是典型實例之一。另一類是噴霧造粒-幹燥。把溶液或懸浮液在細粒物料上噴霧塗布造粒,與顆粒的幹燥結合起來。根據粒度要求不同,溶液霧化器可置於顆粒床層的內部或上方。噴霧造粒-幹燥技術出現和應用比較早,並已做過大量的基礎研究。由於有許多產品,如肥料、染料等製成顆粒狀對貯存、運輸和使用都更為有利,這年年來對這類技術的興趣正在增長。根據已掌握的技術,床層直徑在1m以內的裝置設計和操作都容易解決,但對於更大規模的放大問題還需要進一步研究。

噴霧幹燥機/塔

  3、開發組合幹燥裝置
  能從液體物料直接幹燥成粉體,這是噴霧幹燥機的最大優點。但噴霧幹燥設備熱效率低、體積龐大、生產能力低、投資高也是最大缺點。近年來,中外幹燥專家對以噴霧幹燥機為第一級的多級組合幹燥進行了大量的研究。利用它將液體幹燥成固體後再進入下一級幹燥器進一步幹燥,這樣克服了噴霧幹燥機的缺點。
  4、解決黏壁問題
  黏壁現象迄今仍然是妨礙噴霧幹燥機正常操作的一個突出問題。一般來說,增大直徑可以減輕黏壁。但為此目的而采用非常大的設備直徑顯然不經濟。國外專家研究了幹燥過程中的黏壁和物料結塊問題,認為造成黏壁的主要宏觀因素是壁溫。在關於橙汁噴霧幹燥的專利中提出的解決辦法是使塔壁冷卻至已幹品的溫度以下,並在進料液中加入助幹劑,提出了防止黏壁的三種途徑:
  1)采用夾壁幹燥塔,期間用空氣冷卻,使壁溫保持在50°以下,黏結性強的物料宜采用平底塔。
  2)通過塔壁旋氣片切向引入二次空氣冷卻塔壁。
  3)塔內近壁處安裝由一排噴嘴組成的“氣掃帚”,並使之沿壁緩慢轉動
  顯然,這些措施試圖達到的基本效果是相同的,即冷卻塔壁。這些方法在中藥浸膏的幹燥中已經廣泛應用,有一定效果。另外,塔內壁拋光液可以減輕黏壁。
  總結起來有以下幾種方法:
  1)改善氣流流向
  2)控製器壁溫度
  3)采用清壁機構
  4)器表麵處理
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