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      噴霧干燥機基礎知識

      信息來源:本站 | 發布日期: 2022-02-17 16:22:53 | 瀏覽量:14014

      摘要:

      噴霧干燥機在噴霧干燥室內,采用霧化器將原料液分散成極細霧滴后,與干燥介質(熱風)接觸干燥而獲得固體產品的過程。原料液可以是溶液、懸浮液或乳濁液、也可以是熔融液或膏糊液。根據干燥產品的要求,可以制成粉狀、顆粒狀、空心球或團粒狀。所用的干燥介質大多數是熱空…

        一、噴霧干燥機在日常生活及工業應用
        噴霧干燥技術在工業上的應用已有一百多年的歷史。起初,由于這一工藝的熱效率低,只限于奶粉、蛋粉等少數產品的生產;但到現在,隨著此項技術的不斷研究和發展,已在化學工業、食品工業、醫藥品和生化工業、林產工業、農藥、陶瓷、水泥、冶金、環境保護、材料加工等領域中廣泛使用,從而不斷擴展了噴霧干燥技術的應用范圍。
        總所周知,很多工業產品都是從溶液制成粉末的,傳統的加工生產方法需要經過蒸發、結晶、過濾、干燥、粉碎、篩析等一系列過程。采用噴霧干燥技術后,利用霧化器將溶液分散成很細的霧滴,在熱氣流的作用下直接生產出粉體產品,因而,大大簡化了生產流程,節省了投資費用,改善了勞動條件,而且還提高了產品的產量和質量。因此,噴霧干燥技術在日常生活及工業生產中,具有廣闊的應用和發展前景。
        二、噴霧干燥機的定義及基本流程
        噴霧干燥機在噴霧干燥室內,采用霧化器將原料液分散成極細霧滴后,與干燥介質(熱風)接觸干燥而獲得固體產品的過程。原料液可以是溶液、懸浮液或乳濁液、也可以是熔融液或膏糊液。根據干燥產品的要求,可以制成粉狀、顆粒狀、空心球或團粒狀。所用的干燥介質大多數是熱空氣。對于在空氣中容易發生燃燒或爆炸的有機溶劑,應采用惰性氣體(例如氮氣、過熱蒸汽)或煙道氣等作為干燥介質。
        噴霧干燥機裝置所處理的料液雖然差別很大,所得的產品形狀也不盡相同,但其工藝流程卻基本相同。原料液由料液貯罐經料液過濾器由送料泵輸送到噴霧干燥機頂部的霧化器霧化為霧滴;干燥過程所需的新鮮空氣由鼓風機經空氣過濾器、空氣加熱器加熱到所需要的溫度后,在經熱風分配器均布后進入噴霧干燥機的頂部;經霧化器霧化的霧滴和來自熱風分配器的熱風在噴霧干燥室內互相接觸、混合,進行傳熱與傳質,即進行干燥;干燥的產品一部分由噴霧干燥機的底部經旋轉閥排出,另一部分與廢氣一起進入旋風分離器被分離下來;廢氣經引風機排出。
        三、噴霧干燥的基本過程階段
        噴霧干燥過程可分為三個基本過程階段:料液霧化為霧滴;霧滴與熱風的接觸、混合及流動,即霧滴的干燥;干燥產品與廢氣的分離。
        1)第一階段——料液的霧化

        料液霧化的目的是將料液分散為細微的霧滴,霧滴的平均直徑一般為20~60μm,因此,具有很大的表面積,當其與熱風接觸時,霧滴中的水分迅速蒸發而干燥成粉末或顆粒狀產品。霧滴的大小和均勻程度對于產品質量和技術經濟指標影響很大,特別是熱敏性物料的干燥尤為重要。如果噴出的霧滴大小很不均勻,就會出現大顆粒還未達到干燥要求,小顆粒卻已經干燥過度而變質。因此,料液霧化器是噴霧干燥的關鍵部件。

      噴霧干燥機

        2)第二階段——霧滴與熱風接觸及干燥
        霧滴與熱風的接觸、混合、流動是在噴霧干燥機內同時進行的傳熱、傳質過程(即干燥過程)。霧滴和熱風的接觸方式、混合與流動狀態取決于熱風分配器的結構形式、霧化器的安裝位置及廢氣排出方式等。在噴霧干燥室內,霧滴與熱風接觸的方式有并流式、逆流式和混合流式三種。
        霧滴和熱風的接觸方式不同,對噴霧干燥室內的溫度分布、霧滴(或顆粒)的運動軌跡、物料在干燥室中的停留時間以及產品質量都有很大影響。對于并流式,最熱的熱風與濕含量最大的霧滴接觸,因而濕分迅速蒸發,霧滴表面溫度接近入口熱空氣的濕球溫度;同時,熱風溫度也顯著降低;因此,從霧滴到干燥成品的整個歷程中,物料的溫度不高,這對于熱敏性物料的干燥特別有利。由于濕分的迅速蒸發,霧滴膨脹甚至破裂;因此,并流式所得的干燥產品常為非球形的多孔顆粒,具有較低的松密度。對于逆流式,噴霧干燥機頂部噴出的霧滴與噴霧干燥機底部上來的較濕熱風相接觸;因此,濕分蒸發速率較并流式為慢。干燥機底部最熱的濕度最低的熱風與最干的顆粒相接觸;所以,對于能經受高溫、要求含濕量較低和松密度較高的非熱敏性物料,采用逆流式最合適。此外,在逆流操作過程中,全過程的平均溫度差和分壓差較大,物料停留時間較長,有利于過程的傳熱傳質,熱能的利用率也較高。對于混合流式的操作,實際上是并流式和逆流式二者的結合,其特性也介于二者之間。對于能耐高溫的物料,采用這種操作方式最為合適。
        在噴霧干燥室內,物料的干燥與在常規干燥設備中所經歷的歷程完全相同,也經歷著恒速干燥和降速干燥兩個階段。霧滴與熱風接觸時熱量由熱風經過霧滴表面的飽和蒸汽膜傳遞給霧滴,使霧滴中濕分蒸發,只要霧滴內部的濕分擴散到表面的量足以補充表面的濕分損失,蒸發就以恒速進行;這時霧滴表面溫度相當于熱風的濕球溫度,這就是恒速干燥階段。當霧滴內部濕分向表面的擴散不足以保持表面的濕潤狀態時,霧滴表面逐漸形成干殼,干殼隨著時間的增加而增厚,濕分從液滴內部通過干殼向外擴散的速度也隨之降低,亦即蒸發速率逐漸降低,這時物料表面溫度高于熱風的濕球溫度,這就是降速干燥階段。
        3)第三階段——干燥產品與廢氣的分離
        噴霧干燥產品與廢氣的分離(通常稱為氣-固分離)有兩種方式。一種是干燥的粉末或顆粒產品落到干燥室的錐體上并滑行到錐底,通過旋轉卸料閥之類的排料設備排出,少量細粉隨廢氣進入氣固分離設備收集下來。另一種是全部干燥成品隨氣流一起進入氣固分離設備分離收集下來。排放的廢氣必須符合環境保護的排放標準,以防環境污染。噴霧干燥機系統常用的氣固分離有以下幾種方式:只用旋風分離器;只用袋濾器;只用靜電除塵器;旋風分離器與袋濾器的組合;旋風分離器與濕式除塵器的組合等。在具體實踐中,究竟采用何種方式,主要取決于工藝要求及環保要求等。
        有需要咨詢噴霧干燥工藝或者對噴霧干燥機有需求的用戶,可致電0519-88906789聯系我們。
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