第八章喷雾干燥设备(谷风教育)
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喷雾干燥设备
A.雾化器： a.压力式雾化器(压力喷嘴) 工作原理：由高压泵供来的高压(2～20MPa)液体，经喷 嘴作用后，部分势能转化为动能，因而呈现 强烈的旋转运动，离开喷嘴后形成旋转的空 心圆锥形薄膜，厚度0.5～40cm，随着液膜伸 长变薄，最后分裂为小雾滴。
优点：结构简单，制造成本低，维修、更换方便； 动力消耗较小；改变喷嘴的内部结构， 可获得到不同的雾化效果。 缺点：生产过程中流量及操作压力无法单独调节， 否则影响雾化质量；喷嘴孔径很小，一 般在φ1mm以下，极易堵塞，不适于高黏 度料液；喷嘴易磨损，需经常更换。 常见类型：旋流式压力喷嘴：喷嘴内设有旋转室， 液体 在压力作用下经由旋转室导向形成 旋转后喷出。 离心式压力喷嘴：喷嘴内安装一插芯， 液体在压力作用下直接通过内插头与喷 嘴体形成的螺旋型通道形成旋转运动喷 出。
c.气流式雾化器 工作原理：又称二流体喷雾，它是利用蒸汽或压缩空气的 高速运动 (一般为200～300m／s)使料液在喷嘴 出口处相遇，由于两种流体存在着相当高的相 对速度，液膜被拉成丝状，然后分裂成细小的 雾滴。 雾滴的大小影响因素：两种流体相对速度 物料黏度 气液的重量 液体出口大小 气体黏度或重度 特点：喷嘴结构简单，磨损小； 适用范围广，适于低黏度或高黏度料液(包括滤饼在 内)，特别是含有少量杂质的物料，均可实现雾 化； 所得雾滴较细； 喷嘴操作弹性大； 动力消耗大，为离心式雾化器的5～8倍。
§设备比较复杂，一次性投资较大。热风温度较低时，干燥 室体积较庞大。 §喷雾干燥过程中废气夹带了一定的微粉，需要一套高效的 分离装置，结构复杂、费用较贵。 ， §因设备庞大，且卫生条件要求高，设备清理工作量大。 §设备的热效率不高，热消耗大，热效率一般约30％～40％， 动力消耗大。
（3）喷雾干燥设备的主要构成
喷雾干燥机安全操作规程
喷雾干燥机安全操作规程一、操作前的准备工作1.工作人员必须熟悉喷雾干燥机的基本原理、结构和性能，并参阅设备操作手册。
2.检查设备的电气接地是否良好，并确保电气设备无故障。
3.检查设备是否经过维护并处于安全工作状态。
4.使用手动切断装置切断电源，并确保设备已经停止运行。
二、安全操作注意事项1.操作人员应佩戴合适的个人防护装备，包括防护眼镜、防护口罩、防护手套等。
2.在操作过程中，不得穿宽松衣物或长发，以免被卷入设备内。
3.操作人员在清洗、维修或检查设备时，应确保设备已经停机，并在操作过程中切断电源，避免发生意外。
4.操作人员必须经过专业培训，熟悉设备的操作程序和功能，严禁未经授权的人员操作设备。
5.在操作过程中，应注意控制设备的温度和湿度，避免超温和超湿等情况的发生。
6.原料的加入应根据操作规程进行，在加入过程中要注意避免发生溅溅现象，防止对工作人员造成伤害。
7.操作期间，应定期检查设备的运行情况和状态，如发现异常应及时报修或停机检查。
三、事故处理和应急预案1.如发现设备发生故障或异常情况，应及时停机并报修。
2.发生火灾时，应立即切断电源，并使用灭火器或其他灭火设备进行灭火，如果无法控制火势，应立即撤离人员，并通知相关人员进行灭火。
3.任何一起事故发生后，都要及时向相关负责人或单位的管理员进行汇报，并采取相应的措施进行善后处理。
四、常规维护检查1.定期检查设备的电气接地情况，并及时修复接地不良的地方。
2.定期检查设备的电气设备，如电源线、电子仪表等的工作情况，如发现故障应及时修复。
3.定期清洗设备，特别是喷雾器、干燥室等部位，以保证设备的正常运行。
4.定期检查运行状况，并做好设备的维护记录，及时处理设备的故障。
总之，喷雾干燥机的安全操作规程对于确保工作人员的安全和设备的正常运行非常重要。
在操作过程中，工作人员应严格按照操作规程操作，在发生故障或事故时，要及时报修和处理。
同时，定期维护设备并检查各项指标的工作情况，以确保设备的稳定运行。
喷雾干燥设备原理及操作培训课件
*
喷雾干燥设备讲解
3
二、开场思考问题
*
喷雾干燥设备讲解
4
• 总结：影响衣服干燥速度的因素？
• 空气温度、通风、空气湿度、衣服与空气接触的表面积 明白一个概念。饱和蒸气压：密闭条件下水的气相与液相达到平
衡即饱和状态下的水蒸气压力。饱和水蒸气压力数值与饱和温度 相关，当温度上升时，对应的饱和水蒸气压力随之上升。
第二组设置启用温度范围<<=第三组设置启用温度范围，电加热启用 第三组的加热设定
第三组设置启用温度范围<<=第四组设置启用温度范围，电加热启用 第四组的加热设定
第四组设置启用温度范围<<=第五组设置启用温度范围，电加热启用 第五组的加热设定
进风温度控制根据输入的设定温度采用PID调节，PID参数在“PID参 数”画面可以看到并能被用户修改。
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四、喷雾干燥工艺基本流程
1、进料：物料→配料罐→螺杆泵（蠕动泵）→雾化器 （将料液雾化成细小雾滴）→射流出料、旋风出料→ （在除湿送风作用下）→小旋风出料（洁净区）→装袋 2、进风、排风：空气→初效过滤器→中效过滤器→引风 机→蒸汽加热器（140℃）→电加热器 （220℃左右）→ 高温高效过滤器→蜗壳→热风分配器→进入喷雾干燥筒 体（与物料接触干燥后）→一级旋风→二级旋风→水膜 除尘机→大气
*
喷雾干燥设备讲解
5
补充1：怎么在沙漠取水？
•先在沙漠中挖出一个小洞，然后在洞里面放置几块石头，然后在洞 口放置几片棕榈叶，然后等上一晚，利用一整晚的温差，在石头上
会形成冷凝的作用，第二天在石头上能够形成几滴的水，可以吸一 下，可不要小看了这几滴水，在沙漠中，它可以救你的命。
补充2：露水是怎么产生的？
第八章喷雾干燥设备
12
2、降速干燥阶段
• 4）在此阶段中，干燥速率的大小取决于物料本身 的结构、形态和尺寸，而与外部的干燥介质条件 关系不大，所以降速干燥阶段又称为物料内部扩 散控制阶段。
• 5）此阶段除去的水分为剩余的非结合水分和一部 分结合水分。
13
六 喷雾干燥方法的基础
• 1.喷雾干燥方法的优缺点 • 优点： • （1）干燥速度快，物料受热时间短。 • （2）干燥条件和产品的质量指标易于调节。 • （3）生产效率高，操作人员少。 • （4）生产过程简化，后续工序少。 • 2.缺陷 • （1）干燥室庞大。 • （2）回收被废气夹带的成品粉末的装置复杂。
三、风机
• • 风机 •
引风机 排风机
22
选择风机考虑因素：
• 排风机的风量较进风机的风量大的原因： • 1、计算进风机风量时以新鲜空气的温度
计，而排风机是以排风温度计。温度升高 体积增大，排风量增大； • 2、排出的废气中不仅有进入的风，而且 还有蒸发的水蒸气需要排出； • 3、另外，还需要保证塔内具有一定的负 压。
3、滤层(海绵)
性能评价：
1、捕集效率； 2、压力损失； 3、集尘容量； 4、操作难易； 5、设备费、运输费。
20
二、空气减湿器
• 当进入干燥塔的空气中湿含量较大时，特别是 进入流化床的空气含湿量较大时会造成奶粉返 潮，所以必须除湿。
• 除湿的原理：将空气冷却到零点以下，使其中 的水蒸汽凝结。
21
8
五、恒速干燥阶段与降速干燥阶段
• 在恒定干燥条件下，干燥过程主要包括两个阶段： 恒速干燥阶段（通常由于物料的预热阶段时间很 短）和降速干燥阶段。
• 1、恒速干燥阶段 • 在此阶段中物料表面始终被非结合水分充分湿润，
2、降速干燥阶段
• 4）在此阶段中，干燥速率的大小取决于物料本身 的结构、形态和尺寸，而与外部的干燥介质条件 关系不大，所以降速干燥阶段又称为物料内部扩 散控制阶段。
• 5）此阶段除去的水分为剩余的非结合水分和一部 分结合水分。
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六 喷雾干燥方法的基础
• 1.喷雾干燥方法的优缺点 • 优点： • （1）干燥速度快，物料受热时间短。 • （2）干燥条件和产品的质量指标易于调节。 • （3）生产效率高，操作人员少。 • （4）生产过程简化，后续工序少。 • 2.缺陷 • （1）干燥室庞大。 • （2）回收被废气夹带的成品粉末的装置复杂。
三、风机
• • 风机 •
引风机 排风机
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选择风机考虑因素：
• 排风机的风量较进风机的风量大的原因： • 1、计算进风机风量时以新鲜空气的温度
计，而排风机是以排风温度计。温度升高 体积增大，排风量增大； • 2、排出的废气中不仅有进入的风，而且 还有蒸发的水蒸气需要排出； • 3、另外，还需要保证塔内具有一定的负 压。
3、滤层(海绵)
性能评价：
1、捕集效率； 2、压力损失； 3、集尘容量； 4、操作难易； 5、设备费、运输费。
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二、空气减湿器
• 当进入干燥塔的空气中湿含量较大时，特别是 进入流化床的空气含湿量较大时会造成奶粉返 潮，所以必须除湿。
• 除湿的原理：将空气冷却到零点以下，使其中 的水蒸汽凝结。
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五、恒速干燥阶段与降速干燥阶段
• 在恒定干燥条件下，干燥过程主要包括两个阶段： 恒速干燥阶段（通常由于物料的预热阶段时间很 短）和降速干燥阶段。
• 1、恒速干燥阶段 • 在此阶段中物料表面始终被非结合水分充分湿润，
喷雾干燥设备
离心式喷雾干燥设备热风分配器
整个蜗壳型热风分配器外观很像 蜗牛壳，进风口由大逐渐变小， 其原因是因为热风在顺着蜗壳风 道流动，其中一部分热风会进入 干燥塔，风量减少。为保证热风 能均匀地进入到塔内，因此采用 蜗壳式设计。
• 16条叶槽
离心盘(多叶)
• 直沟槽
• 弯曲沟槽：减少成品中的空气，减少了氧化的可
1，干燥过程非常迅速，几秒内结束 2，干燥过程中液滴温度不高,产品质量较好，适于处理热敏性物料 3，喷雾干燥后产品不需进一步磨碎，简化工序 4，喷雾干燥时，可以调节改变干燥条件而调整产品质量指标。 5，产品具有良好的分散性，流动性和溶解性。 6，密闭且保证一定负压，保证了生产的卫生条件 7，生产效率高，操作人员少，便于实现连续生产和自动控制
喷雾干燥系统的主要组件及分类
供料系统
雾化系统 干燥系统
供热系统
气固分离系统
（一）空气过滤器
空气过滤器组成 1、板框 2、滤板 3、滤层(海绵)
空气中的有害物质 二氧化硫、一氧化碳等
有害气体，煤烟、粉尘等 尘埃
（二）空气减湿器
• 当进入干燥塔的空气中湿含量较大时，特别是进 入流化床的空气含湿量较大时会造成产品返潮， 所以必须除湿。
2、 应采取措施防止焦粉，防止热空气产 生涡流与逆流，满足工艺要求。3、 产品中质的增加应特别注意保证热 风清洁。
4、 为了便于检查生产运行情况，应配置 温度、压力指示记录仪、灯孔等。
5、 具有高回收率的粉尘回收装置 6、 为了提高产品的溶解性、速溶性，干燥的产
品应迅速从干燥室取出冷却，连续出粉。 7、 干燥室内温度及排风温度不许超过100℃，
引风机 风机
排风机 选择风机考虑因素
根据喷雾干燥设备蒸发水分的能力来 确定风量，一般情况下，排风机的风 量较进风机风量大20%～40%。
喷雾干燥设备的原理技术
喷雾干燥设备的原理技术1.喷雾干燥设备的喷雾系统：喷雾系统是喷雾干燥设备中最关键的部分。
物料溶液通过高速旋转的喷雾器，喷出细小的液滴，形成均匀的喷雾雾化状态。
喷雾器的设计和选择对干燥效果有很大影响，常见的喷雾器有压缩空气喷雾器、压力旋转喷雾器和压力喷雾干燥室。
2.热空气系统：热空气系统是喷雾干燥设备的另一个重要组成部分。
热空气通过热风机产生，并通过热气收集器传递到干燥室中。
热空气的温度、湿度和流速对于物料干燥的效果有很大的影响。
适当的热空气温度可以保证物料在干燥过程中快速蒸发，而适当的湿度可以防止物料过早结块或粘附在设备表面。
3.控制系统：4.物料输送系统：物料输送系统主要包括物料液的供应和干燥后的颗粒的收集。
物料溶液可以通过泵或者其他方式输送到喷雾器中。
干燥后的颗粒通过收集器收集，并经过除尘处理，得到纯净的干燥产品。
5.干燥室结构：干燥室的结构对于喷雾干燥设备的效果也有很大影响。
常见的干燥室结构有筒式、喷雾床式和喷雾塔式。
干燥室的设计需要考虑流体力学原理，保持热空气和喷雾液滴的顺畅流动，以提高干燥效果。
喷雾干燥设备的原理是通过物料溶液经过喷雾器喷雾成细小液滴，在干燥室中与热空气快速接触，蒸发成固体颗粒。
在这个过程中，喷雾器需要产生一定的喷雾压力和流速，以保证液滴分散均匀。
热空气的流速和温度需要调控，以提供足够的热量和质量传递以使溶液的水分迅速蒸发。
干燥室的结构和控制系统需要根据物料特性和干燥要求进行合理设计和调整。
总结起来，喷雾干燥设备的原理技术涉及到喷雾系统、热空气系统、控制系统、物料输送系统和干燥室结构等多个方面。
通过合理的设计和调试，可以实现对物料的快速干燥，并保持产品质量的稳定性。
喷雾干燥设备
更换磨损部件
对于磨损严重的部件，如喷嘴 、轴承等，应及时更换以确保 设备的正常运行。
记录与报告
对设备的维护保养情况进行详 细记录，并及时报告任何异常
情况或故障。
常见故障与排除
喷雾不均匀或不出雾
可能是喷嘴堵塞或供气压力不足，需 要检查并清洁喷嘴或调整供气压力。
温度异常
可能是加热元件故障或进料温度过高， 需要检查加热元件或调整进料温度。
喷雾干燥设备
目录
CONTENTS
• 喷雾干燥设备概述 • 喷雾干燥设备的应用 • 喷雾干燥设备的操作与维护 • 喷雾干燥设备的优化与改进 • 喷雾干燥设备的发展趋势与展望
01 喷雾干燥设备概述
定义与特点
定义
喷雾干燥设备是一种将液体或浆状物 料通过雾化器转化为微小液滴，然后 在热空气中迅速干燥成粉末或颗粒的 设备。
陶瓷和玻璃
喷雾干燥技术可用于制备 陶瓷和玻璃材料，控制产 品的成分和显微结构。
03 喷雾干燥设备的操作与维 护
操作步骤
进料与进气
根据生产需求，将待干燥的物 料加入进料系统，同时调整进 气流量以满足干燥需求。
出料与收集
干燥后的产品由出料系统排出， 并收集到指定的容器中。
启动与运行
首先检查设备是否处于良好状 态，然后按照操作规程启动设 备，并监控其运行状态。
设备的环保性能。
市场需求
多样化
随着不同行业对喷雾干燥设备的需求不断增加，市场对设备的种 类、规格和功能需求呈现多样化趋势。
高品质
对喷雾干燥设备的质量和性能要求越来越高，高品质的设备更能 满足市场需求并获得竞争优势。
定制化
根据客户的特殊需求，定制符合其工艺要求的喷雾干燥设备，满 足个性化需求。
(推荐)喷雾干燥设备的结构组成与使用
喷雾干燥设备的结构组成与使用喷雾干燥机为连续式常压干燥器的一种。
用特殊设备将液料喷成雾状，使其与热空气接触而被干燥。
用于干燥有些热敏性的液体、悬浮液和粘滞液体，如牛奶、蛋、单宁和药物等。
也用于干燥燃料、中间体、肥皂粉和无机盐等。
一、工作原理：本机的工作原理是空气通过加热装置后进入干燥室顶部的热风分配器，通过热风分配器的热空气均匀地进入干燥室内，并呈螺旋状转动，同时将料液送到装置在干燥室顶部的离心雾化器，料液被喷成极小的雾状液滴，使料液和热空气接触的表面积大大增加，水分迅速蒸发，在极短的时间内干燥成品。
干燥后的产品从塔底排出，尾气通过除尘器收尘后，由风机引出排入大气。
二、设备组成1塔体具有冷风夹套;2塔体上装有自动振打装置;3塔体、管路配有快开清洗孔及排污孔;4自动控制恒温加料罐;5手工高压洗塔随机附件;6与物料接触的部分采用不锈钢材料制作;(或全不锈钢制造) 7物料收集采用两级旋风除尘装置，或一级旋风除尘器和湿式除尘器;8进风温度实现自动控制及连续装置;9配有气扫装置。
三、系统特点：1．干燥速度迅速：料液经离心雾化后，表面积大大增加，在高温气流中，瞬间就可蒸发95-98%水分，完成干燥仅需几秒钟。
2．采用并流型干燥室：由于热风进入干燥室内立即与喷雾液滴接触，室内温度急降，不致使干燥物料受热过度，因此也适宜于热敏性物料干燥。
3．使用范围广：根据物料的特性，可以用热风干燥，也可以用冷风造型，大批特性差异很大的产品都能用此机生产。
4．干燥产品具有较好的流动性、分散性和溶解性。
由于干燥过程是在瞬间完成后，产品基本能保持液滴近似的球体。
5．简化生产过程，操作控制方便。
和传统湿法工艺相比，减少了生产工序，简化了生产工艺流程。
四、设备的正确操作与使用（一）、设备运行前的准备，应作如下检查：1．管道连接处是否装好密封材料，然后将其连接，以保证管路系统不漏风不漏气。
2．门和观察窗孔是否关上，并检查是否漏气。
3．塔底部和旋风分离器底部排料器在安装前应检查密封圈是否脱落。
1.7 喷雾干燥设备
5. 附属设备
1.空气过滤器 2.空气加热器（略）
3. 风机
4.粉尘分离装置
粉尘分离装置
目的：回收物料，防止浪废，及防止对环 境的污染。 常用的为先用旋风分离器分离，再用袋滤 器，或者单独使用旋风分离器，或单独使 用袋滤器。 1）袋滤器 2）旋风分离器
1）袋滤器
袋滤器是一种有效的除尘装置，其回收效 率可达100%
9.对于粘性物料应尽量减少粘壁现象。
Any questions？
喷雾干燥的原理
利用不同的喷雾器，将需干燥的物料喷成雾状， 形成具有很大表面积的分散微粒（10-100um）， 同热空气发生强烈的接触、热交换，被瞬间脱水， 在几秒至几十秒内获得干燥，成品以粉末状态沉 降于干燥器的底部排出
与高温400-500℃的热风接触需0.01-0.04秒内就 完成干燥 与100-150℃的热风接触需1-3秒就完成干燥
•袋滤器的构造和操作 •袋滤器主要是由许多 个长约2～3.5米、直径 为0.15～0.20米的滤袋 垂直地安装在外壳内 •滤袋是用天然纤维或 合成纤维为原料的纺织 品制成的，大多不耐高 温。
袋滤的原理 筛滤效应 惯性碰撞效应 扩散效应
还有一种半连续
式操作的袋滤器， 称为脉冲袋滤器， 是近年来发展的 除尘效率较好的 袋滤器，如图7— 11所示。
2）旋风分离器
旋风分离器的操作原理 其主体的上部为圆筒形，下部 为锥形，含尘气体从圆筒的上 部以切线方向进入，获得旋转 运动，分离出粉尘后，从器的 顶部排气管排出，粉尘从锥底 排出。
（2）结构：进气管、中央排 气管、圆柱体、圆锥体。
动画，旋风分离
喷雾干燥设备原理及操作培训课件(PPT 33页).ppt
被分离下来的较细尘粒也随之逃逸。自进气管流入的另一小部分气体，则通
过旋风分离器顶盖，沿排气管外侧向下流动，当到达排气管下端时，与上升
的内旋气流汇合，进入排气管，于是分散在这部分上旋气流中的细颗粒也随
之被带走，并在其后用水膜除尘器除尘后，排出大气。
22
ห้องสมุดไป่ตู้
5.4 、排风、辅助系统
23
5.5 冷风风幕、冷风风送系统
8
喷雾干燥工作原理
干燥设备的一般原理：空气通过引风机在的加热设备（工业蒸汽、 电加热器）、除湿设备的作用下，以一定的流速进入干燥设备。干 燥高温的空气与被干燥物料充分接触，物料水分被干燥空气带走， 如此往复达到干燥目的。
我司喷雾干燥原理：配料罐内的料液由送料泵送入高速离心雾化器，
在干燥塔内将料液雾化成细小雾滴。常温空气由送风机送经过初效、
5）、试运转，在导向轴承加油口中加入2-3滴润滑油，打开油泵，等5秒钟 后打开主机，观察视镜中润滑油是充足，没有大的跳动，听声音前后一至无 杂声。
6）、运转正常后，雾化器可投入生产使用。
16
5.2、加热系统
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电加热器：
原理：空气经过风管在电热丝作用下加热升温。 主要参数： 加热器功率 空气加热器前后温度 通过加热器有效流通截面的空气质量流速 空气加热器的传热面积 空气质量流量 外型尺寸 →我司小儿豉翘工艺，空气经电加热后，温度 为220℃左右 加热器操作注意要点：
4
•总结：影响衣服干燥速度的因素？
•空气温度、通风、空气湿度、衣服与空气接触的表面积 明白一个概念。饱和蒸气压：密闭条件下水的气相与液相达到平 衡即饱和状态下的水蒸气压力。饱和水蒸气压力数值与饱和温度相 关，当温度上升时，对应的饱和水蒸气压力随之上升。
喷雾干燥设备
1）当喷嘴的喷孔不圆或有豁口时，则雾化不良； 2）当喷雾压力增大时雾滴变小，反之喷雾压力降低时雾滴增大； 3）当喷嘴孔径和喷雾压力不变时，若浓乳浓度降低，则雾滴粒度小；若浓乳浓 度大、粘度高，则雾滴粒度大；
4）当喷嘴孔径小，导乳沟槽窄而浅，浓乳浓度低，喷雾压力高时，喷雾角度大，
雾滴粒度小；反之，喷雾角度小，雾滴粒度大。
/MPa /℃ /℃ /m3 /Pa
350 673～713(浓奶45%～50%) 850（包括流化床）
0.8 160℃ 85～90℃ 67 100～200
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喷雾干燥设备
压力喷雾干燥原理
l
主要采用高压泵，以0.7~20MPa的压力，将浓缩后的浓溶液通过喷枪
使之克服浓奶的表面能力而雾化成直径在10~20μm的雾状微粒喷入干燥室。
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喷雾干燥设备
六、干燥设备的新发展
l 1、大型的自动化的设备普遍使用； l 2、提高热效率，节约能源； l 3、先进的附聚技术在干燥过程中的应用； l 4、奶粉的全自动枕式包装的应用。
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喷雾干燥设备
第二节 喷雾干燥系统分析
PPT文档演模板
喷雾干燥设备
喷雾干燥系统组成
l 因为在装置内部发生激烈气流旋转运动，故命名旋风分离器，它的器体上 部为圆柱体，下部为圆锥形，内部还有一圆筒。进气管位于外圆筒上侧，
与外圆筒相切，底部有粉尘出口，上部是废气排出口。
PPT文档演模板
喷雾干燥设备
旋风分离器特点
l 1、分离效率高，提高产品得率，减少损耗，减少环 境的污染；
l 2、分离器内壁应非常光滑，减少流动阻力，粉末不 至粘壁；
二氧化硫、一氧化碳等有害气体 煤烟、粉尘等尘埃
4）当喷嘴孔径小，导乳沟槽窄而浅，浓乳浓度低，喷雾压力高时，喷雾角度大，
雾滴粒度小；反之，喷雾角度小，雾滴粒度大。
/MPa /℃ /℃ /m3 /Pa
350 673～713(浓奶45%～50%) 850（包括流化床）
0.8 160℃ 85～90℃ 67 100～200
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喷雾干燥设备
压力喷雾干燥原理
l
主要采用高压泵，以0.7~20MPa的压力，将浓缩后的浓溶液通过喷枪
使之克服浓奶的表面能力而雾化成直径在10~20μm的雾状微粒喷入干燥室。
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喷雾干燥设备
六、干燥设备的新发展
l 1、大型的自动化的设备普遍使用； l 2、提高热效率，节约能源； l 3、先进的附聚技术在干燥过程中的应用； l 4、奶粉的全自动枕式包装的应用。
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喷雾干燥设备
第二节 喷雾干燥系统分析
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喷雾干燥设备
喷雾干燥系统组成
l 因为在装置内部发生激烈气流旋转运动，故命名旋风分离器，它的器体上 部为圆柱体，下部为圆锥形，内部还有一圆筒。进气管位于外圆筒上侧，
与外圆筒相切，底部有粉尘出口，上部是废气排出口。
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喷雾干燥设备
旋风分离器特点
l 1、分离效率高，提高产品得率，减少损耗，减少环 境的污染；
l 2、分离器内壁应非常光滑，减少流动阻力，粉末不 至粘壁；
二氧化硫、一氧化碳等有害气体 煤烟、粉尘等尘埃
喷雾干燥
喷雾干燥法通常被用于去除原料中水份。除此之外，它还有着其它多种用途，例如：改变物质的大小、外形 或密度，它能在生产过程中协助添加其它成份，有助于生产质量标准最严格的产品。
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操作流程
以大豆的喷雾干燥操作为例：
大豆在喷雾干燥前，必需进行清洗和去皮，并削减脂肪等非蛋白质成份，从而浓缩出大豆中最有营养的成份， 经过这样浓缩后的大豆才能进行喷雾干燥。喷雾干燥的实际过程分好几个步骤：首先，液体产品被输入雾化器中， 雾化器中一个高速运作的转轮将液体雾化，从而使产品变为固液体混合的微粒子状态。
工作原理
通过机械作用，将需干燥的物料，分散成很细的像雾一样的微粒，（增大水分蒸发面积，加速干燥过程）与 热空气接触，在瞬间将大部分水分除去，使物料中的固体物质干燥成粉末。
（1）压力喷雾干燥法：
①原理：利用高压泵，以70～200大气压的压力，将物料通过雾化器（喷枪），聚化成10～200的雾状微粒与 热空气直接接触，进行热交换，短时间完成干燥。
喷雾干燥往往是制造过程中最后的一个步骤，它就是经由不断的喷雾、混合和干燥来使物质从液体变为粉末。 在众多储存食物的技术中，喷雾干燥法有其独特的优越性。因为此技术所使用的温度并不是很高，所以在去除微 生物污染的同时，仍可以有效保留食物的味道、色泽和营养。
喷雾干燥具传热快、水分蒸发迅速、干燥时间短的特点，且制品质量好，质地松脆，溶解性能也好，能改善 某些制剂的溶出速率，适用于热敏性药物，此外，喷雾干燥还可用于制备微胶囊。
喷雾干燥
物料干燥方法
01 工作原理
03 操作要求 05 技术创新
目录
02 功能特征 04 操作流程 06 技术应用
喷雾干燥是系统化技术应用于物料干燥的一种方法。于干燥室中将稀料经雾化后，在与热空气的接触中，水 分迅速汽化，即得到干燥产品。该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品，可省去蒸发、粉碎等工序。
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操作流程
以大豆的喷雾干燥操作为例：
大豆在喷雾干燥前，必需进行清洗和去皮，并削减脂肪等非蛋白质成份，从而浓缩出大豆中最有营养的成份， 经过这样浓缩后的大豆才能进行喷雾干燥。喷雾干燥的实际过程分好几个步骤：首先，液体产品被输入雾化器中， 雾化器中一个高速运作的转轮将液体雾化，从而使产品变为固液体混合的微粒子状态。
工作原理
通过机械作用，将需干燥的物料，分散成很细的像雾一样的微粒，（增大水分蒸发面积，加速干燥过程）与 热空气接触，在瞬间将大部分水分除去，使物料中的固体物质干燥成粉末。
（1）压力喷雾干燥法：
①原理：利用高压泵，以70～200大气压的压力，将物料通过雾化器（喷枪），聚化成10～200的雾状微粒与 热空气直接接触，进行热交换，短时间完成干燥。
喷雾干燥往往是制造过程中最后的一个步骤，它就是经由不断的喷雾、混合和干燥来使物质从液体变为粉末。 在众多储存食物的技术中，喷雾干燥法有其独特的优越性。因为此技术所使用的温度并不是很高，所以在去除微 生物污染的同时，仍可以有效保留食物的味道、色泽和营养。
喷雾干燥具传热快、水分蒸发迅速、干燥时间短的特点，且制品质量好，质地松脆，溶解性能也好，能改善 某些制剂的溶出速率，适用于热敏性药物，此外，喷雾干燥还可用于制备微胶囊。
喷雾干燥
物料干燥方法
01 工作原理
03 操作要求 05 技术创新
目录
02 功能特征 04 操作流程 06 技术应用
喷雾干燥是系统化技术应用于物料干燥的一种方法。于干燥室中将稀料经雾化后，在与热空气的接触中，水 分迅速汽化，即得到干燥产品。该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品，可省去蒸发、粉碎等工序。
喷雾干燥设备的原理技术
冷凝器的作用:是将废气中的溶剂（或水分）冷凝下来，除湿后的尾气经鼓风机升压，进入一个间接 式加热器后又变为热风，如此往复循环使用。
适用于：可燃性溶剂系统，溶剂需回收，产生有污染的臭气。粉料与空气混合爆炸等。
第十六页，共138页。
特点：载热体在系统中组成一个封闭的循环回路， 有利于节约载体热。
第二十一页，共138页。
垂直下降并流 特点是塔壁粘粉比较少。 垂直上升并流行型 要求干燥塔截面风速要大于
干燥物料的悬浮速度，以保证物料能被带走。由 于在干燥室内细粉干燥时间短，粗粒干燥时间长， 产品具有均匀干燥的特点。但动力消耗大。）
第二十二页，共138页。
水平并流型 热风在干燥室内呈螺旋状运动， 以便与液滴均匀混合，并能延长干燥时间。 液滴水平喷出（压力喷雾）。缺点是处理量 增加时，需增加压力喷枪数目，但由喷雾距 离小，喷雾角度受一定限制，在清扫产品时 存在问题不小。渐渐被淘汰 。
（三）喷雾干燥对设备的要求
1.食品在干燥过程中，凡与产品性接触的部位，必 须便于清洗灭菌；
2.应采取措施防止焦粉，防止热空气产生涡流与逆 流，满足工艺要求；
3.产品中杂质的增加应特别注意，保证热风清洁。由于空 气过滤器效果不好，风管及加热器中心中的铁锈以及保温 层中材料的泄漏所造成的；
4.为了便于检查生产运行情况，应配置温度、压力指示 记录仪、灯孔等；
第三十三页，共138页。
三种雾化方法各有其优缺点
压力喷雾器（机械式）适用于一般粘度的料
液，动力消耗最少，大约每吨溶液所需耗能为 4-10kw.h,其缺点是必须要有高压泵，喷嘴小易 堵塞，操作弹性小，产生调节范围窄。
气流式的动力消耗最大，每㎏料液约需0.4-0.8
㎏压缩空气。但其结构简单容易制造，适用于 任何粘度或稍有固体的料液。
适用于：可燃性溶剂系统，溶剂需回收，产生有污染的臭气。粉料与空气混合爆炸等。
第十六页，共138页。
特点：载热体在系统中组成一个封闭的循环回路， 有利于节约载体热。
第二十一页，共138页。
垂直下降并流 特点是塔壁粘粉比较少。 垂直上升并流行型 要求干燥塔截面风速要大于
干燥物料的悬浮速度，以保证物料能被带走。由 于在干燥室内细粉干燥时间短，粗粒干燥时间长， 产品具有均匀干燥的特点。但动力消耗大。）
第二十二页，共138页。
水平并流型 热风在干燥室内呈螺旋状运动， 以便与液滴均匀混合，并能延长干燥时间。 液滴水平喷出（压力喷雾）。缺点是处理量 增加时，需增加压力喷枪数目，但由喷雾距 离小，喷雾角度受一定限制，在清扫产品时 存在问题不小。渐渐被淘汰 。
（三）喷雾干燥对设备的要求
1.食品在干燥过程中，凡与产品性接触的部位，必 须便于清洗灭菌；
2.应采取措施防止焦粉，防止热空气产生涡流与逆 流，满足工艺要求；
3.产品中杂质的增加应特别注意，保证热风清洁。由于空 气过滤器效果不好，风管及加热器中心中的铁锈以及保温 层中材料的泄漏所造成的；
4.为了便于检查生产运行情况，应配置温度、压力指示 记录仪、灯孔等；
第三十三页，共138页。
三种雾化方法各有其优缺点
压力喷雾器（机械式）适用于一般粘度的料
液，动力消耗最少，大约每吨溶液所需耗能为 4-10kw.h,其缺点是必须要有高压泵，喷嘴小易 堵塞，操作弹性小，产生调节范围窄。
气流式的动力消耗最大，每㎏料液约需0.4-0.8
㎏压缩空气。但其结构简单容易制造，适用于 任何粘度或稍有固体的料液。
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三、风机
• • 风机 •
引风机 排风机
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选择风机考虑因素：
• 排风机的风量较进风机的风量大的原因： • 1、计算进风机风量时以新鲜空气的温度
计，而排风机是以排风温度计。温度升高 体积增大，排风量增大；
• 2、排出的废气中不仅有进入的风，而且 还有蒸发的水蒸气需要排出；
• 3、另外，还需要保证塔内具有一定的负 压。
• 3、作为干燥介质的热空气，既是载热体，又是载湿体。
• 4、湿物料的升温与水分汽化所需吸收的热量是由干燥介质的温度降低而 提供的，它通过气固两相间的温差传递给湿物料，与此同时，固体湿物料 表面和干燥介质中水汽分压都将变化，因此，热量传递与质量传递不仅是 同时进行的，又是相互制约的。
• 5、既然对流干燥过程是干燥介质（一般为热空气）与湿物料之间相互作 用的结果，就有必要了解空气和湿物料在干燥过程中的有关性质及其对过 程的影响。
参考资料#
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四、空气加热器
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五 雾化器（微粒化部分）
• 1.压力喷雾雾化器 • (1)
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五 雾化器（微粒化部分）
• (2)雾化器 S形喷嘴
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M形喷嘴
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喷嘴(导沟槽)
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（3）影响压力喷雾液滴大小的因素: 雾化状态与液滴的大小取决于雾化器的结构、喷雾压力、 浓乳的物理性质（浓度、粘度、表面张力等）。 1）当喷嘴的喷孔不圆或有豁口时，则雾化不良； 2）当喷雾压力增大时雾滴变小，反之喷雾压力降低时雾 滴增大； 3）当喷嘴孔径和喷雾压力不变时，若浓乳浓度降低， 则雾滴粒度小；若浓乳浓度大、粘度高，则雾滴粒度大； 4）当喷嘴孔径小，导乳沟槽窄而浅，浓乳浓度低，喷雾 压力高时，喷雾角度大，雾滴粒度小；反之，喷雾角度小，
乳品机械与设备
参考资料#
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第八章 喷雾干燥设备
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第一节 喷雾干燥的概述
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一、干燥概念
• 干燥是利用热能加热物料，使物料中的水 分蒸发而除去或利用冷冻法使水分结冰后 升华而除去水分的单元操作。
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二、干燥的目的
• 减小食品的体积和重量，方便运输或减少 运输费用；
• 可以有效的防止微生物的繁殖； • 便于食品贮存和提高使用方便性； • 加工出不同风味的产品及其它产品的辅料。
的扩散速率也不断降低，于是，汽化表面逐渐向 物料内部移动，干燥速率也就愈来愈低。
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2、降速干燥阶段
• 4）在此阶段中，干燥速率的大小取决于物料本身 的结构、形态和尺寸，而与外部的干燥介质条件 关系不大，所以降速干燥阶段又称为物料内部扩 散控制阶段。
• 5）此阶段除去的水分为剩余的非结合水第二节 喷雾干燥系统
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喷雾干燥系统组成
• 1、空气过滤器
• 2、风机
• 3、空气减湿器
• 4、空气加热器
• 5、热风分布器
• 6、浓缩乳雾化器
• 7、干燥室
• 8、细粉回收装置
• 9、产品输送设备
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一、空气过滤器
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空气中的有组害成物质
二氧化硫1、、一板氧框化碳等有害气体 煤烟、粉2尘、等滤尘板埃
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三、物料中水分的分类
• 1、平衡水分与自由水分
• 在一定干燥条件下，物料中不能除去的那 部分水分就是平衡水分，而可以被除去的 水分为自由水分，故物料中的总水分 = 平 衡水分 + 自由水分。
• 2、结合水分与非结合水分
• 物料的总水分 = 结合水分 + 非结合水分。
• 借化学力或物理化学力与固体物料相结合
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五、恒速干燥阶段与降速干燥阶段
• 在恒定干燥条件下，干燥过程主要包括两个阶段： 恒速干燥阶段（通常由于物料的预热阶段时间很 短）和降速干燥阶段。
• 1、恒速干燥阶段 • 在此阶段中物料表面始终被非结合水分充分湿润，
这是由于物料内部水分表面的扩散速率大于表面 水分的汽化速率，在恒速干燥阶段有以下特点：
的水分称为结合水分
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四、对流干燥过程
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对流干燥过程的特点：
• 1、对流干燥过程是气固两相间进行的热和质同时反向的传递过程。在一 般情况下，这种质量传递属于单组分单向传递。
• 2、只要气流中的水汽分压Pw低于湿物料表面所产生的水汽分压Ps，即 △P=（Ps-Pw）﹥0，干燥过程就可以继续进行下去。显然，△P越大， 干燥过程进行得越快，这是干燥过程得以进行的必要条件。
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• 1）湿物料表面被非结合水所湿润，表面水分充分； • 2）传热推动力（温度差）以及传质推动力（饱和
蒸汽压差）的值一定，因此，干燥速率的值也一 定；
• 3）物料表面的温度近似等于热空气的湿球温度；
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• 4）此间段除去了大部分非结合水； • 5）恒速干燥阶段干燥速率只取决于物料表面水分
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六 喷雾干燥方法的基础
• 1.喷雾干燥方法的优缺点 • 优点： • （1）干燥速度快，物料受热时间短。 • （2）干燥条件和产品的质量指标易于调节。 • （3）生产效率高，操作人员少。 • （4）生产过程简化，后续工序少。 • 2.缺陷 • （1）干燥室庞大。 • （2）回收被废气夹带的成品粉末的装置复杂。
的汽化速率，即取决于物料外部的干燥条件，与 物料的性质和含水量无关，因而恒速干燥阶段又 称为表面汽化控制阶段。
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2、降速干燥阶段
• 1）物料湿含量降至临界点以后，水分子从物料内 部向表面的扩散速率开始低于在物料表面水分的 汽化速率，物料表面逐渐出现“干区”；
• 2）随着干燥的进行，物料的温度有所上升； • 3）随着物料内部含水量的不断减少，水分向表面
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六 喷雾干燥方法的基础
• 2.液滴的干燥特性 • 3.喷雾干燥系统构成 • 4.喷雾干燥对设备的要求
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七、干燥设备的新发展
• 1、大型的自动化的设备普遍使用； • 2、提高热效率，节约能源； • 3、先进的附聚技术在干燥过程中的应用； • 4、奶粉的全自动枕式包装的应用。
3、滤层(海绵)
性能评价：
1、捕集效率；
2、压力损失；
3、集尘容量；
4、操作难易；
5、设备费、运输费。
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二、空气减湿器
• 当进入干燥塔的空气中湿含量较大时，特别是 进入流化床的空气含湿量较大时会造成奶粉返 潮，所以必须除湿。
• 除湿的原理：将空气冷却到零点以下，使其中 的水蒸汽凝结。
参考资料#