實(shí)踐證明,在當(dāng)代,噴霧干燥是非常重要的工業(yè)干燥操作。它的工業(yè)應(yīng)用非常廣泛幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的每一個(gè)部門。如實(shí)驗(yàn)室中藥(中草藥)天然產(chǎn)物提取物和果汁的噴霧干燥,經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生黏壁問(wèn)題,是科研人員的一大難題。
常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī),在對(duì)實(shí)驗(yàn)室中藥(中草藥)天然產(chǎn)物提取物和果汁做噴霧干燥時(shí),由于物料本身含有很多糖類成分,糖在高溫下比較容易融化,在噴霧干燥的瞬間就融化,粘在一起,形成像牛皮糖一樣的東西粘在噴霧干燥機(jī)干燥室的瓶壁上,科研人員得不到需要的流動(dòng)性好的粉末,有時(shí)為了得到粉末,添加大量的輔料,如淀粉,環(huán)狀糊精什么的,但是效果也都不是很理想。
粘壁現(xiàn)象是妨礙噴霧干燥機(jī)正常操作的一個(gè)突出問(wèn)題,固體制劑(特別是中藥)的噴霧干燥過(guò)程尤為明顯。物料粘壁不僅不利于收集操作,而且隨著時(shí)間的延長(zhǎng),敏感的粘壁物料會(huì)變質(zhì)成為不合格物料。
從工藝角度出發(fā),解決手段包括選用合適的溶劑,增加輔料,改變工藝參數(shù),但是這些方法可調(diào)節(jié)的余地不是很大,因此必須從設(shè)備的角度尋求根本的解決方案。國(guó)內(nèi)外專家對(duì)干燥過(guò)程中的粘壁和結(jié)塊問(wèn)題進(jìn)行了研究,認(rèn)為造成粘壁的主要原因是壁溫。
噴霧干燥機(jī)粘壁一般有以下三種情況:
1、半濕物料粘壁:原因是噴出的霧滴在沒(méi)有達(dá)到表面干燥之前就已經(jīng)和器壁接觸,因而粘在壁上,粘壁的位置一般是對(duì)著霧化器噴出的霧滴運(yùn)動(dòng)軌跡的平面上,和霧化器的結(jié)構(gòu),熱風(fēng)在塔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān);
2、低熔點(diǎn)物料的熱熔性粘壁:原因是物料在一定的溫度下達(dá)到熔點(diǎn)開始溶化而發(fā)粘,粘附在器壁上;
3、干粉的表面粘附:干粉在有限的空間中運(yùn)動(dòng)總會(huì)有一些碰到器壁上,這是不能避免的,但是這樣的粘壁一般都不厚,只要通過(guò)空氣吹或者是輕輕敲打都能震落,簡(jiǎn)單的解決辦法是內(nèi)壁拋光,可以在一定程度上解決這個(gè)問(wèn)題。
防止實(shí)驗(yàn)型噴霧干燥機(jī)粘壁現(xiàn)象的五種解決方法:
以下列舉了可以防止粘壁的解決方法:
1、采用夾壁干燥塔,其間用空氣冷卻,使壁溫保持在50℃以下;
2、通過(guò)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,并使之沿塔壁緩慢轉(zhuǎn)動(dòng);
4、塔壁增加氣錘,通過(guò)氣錘的敲擊,強(qiáng)制使粘壁物料脫離;
5、增加設(shè)備的加工精度,塔內(nèi)壁拋光也可以減輕粘壁。
小型噴霧干燥機(jī)的種類很多,按氣液流向可分為并流式、逆流式和混流式;按霧化器的安裝方式可分為上噴下式、下噴上式;按霧化器的結(jié)構(gòu)可分為離心式、壓力式和氣流式;按加熱氣體是否循環(huán)可分為開放式、部分循環(huán)式和密閉式。
噴霧干燥機(jī)作業(yè)中,干燥用熱風(fēng)進(jìn)入塔內(nèi)的溫度(熱風(fēng)溫度)與出口溫度(排風(fēng)溫度)的決定是很重要的。排風(fēng)溫度與產(chǎn)品的水分含量有關(guān),應(yīng)按產(chǎn)品容許的水分來(lái)決定。熱風(fēng)溫度越高熱效率越高,經(jīng)濟(jì)性越好。但是過(guò)高的熱風(fēng)溫度會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量變劣,因此熱風(fēng)溫度必須在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下適當(dāng)提高。
噴霧干燥機(jī)熱風(fēng)溫度將對(duì)產(chǎn)品的松密度發(fā)生明顯的影響。高溫?zé)犸L(fēng)有產(chǎn)生低松密度的傾向,這是由于熱風(fēng)有快速干燥作用,使顆粒表面硬化并使殘留濕氣膨脹,而促進(jìn)了氣球狀中空顆粒的形成。假如要求高的松密度(低比容),或要求實(shí)心顆粒,則設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)使用高溫?zé)犸L(fēng)與新形成的霧滴接觸。在化學(xué)藥品的干燥中,熱風(fēng)溫度高達(dá)538℃,產(chǎn)品顆粒大??梢园l(fā)現(xiàn)殘留蒸汽有足夠的壓力將外表面吹成空洞。在食品噴霧干燥中,熱風(fēng)溫度一般不超過(guò)177℃,因此形成空心顆粒的起始直徑?jīng)]有像化學(xué)藥品那樣大。
噴霧干燥機(jī)熱風(fēng)入口溫度將直接影響干燥室的蒸發(fā)強(qiáng)度。對(duì)于非熱敏性物料,應(yīng)盡町能采用高溫?zé)犸L(fēng),以便提高蒸發(fā)強(qiáng)度。
小型噴霧干燥機(jī)不開風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)的性能直接影響到干燥效果。小型噴霧干燥機(jī)風(fēng)機(jī)參數(shù)的選擇指風(fēng)設(shè)與靜壓的選擇。
在設(shè)計(jì)小型噴霧干燥機(jī)時(shí),如何選擇風(fēng)機(jī)的靜壓呢?
應(yīng)分析干燥機(jī)的靜壓損失,如谷物的風(fēng)阻,加熱器及風(fēng)道等的靜壓損失。也就是說(shuō)風(fēng)機(jī)的游壓值為谷物的風(fēng)阻,加熱器及風(fēng)道等的靜壓損失的總和,其小主要是谷物的風(fēng)阻。
下面重點(diǎn)分析谷物的風(fēng)阻。
影響谷物風(fēng)阻的因素有谷物含水串,風(fēng)量比,堆積高度,含雜率等。
谷物的含水牢與風(fēng)阻的關(guān)系:在相同堆積高度和風(fēng)量比的條件下,含水串越低,風(fēng)阻就越大。因?yàn)楣任锖瘦^低肘,谷粒之間空隙應(yīng)減少,空氣通過(guò)谷層時(shí)阻力增大。
風(fēng)量比與風(fēng)阻的關(guān)系:在相同的含水率和堆積高度條體下,風(fēng)且比越大,風(fēng)阻就越大。
堆積高度與風(fēng)阻關(guān)系:在相同的含水率和風(fēng)量比的條沖下,堆積角度越南,風(fēng)阻越大。
谷物合雜卒對(duì)風(fēng)阻的影響:含雜率越高,風(fēng)阻越大。所以谷物在干燥前進(jìn)行清選是十分必要的。
如果確定了風(fēng)量比利堆積渴度查出風(fēng)阻;再加上加熱器和風(fēng)道等的靜壓損失,就可確定風(fēng)機(jī)的靜壓值。
適用于高校、研究所和食品醫(yī)藥化工企業(yè)實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)微量顆粒粉末,對(duì)所有溶液如乳濁液、懸浮液具有廣泛適用性, 適用于對(duì)熱敏感性物的干燥如生物制品、生物農(nóng)藥、酶制劑等。
因?yàn)樗鶉姵龅奈锪现皇窃趪姵伸F狀時(shí)才受到高溫且是瞬間受熱,故這些活性材料在干燥后仍維持其活性成份不變。
具體用于下列領(lǐng)域:飲料香料和色素牛奶和蛋制品植物和蔬菜提取液制藥合成熱敏物質(zhì)塑料聚合物和樹脂芳香劑血制品制陶和超導(dǎo)體生化制品染料肥皂和洗滌劑食品黏合劑氧化物骨粉和牙粉等等。