喷雾干燥技术及其应用

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常见的雾化形式
2. 高速离心旋转雾化
据报道,转盘转速与液滴直径成反比,且转速升高以 后,液滴的喷距缩短,而液滴分布趋于均匀。从而可以使 干燥塔的直径变小,被处理物料的受热程度降低,消除了 普遍存在的粘壁现象,提高转速成为各国干燥装置的趋 势。 目前,我国旋转式雾化机的最大喷液量为10000 kg/h, 由中国林业科学研究院林产化学工业研究所研制成功, 电机功率90 kW,转速为12 000 r/min,型号为RW10T。 其整机性能已达到丹麦NiRo公司同类产品的性能指标。
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喷雾干燥特点
4. 整个操作密闭性，适用于洁净生产区域。由于 喷雾干燥操作在密闭的塔内进行，避免了交叉污染和粉 尘飞扬，适合于制药工业中原料药生产，特别是无菌原 料药的生产。 5. 由于干燥过程是在瞬间完成的，产成品的颗粒 基本上能保持液滴近似的球状，产品具有良好的分散性， 分散性， 分散性 流动性和溶解性。 流动性和溶解性 6. 生产过程简化，操作控制方便。喷雾干燥通常 用于固含量60%以下的溶液，干燥后，不需要再进行粉 碎和筛选，减少了生产工序，简化了生产工艺。对于产 品的粒径、松密度、水份，在一定范围内，可改变操作 条件进行调整，控制、管理都很方便。
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喷雾干燥技术及其应用
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Contents
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喷雾干燥工艺原理及基本流程
常见的雾化形式
喷雾干燥的特点
常见的问题及处理
最新技术
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喷雾干燥工艺原理及流程 喷雾干燥是流化技术用于液态物料干燥的一种较 好的方法。基本原理是空气通过过滤器和加热器，进 入干燥塔顶部的空气分配器，通过热风分布器的热空 气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液由料液贮罐经过 滤器由泵或者压缩空气送至干燥塔顶的雾化器，使料 液喷成极小的雾状液滴，料液与热空气并流接触，接 触表面积大大增加，水份迅速蒸发，在极短的时间内 干燥为成品。成品由干燥塔底部和旋风分离器排出， 收集瓶回收，废气经滤袋过滤器收集细粉后由风机排 出。
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常见的问题及处理
6.蒸发量太低 6.蒸发量太低
原因可能是：(1) 整个系统的空气量减少；(2) 热风的进 口温度偏低；(3) 设备有漏风现象, 有冷风进入干燥室。 补救措施为：(1) 检查离心机的转速是否正常；(2) 检查 离心机调节阀位置是否正确；(3) 检查空气过滤器及空气加 热器管道是否堵塞； (4) 检查电网电压是否正常； (5) 检查 电加热器是否正常工作；(6) 检查设备各组件连接是否密封 。
跑粉损失过多, 大大影响成品的得率, 一般的原因是旋 风分离器的分离效果差。若出现这种情况, 应检查旋风分离 器是否由于敲击、碰撞而变形；提高旋风分离器进出口的 气密性, 检查其内壁及出料口是否有积料堵塞现象。当然分 离效率还与粉末的比重及粒度的大小有关, 某些物料可根据 需要增加第二级除尘。
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喷雾干燥工艺原理及流程
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喷雾干燥塔实体
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常见的雾化形式 1.气流式喷嘴雾化 气流喷嘴式雾化是利用压缩空气高速从喷 嘴喷出,借助于空气、料液两相间相对速度的不 同产生的摩擦力,把料液分散成雾滴。虽然气流 式雾化器可雾化高粘度 高粘度物料,而且相应加工比 高粘度 较简单。但因其压缩空气转换功能效率甚低,使 其雾化的比能耗较其他两种雾化装置大,且雾化 粒径分布不够均匀,故后来将研究重点转移到离 心式雾化器上。
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常见的问题及处理 4.产品粉粒太细 4.产品粉粒太细
产品颗粒太细会影响其溶解性、冲调性能。一般认为, 母液浓度和温度是影响流态化(即造粒过程)的主要因素。 较多补救措施是提高料液的含固量, 加大进料量, 降低离心 速度，提高进风温度。
5.跑粉现象严重, 5.跑粉现象严重, 产品得率低 跑粉现象严重
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常见的问题及处理
1. 粘壁现象严重
主要表现是干燥室内到处都有粘着的湿粉。其原因是： (1) 进料量太大, 不能充分蒸发；(2) 喷雾开始前干燥室加热 不足； (3) 开始喷雾时, 下料流量调节过大；(4) 加入的料液 不稳定。 针对上述产生问题的不同原因, 可依次采取以下措施： 适当减少进料量； 适当提高热风的进口和出口温度； 在开 始喷雾时, 流量要小, 逐步加大, 调节到适当时为止；检查管 道是否堵塞, 调整物料固形物含量, 保证料液的流动性。
造成这种情况的可能原因有以下几个方面： (1) 空气 过滤效果不佳；(2) 积粉混入成品； (3) 原料纯度不高； (4) 设备清洗不彻底。可采用的补救措施有：检查空气过滤器中 过滤材质敷设是否均匀, 过滤器使用时间是否太长, 若是应立 即更换；检查热风入口处焦粉情况, 克服涡流； 喷物前应将 料液过滤； 重新清洗设备。
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常见的问题及处理
2.产品水分含量太高 2.产品水分含量太高
排风温度是影响成品水分含量的主要因素, 所以造成产品 水分含量太高的原因一般是排风温度太低。而排风温度可由进料 量来调节。因此相应的措施是适当减小进料量, 以提高排风温度。
3.产品纯度低, 3.产品纯度低, 杂质过多 产品纯度低
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应
用
喷雾干燥技术已有一百多年的历史。自1865 年喷 雾干燥最早用于蛋品处理以来, 这种由液态经雾化和干 燥在极短时间直接变为固体粉末的过程, 已经取得了长 足的进步。 20 世纪三四十年代,该技术已经被广泛地应用于乳 制品、洗涤剂、脱水食品以及化肥、染料、水泥的生产, 目前常见的速溶咖啡、奶粉、方便食品汤料等就是由喷 雾干燥得到的产品。我国最早将喷雾干燥用于工业化规 模生产的是乳品行业, 之后是洗涤剂和染料行业等, 目 前应用已十分广泛, 遍及了以上所涉及的所有行业, 尤 其在陶瓷和制药行业喷雾干燥的应用更为普遍。
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喷雾干燥特点
1. 干燥速度快。料液经喷雾后，表面积大大增加， 在高温气流中，瞬间就可蒸发95%-98%的水份，完成干 燥时间仅需数秒钟。 2. 采用并流型喷雾干燥形式能使液滴与热风同方 向流动，虽然热风的温度较高，但由于热风进入干燥 室内立即与喷雾液滴接触，室内温度急降，而物料的 湿球温度基本不变，因此也适宜于热敏性物料 热敏性物料干燥。 热敏性物料 3. 使用范围广。根据物料的特性，可以用于热风 干燥、离心造粒和冷风造粒，大多特性差异很大的产 品都能用此机生产。
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常见的雾化形式
3. 压力式雾化
压力式雾化器是基于用高压泵直接使溶液受压后, 在小孔中卸压而使溶液雾化的装置。它的比能耗较低, 在低压范围内(P≤2.5 MPa)喷出的液滴较粗,粒度分布 较宽。采用下喷上的流程可以使干燥塔的高度相应降低。 近年来这种装置大量被特种陶瓷(电器陶瓷)工业所采用, 以制备如氧化铝、氧化铁氧体等。这些新型材料的开发 也促进了压力式喷雾干燥装置的发展。目前,最大塔径 已到7 m,蒸发量可达1 t/h。由于采用了下喷上的模型 (喷泉型),又因为粒径偏粗,故这种装置比高速旋转式雾 化装置的溶剂干燥强度约低一倍以上。