【正文】 微囊。 噴霧干燥的優(yōu)點(diǎn)： ； ； ，調(diào)整產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)； 天津科技大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 ，設(shè)備材料選擇要求不嚴(yán)格； ，保證了生產(chǎn)中的衛(wèi)生條件，避免粉塵在車間內(nèi)飛揚(yáng)，提高產(chǎn)品純度； ，操作人員少。 噴霧干燥的缺點(diǎn)： ，占地面積大，一次投資大； ，粉末回收裝置價(jià)格較高； ，增加鼓風(fēng)機(jī)的電能消耗與回收裝置的容量； ，熱消耗大。 噴霧干燥對(duì)設(shè)備的要求： ，必須便于清洗滅菌； ，防止熱空氣產(chǎn)生渦流與逆流； ； 、壓力指示紀(jì)錄儀裝置，便于檢查生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)； ； ，以提高溶解度、速溶性 ； ，不允許超過 100℃，保證安全與質(zhì)量； ，提高熱效率； 。 按微粒化方法分類 （ 1）壓力噴霧干燥法： ①原理：利用高壓泵，以 70～ 200大氣壓的壓力，將物料通過霧化器（噴槍），聚化成 10～ 200的霧狀微粒與熱空氣直接接觸，進(jìn)行熱交換，短時(shí)間完成干燥。 ②壓力噴霧微?；b置： M 型和 S 型，具有使液流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)溝， M 型導(dǎo)溝軸線垂直于噴嘴軸線，不與之相交； S型導(dǎo)溝軸線與水平成一定角度。其目的都是：設(shè)法增加噴霧時(shí) 溶液的湍流度。 （ 2）離心噴霧干燥法： ①原理：利用水平方向作高速旋轉(zhuǎn)的圓盤給予溶液以離心力，使其以高速甩出，形成薄膜、細(xì)絲或液滴，由于空氣的摩擦、阻礙、撕裂的作用，隨圓盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切向加速度與離心力產(chǎn)生的徑向加速度，結(jié)果以一合速度在圓盤上運(yùn)動(dòng)，其軌跡為一螺旋形，液體高著此螺旋線自圓盤上拋出后，就分散成很微小的液滴以平均速度沿著圓盤切徑方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)液滴又受到地心吸力而下落，由于噴灑出的微粒大小不同。因而它們飛行距離也就不同，因此在不同的距離落下的微粒形成一個(gè)以轉(zhuǎn)軸中心對(duì)稱的圓柱體。 天津科技大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 ②獲得較均勻液滴 的要求： 在單位時(shí)間內(nèi)保持恒定 ，rmin=60m/s,乳（ 100160m/s）若 60m/s，噴霧液滴不均勻，噴距似乎主要由一群液滴及沉向盤近處的一群細(xì)液滴組成，并隨轉(zhuǎn)速增高而減小。 ③離心噴霧器的結(jié)構(gòu) :要求：潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)，能使溶液達(dá)到高轉(zhuǎn)速，噴霧均勻，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、質(zhì)輕、簡(jiǎn)單、無死角、易拆洗、有較大生產(chǎn)率。 按干燥室形式分類 根據(jù)干燥室中熱風(fēng)和被干燥顆粒之間運(yùn)動(dòng)方向分類：并流型、逆流型、混流型。牛乳中常采用并流型。并流 型可采用較高的進(jìn)風(fēng)溫度來干燥，而不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。 噴霧干燥往往是制造過程中最后的一個(gè)步驟，它就是經(jīng)由不斷的噴霧、混合和干燥來使物質(zhì)從液體變?yōu)榉勰?。在眾多?chǔ)存食物的技術(shù)中，噴霧干燥法有其獨(dú)特的優(yōu)越性。因?yàn)榇思夹g(shù)所使用的溫度并不是很高，所以在去除微生物污染的同時(shí)，仍可以有效保留食物的味道、色澤和營(yíng)養(yǎng)。 噴霧干燥法通常被用于去除原料中水份。除此之外，它還有著其它多種用途，例如：改變物質(zhì)的大小、外形或密度，它能在生產(chǎn)過程中協(xié)助添加其它成份，有助于生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最嚴(yán)格的產(chǎn)品。 噴霧干燥器實(shí)際上就是一種干燥器，將霧 化的物料干燥成顆粒狀粉料，其關(guān)鍵就是霧化（分散）、干燥（熱交換）、造粒六個(gè)字。噴霧干燥器實(shí)際上也是通用裝備在陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中起到造粒、干燥的專業(yè)化應(yīng)用，因?yàn)楸狙b備對(duì)于傳統(tǒng)陶瓷工業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)起著重要的作用。 常規(guī)的霧化方法有 3種 :旋轉(zhuǎn)霧化、壓力霧化及氣流霧化。 旋轉(zhuǎn)霧化噴霧干燥的特點(diǎn)是單機(jī)生產(chǎn)能力大 (噴霧量可達(dá) 200t/h)，進(jìn)料量容易控制，操作彈性大，應(yīng)用比較廣泛。壓力式霧化器噴霧干燥的特點(diǎn)是可以制造粗粒子，維修方便，由于噴嘴孔很小，易堵塞，故料液必須嚴(yán)格過濾，噴嘴孔易磨損，須用耐磨材料制造。壓力式噴嘴還有 一種新結(jié)構(gòu)，稱為壓力 氣流式噴嘴，它的特點(diǎn)為中心是壓力式噴嘴，周圍的環(huán)境隙為氣流式噴嘴。霧化分為兩個(gè)階段 :壓力噴嘴首先形成液膜，此液膜被氣流第二次霧化，使霧滴更細(xì)。這種類型噴嘴的優(yōu)點(diǎn)為 : (1)調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力，便可調(diào)節(jié)液滴直徑，操作簡(jiǎn)單了； (2)大產(chǎn)量、高粘度的料液也能夠霧化為細(xì)霧滴； (3)如果停用壓縮空氣，原來的壓力式噴嘴也能使用。 氣流霧化器主要用于實(shí)驗(yàn)室及中間工廠，其動(dòng)力消耗大，前兩種霧化器都不能霧化的料液，采用氣流式霧化器可能霧化，高粘度的糊狀物、膏狀物及濾餅物料，可采用三流體噴嘴來霧化。 氣流干燥機(jī)氣流干燥技術(shù)成熟，若有操作數(shù)據(jù)可以直接設(shè)計(jì)。目前，有不少干燥設(shè)備制造廠能提供這種類型設(shè)備。流化床干燥機(jī)天津科技大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 僅次于噴霧干燥機(jī)，分為加料部位設(shè)置攪拌器的流化床干燥機(jī)和具有內(nèi)換熱的流化床干燥機(jī)，當(dāng)用流化床干燥易于團(tuán)結(jié)或結(jié)塊的粉粒體物料時(shí)，在水分比較大的加料段會(huì)產(chǎn)生流化困難現(xiàn)象，這時(shí)在加料段設(shè)置攪拌器，消除結(jié)團(tuán)問題，能達(dá)到正常流化。后者是傳導(dǎo)傳熱和對(duì)流傳熱的組合，當(dāng)用于正常流化態(tài)的熱空氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足干燥所需的熱量時(shí)，采用設(shè)置內(nèi)換熱器，供給部分或大部分熱量，這種操作方式可以顯著的節(jié)能。內(nèi)換熱器有多種形式，流化 床還經(jīng)常用于組合干燥的第二級(jí)和第三級(jí)干燥機(jī)。在普通流化床上施加振動(dòng)，稱振動(dòng)流化床。振動(dòng)流化從產(chǎn)生振源上可分為 2類 :一類為振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng) ,另一類為普通電機(jī)通過激振箱使彈簧產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)流化床尺寸大時(shí)，后者效果較好。流化床噴霧造粒干燥機(jī)，該過程是流態(tài)化技術(shù)、霧化技術(shù)和干燥技術(shù)三者有機(jī)結(jié)合。它是將霧化的料液噴灑到已流化的晶種床上，使晶種不斷長(zhǎng)大和干燥，待長(zhǎng)大到規(guī)定尺寸時(shí)排出器外。該設(shè)備體積小，生產(chǎn)能力大，能制造大顆粒，該設(shè)備的工業(yè)應(yīng)用已日益增加。 噴霧干燥器的工作原理是：用噴霧的方法將物料噴成霧滴分散在熱空氣中，物 料與熱空氣呈并流、逆流或混流的方式互相接觸，使水分迅速蒸發(fā)，達(dá)到干燥目的。采用這種干燥方法，可以省去濃縮、過濾、粉碎等單元操作，可以獲得 30~500μ m 的粒狀產(chǎn)品。而且干燥時(shí)間短，一般干燥時(shí)間為 5~30s。噴霧干燥適用于高熱敏性物料和料液濃縮過程中易分散的物料的干燥，產(chǎn)品流動(dòng)性和速溶性好。噴霧干燥器中氣固兩相接觸表面積大，但由于氣固兩相呈稀相流動(dòng)，故容積傳熱系數(shù)小，一般為 20~100kcal/ m3 h℃，熱空氣進(jìn)口溫度在并流操作時(shí)為 250~500℃，逆流操作時(shí)為 200~300℃。工業(yè)規(guī)模的噴霧干燥器熱效 率一般為 30%~50%。國(guó)外帶有廢熱回收的噴霧干燥，熱效率可達(dá)到 70%，但這種設(shè)備只有在大于 100kg（水）/h 的生產(chǎn)能力時(shí)才有經(jīng)濟(jì)意義。噴霧干燥器的流程是：料液通過霧化器，噴成霧滴分散在熱氣流中?？諝饨?jīng)鼓風(fēng)機(jī)送入空氣加熱器加熱，然后進(jìn)入噴霧干燥器，與霧滴接觸干燥。產(chǎn)品一部分落入塔底，一部分由一級(jí)引風(fēng)機(jī)吸入一級(jí)旋風(fēng)分離器，經(jīng)分離后將尾氣放空。塔底的產(chǎn)品和旋風(fēng)分離器收集的產(chǎn)品由二級(jí)抽風(fēng)機(jī)抽出，經(jīng)二級(jí)分離器分離后包裝。噴霧干燥器的產(chǎn)品為細(xì)粒子，為了適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的要求，噴霧干燥系統(tǒng)只用旋風(fēng)分離器分離產(chǎn)品，凈化尾氣 還是不夠的，一般還要用袋式除塵器凈化，使尾氣中的含塵量低于 50mg/ m3，或用濕式洗滌器，可將尾氣含塵量降到 15~35 mg/m3。 噴霧干燥因其可直接由溶液或懸浮體制得成分均勻的粉狀產(chǎn)品的特殊優(yōu)點(diǎn)，目前在化工、輕工、食品等工業(yè)中仍有廣泛的應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)中以染料行業(yè)應(yīng)用最為普遍。經(jīng)過近年來廣大工程技術(shù)人員的努力，噴霧干燥技術(shù)已比較成熟，塔尺寸的確定也有成功的計(jì)算方法。采用的霧化器仍然是壓力式、離心式和氣流式三種，但近幾年來離心噴霧干燥器的應(yīng)用呈上升趨勢(shì)。對(duì)于真溶液噴霧干燥，值得注意的是，不同親水性溶質(zhì)要求 的干燥介質(zhì)溫度不同。如無機(jī)鹽類強(qiáng)親水性物天津科技大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 質(zhì)，其水溶液蒸發(fā)脫水主要在溶液沸點(diǎn)下進(jìn)行，出塔氣體溫度低于 130℃就難以操作。我國(guó)雖然和國(guó)外相比還有明顯的差距，但噴霧干燥裝置的制造和操作水平也都有較大幅度的提高。近 20年來噴霧干燥技術(shù)和設(shè)備的改進(jìn)和革新主要有以下幾個(gè)方面： （ 1）解決粘壁問題 粘壁現(xiàn)象迄今仍然是妨礙噴霧干燥器正常操作的一個(gè)突出問題。一般說來，增大直徑可以減輕粘壁；但為此目的而采用非常大的設(shè)備直徑顯然也不經(jīng)濟(jì)。國(guó)外專家研究了干燥過程中的粘壁和結(jié)塊問題，認(rèn)為造成粘壁的主要宏觀因素是壁溫。在關(guān)于橙汁噴霧干 燥的專利中提出的解決辦法是使塔壁冷卻至已干產(chǎn)品的溫度以下，并在進(jìn)料液中加入助干劑。 Masters 提出了防止粘壁的三種可能途徑： ①采用夾壁干燥塔，其間用空氣冷卻，使壁溫保持在 50℃以下，粘結(jié)性特別強(qiáng)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(nèi)近壁處安裝由一排噴嘴組成的氣掃帚，并使之沿壁緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。 顯然，這些措施試圖達(dá)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干燥中已經(jīng)應(yīng)用了，有一定效果。另外，塔內(nèi)壁拋光也可以減輕粘壁。 （ 2）改善產(chǎn)品物性 科學(xué)技術(shù)發(fā)展和生活水平的提高 對(duì)噴霧干燥產(chǎn)品的物理性質(zhì)提出了越來越高的要求。例如，有的要求堆密度特別大（≥ ）或特別小（≤ ），一些有復(fù)水性的粉體如食品、中藥沖劑等則往往要求速溶性。一般說來，改變霧化的分散度以及適當(dāng)改變操作條件以控制干燥速率，可以制得具有不同堆密度的產(chǎn)品，但變化的幅度是有限的。在改善物性方面值得一提的是泡沫噴霧干燥，即將進(jìn)料液體先泡沫化后再行噴霧干燥。該方法最初是為提高熱效率而提出的，后來用以調(diào)整產(chǎn)品的物性?，F(xiàn)已證明，泡沫噴霧干燥制得的奶粉等產(chǎn)品粒徑大、多孔、多凹陷、表面粗糙，具有良好的速溶性。 80年代以來，該 技術(shù)已用于工業(yè)生產(chǎn)。 （ 3）開發(fā)多目標(biāo)過程 把噴霧干燥與其它單元過程結(jié)合方面，已成功地開發(fā)應(yīng)用的主要有兩類。一類是噴霧干燥 反應(yīng)過程，人們熟知的噴霧干燥 聚合一步法制取三聚磷酸鈉就是典型實(shí)例之一。但從能耗的觀點(diǎn)來看，它不是一個(gè)成功的例子，單位產(chǎn)品能耗比二步法高。看來，要經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)這種結(jié)合，必要的條件之一是干燥和反應(yīng)要求的物料溫度基本相同或相近。另一類已開發(fā)，并較成功地應(yīng)用的多目標(biāo)過程是噴霧造粒 干燥，即把溶液或懸浮液在細(xì)粒物料上噴霧涂布造粒與顆粒的干燥結(jié)合起來。顆粒的干燥通常在流化床中進(jìn)行（也有的采用轉(zhuǎn)鼓） ，根據(jù)粒度要求不同，溶液霧化器可置于顆粒床層的內(nèi)部或上方。噴霧造粒 干燥技術(shù)出現(xiàn)和應(yīng)用都比較早，并已做過大量的基礎(chǔ)研究。由于有許多產(chǎn)品，如肥料、染料等，制成顆粒天津科技大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 狀對(duì)貯存、運(yùn)輸和使用都更為有利，這些年來對(duì)這類技術(shù)的興趣正在增長(zhǎng)。根據(jù)已掌握的技術(shù)，床層直徑在 1m 以內(nèi)的裝置設(shè)計(jì)和操作都容易解決，但對(duì)很大的裝置，看來放大問題還需要進(jìn)一步研究。 （ 4）開發(fā)組合干燥裝置 能從液體直接干燥成粉體，這是噴霧干燥的最大優(yōu)點(diǎn)。但噴霧干燥熱效率低、體積龐大、生產(chǎn)能力低、投資高也是最大缺點(diǎn)，近年來，中外干燥專家對(duì)以噴霧干燥為第一級(jí) 的多級(jí)組合干燥進(jìn)行了大量的研究。利用它將液體干燥成固體后再進(jìn)入下一級(jí)干燥器進(jìn)一步干燥。 噴霧流化干燥器是一種新機(jī)型，在我國(guó)使用大約有十幾年的時(shí)間，目前只有少數(shù)設(shè)備廠掌握這項(xiàng)技術(shù)。噴霧流化干燥器實(shí)際是噴霧干燥器和流化干燥器器的有機(jī)結(jié)合，因此在性能上也就具有兩種干燥器的特點(diǎn)。 把噴霧裝置組合在氣 固流化床中，將溶液或熔融物加工為固體顆粒的方法稱為噴霧流化干燥。由于在流化床中固體粒子有良好的混合與較高的傳熱效能，這種設(shè)備無論作為干燥或煅燒器，它的生產(chǎn)強(qiáng)度都比較高。例如處理苯甲酸鈉溶液時(shí)，其容積蒸發(fā)強(qiáng)度達(dá) 550~670kg 水 /m3 h。 我國(guó)在葡萄糖和某些醫(yī)藥、輕工產(chǎn)品使用了這種干燥器，由于它把蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥、造粒、煅燒等過程融合在一個(gè)設(shè)備中進(jìn)行。因此，簡(jiǎn)化了流程，并相應(yīng)地降低了設(shè)備及投資費(fèi)用，它對(duì)溶解度大的溶液干燥以及煅燒造粒是非常合適的。 噴霧流化干燥中，漿液物料經(jīng)過噴霧器分散成極細(xì)的液滴涂布于流化床層的粒子表面，接受床層熱量和流化介質(zhì)熱量以氣化水分。粒子尺寸則因其表面上固體物料的析出而長(zhǎng)大，這種粒子的涂層長(zhǎng)大有的稱為“正常長(zhǎng)大”。在床層中除了正常長(zhǎng)大以外，還可能發(fā)生另外的情況：粒子涂層后，由于來不及干燥而相互粘合，這種粒子尺寸的增加稱為“粘結(jié)長(zhǎng)大”。除此以外，還有液滴噴入后未與固體顆粒結(jié)合即已干燥，這種小粒子或被帶出，或存留在床層中成為新粒子長(zhǎng)大的“晶種”。 在床層中，由于霧化器的氣流機(jī)械作用與流化介質(zhì)的通過，流化床內(nèi)的粒子發(fā)生相互撞擊和冷液噴入熱床層后粒子內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力，使固體粒子在長(zhǎng)大的同時(shí)又被破碎而減小粒子尺寸。當(dāng)床層內(nèi)粒子長(zhǎng)大的速度與破碎速度相等時(shí)，粒子的平均尺寸不再變化而達(dá)到一穩(wěn)定值，這時(shí)的操作趨于穩(wěn)定而可連續(xù)。即料液不斷噴入，床層粒子在某一穩(wěn)定尺寸范圍連續(xù)卸出。 以上條件決定于下列各因素：噴霧器的 型式和工作條件、干燥條件和流化本身的流體力學(xué)條件。其中，噴霧器的條件更為重要。如果噴霧器操作不好，或者床層粘結(jié)成餅而無法流化，或者粒子長(zhǎng)大不能控制，最后可導(dǎo)致流化狀態(tài)不佳。 天津科技大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 在使用氣流式噴嘴的噴霧流化干燥裝置中，目前比較多的是采用將卸料中一部分尺寸較小的顆粒反回床層作為涂層長(zhǎng)大“晶種”的辦法來平衡床層中粒子長(zhǎng)大，使操作得以連續(xù)。返回床層的小粒子量稱為返料量，返料量與產(chǎn)品量之比稱為返料比。在噴霧流化干燥器操作中，返料比大說明操作效果不佳。因?yàn)檫@時(shí)除要增加篩析、返料提升等的電耗外，還會(huì)使設(shè)備的生產(chǎn)強(qiáng)度降低。 噴 霧流化干燥器在干燥的同時(shí)進(jìn)行造粒，經(jīng)組合后的干燥器有以下特點(diǎn)： （ 1）噴霧流化干燥器設(shè)備容積