實驗室用小型噴霧干燥機(jī)的架構(gòu)圖

實驗室用小型噴霧干燥機(jī)的架構(gòu)圖：

      目前，在眾多的干燥設(shè)備中，噴霧干燥機(jī)是產(chǎn)值較高的干燥機(jī)之一，每臺套從幾十萬到幾百萬之間。在溫州、上海、無錫、江陰、西寧等地有多家噴霧干燥機(jī)的專業(yè)制造廠，每年向用戶提供上百套噴霧干燥設(shè)備。從研究方面，每次干燥會的學(xué)術(shù)論文中，噴霧干燥技術(shù)的研究內(nèi)容占各機(jī)型，理論的不完善性和應(yīng)用的廣泛性始終吸引著大批研究人員的目光。
      丹麥Niro公司開發(fā)的離心霧化器以高精度、高轉(zhuǎn)速和節(jié)能著稱，不僅可達(dá)到均勻和可控粒度的霧化，而且zui大的單機(jī)處理能力已達(dá)到200t/h。這為大型噴霧干燥機(jī)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的霧化手段。Anhydro公司的離心霧化器采用皮帶傳動并改進(jìn)了潤滑系統(tǒng)，也取得很好的效果。這些成就是離心霧化的應(yīng)用迅速增長的重要原因之一。我國已開發(fā)到每小時蒸發(fā)幾十噸，與國外水平仍有不小的差距。
  噴霧干燥機(jī)是處理溶液、懸浮液或泥漿狀物料的干燥設(shè)備。它是用噴霧的方法，使物料成為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30~500μm的粒狀產(chǎn)品。而干燥時間極短，一般干燥時間為5~30s。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)品流動性和速溶性好。
  噴霧干燥機(jī)中氣固兩相接觸表面積大，但是氣固兩相呈稀相流動，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為260~500℃，逆流操作時為200~300℃。工業(yè)規(guī)模的噴霧干燥機(jī)，熱效率一般為30~50%。國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)備在大于100kg（水）/h的生產(chǎn)能力時才有經(jīng)濟(jì)意義。
  噴霧干燥的基本流程如下，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)入噴霧干燥機(jī)，與霧滴接觸干燥。產(chǎn)品部分落入塔底，部分由一級引風(fēng)機(jī)吸入一級旋風(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，由二級抽風(fēng)機(jī)抽出，經(jīng)二級旋風(fēng)分離器分離后包裝。
  噴霧干燥的產(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/Nm3氣體，或用濕式洗滌器，可將尾氣含塵量降到15~35mg/Nm3氣體。
（一）實驗室用小型噴霧干燥機(jī)技術(shù)進(jìn)展
  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，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zui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機(jī)的應(yīng)用呈上升趨勢。對于真溶液噴霧干燥，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)親水性物質(zhì)，其水溶液蒸發(fā)脫水主要在溶液沸點下進(jìn)行，出塔氣體溫度低于130℃就難以操作。我國雖然和國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方面：
（1）實驗室用小型噴霧干燥機(jī)解決粘壁問題
  粘壁現(xiàn)象迄今仍然是妨礙噴霧干燥機(jī)正常操作的一個突出問題。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。
  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。