噴霧干燥

1.與產(chǎn)品接觸的部位，必須便于清洗滅菌；

2.應有防止焦粉措施，防止熱空氣產(chǎn)生渦流與逆流；

3.防止空氣攜帶雜質(zhì)進入產(chǎn)品；

4.配置溫度、壓力指示紀錄儀裝置，便于檢查生產(chǎn)運轉(zhuǎn)；

5.具有高回收率的粉塵回收裝置；

6.應迅速出粉冷卻，以提高溶解度、速溶性；

7.干燥室內(nèi)溫度及排風溫度，不允許超過100℃，保證安全與質(zhì)量；

8.噴霧時濃奶液滴與熱空氣均勻接觸，提高熱效率；

9.對粘度物質(zhì)盡量減少粘壁現(xiàn)象。

噴霧干燥優(yōu)點

1.干燥過程非常迅速。

2.可直接干燥成粉末。

3.易改變干燥條件，調(diào)整產(chǎn)品質(zhì)量標準。

4.由于瞬間蒸發(fā)，設備材料選擇要求不嚴格。

5.干燥室有一定負壓，保證了生產(chǎn)中的衛(wèi)生條件，避免粉塵在車間內(nèi)飛揚，提高產(chǎn)品純度。

6.生產(chǎn)效率高，操作人員少。

7.生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質(zhì)量高。每小時噴霧量可達幾百噸，是干燥器處理量較大者之一。

8.噴霧干燥機調(diào)節(jié)方便，可以在較大范圍內(nèi)改變操作條件以控制產(chǎn)品的質(zhì)量指標，如粒度分布、濕含量、 生物活性、溶解性、色、香、味等。

噴霧干燥缺點

1.設備較復雜，占地面積大，一次投資大。

2.霧化器，粉末回收裝置價格較高。

3.需要空氣量多，增加鼓風機的電能消耗與回收裝置的容量。

4.熱效率不高，熱消耗大。

通過機械作用，將需干燥的物料，分散成很細的像霧一樣的微粒，（增大水分蒸發(fā)面積，加速干燥過程）與熱空氣接觸，在瞬間將大部分水分除去，使物料中的固體物質(zhì)干燥成粉末。

（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，進行熱交換，短時間完成干燥。

②壓力噴霧微?；b置：M型和S型，具有使液流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的導溝，M型導溝軸線垂直于噴嘴軸線，不與之相交；S型導溝軸線與水平成一定角度。其目的都是：設法增加噴霧時溶液的湍流度。

（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動，其軌跡為一螺旋形，液體沿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動，同時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以轉(zhuǎn)軸中心對稱的圓柱體。

②獲得較均勻液滴的要求：a.減少圓盤旋轉(zhuǎn)時的震動b.進入圓盤液體數(shù)量在單位時間內(nèi)保持恒定c.圓盤表面平整光滑d.圓盤的圓周速率不宜過小，rmin=60m/s,乳（100-160m/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：潤濕周邊長，能使溶液達到高轉(zhuǎn)速，噴霧均勻，結(jié)構(gòu)堅固、質(zhì)輕、簡單、無死角、易拆洗、有較大生產(chǎn)率。

（3）氣流式噴霧干燥法：

①原理：濕物料經(jīng)輸送機與加熱后的自然空氣同時進入干燥器，二者充分混合，由于熱質(zhì)交換面積大，從而在很短的時間內(nèi)達到蒸發(fā)干燥的目的。干燥后的成品從旋風分離器排出，一小部分飛粉由旋風除塵器或布袋除塵器得到回收利用。

干燥速度快。料液經(jīng)離心噴霧后，表面積大大增加，在高溫氣流中，瞬間就可蒸發(fā)95%-98%的水份，完成干燥時間僅需數(shù)秒鐘。

采用并流型噴霧干燥形式能使液滴與熱風同方向流動，雖然熱風的溫度較高，但由于熱風進入干燥室內(nèi)立即與噴霧液滴接觸，室內(nèi)溫度急降，而物料的濕球溫度基本不變，因此也適宜于熱敏性物料干燥。

以大豆的噴霧干燥操作為例：

大豆在噴霧干燥前，必需進行清洗和去皮，并削減脂肪等非蛋白質(zhì)成份，從而濃縮出大豆中最有營養(yǎng)的成份，經(jīng)過這樣濃縮后的大豆才能進行噴霧干燥。噴霧干燥的實際過程分好幾個步驟：首先，液體產(chǎn)品被輸入霧化器中，霧化器中一個高速運作的轉(zhuǎn)輪將液體霧化，從而使產(chǎn)品變?yōu)楣桃后w混合的微粒子狀態(tài)。

在第二個步驟中，霧化微粒被導向一個可控溫度及氣流的干燥室中，熱空氣會將微粒里的液體蒸發(fā)掉。為了使最終的產(chǎn)品符合標準，微粒接觸熱空氣時間必須能夠恰到好處，以保持粉末品有一定的水份；同時干燥室里的狀態(tài)也要受到良好的控制，因為，干燥室體積的大小和氣流狀況都會影響到產(chǎn)品的營養(yǎng)。

第三個步驟也就是整個程序中的最后一步，將氣流中的粉末通過分離器收集到一個容器中，這樣形成的最終產(chǎn)品就可以進行包裝或與其它成份混合了。

有些植物的營養(yǎng)成份會因高溫而喪失，對這些植物來說，冷凍干燥是一個有效的濃縮保存方法，然而，有些植物確需一定的溫度以去除毒性，對這些植物而言，噴霧干燥技術(shù)則是再理想不過的了。以大豆為例，其濃縮過程需要一定的溫度，以去除一種叫作胰蛋白酶抑制劑（ trypsin inhibitors ）的物質(zhì) ( 這種物質(zhì)會阻礙消化和分解蛋白質(zhì) ) 。

噴霧干燥往往是制造過程中最后的一個步驟，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?。在眾多儲存食物的技術(shù)中，噴霧干燥法有其獨特的優(yōu)越性。因為此技術(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，仍可以有效保留食物的味道、色澤和營養(yǎng)。

噴霧干燥具傳熱快、水分蒸發(fā)迅速、干燥時間短的特點，且制品質(zhì)量好，質(zhì)地松脆，溶解性能也好，能改善某些制劑的溶出速率，適用于熱敏性藥物，此外，噴霧干燥還可用于制備微膠囊。

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)量標準最嚴格的產(chǎn)品。

本書共分11章，主要內(nèi)容有噴霧干燥的基本原理及基礎知識、噴霧干燥流程及其選擇、霧化器的結(jié)構(gòu)和計算、顆粒的形成和干燥、噴霧干燥塔的結(jié)構(gòu)與設計、噴霧干燥試驗與操作安全、噴霧干燥的節(jié)能措施與未來發(fā)展趨勢、噴霧干燥的附屬設備、噴霧干燥的工業(yè)應用等。各章附有例題，以便于掌握其計算方法。 本書可供從事噴霧干燥工作的工程技術(shù)人員使用，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

壓力噴霧干燥法是利用高壓泵，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，進行熱交換，短時間完成干燥。噴霧干燥是系統(tǒng)化技術(shù)應用于物料干燥的一種方法。于干燥室中將稀料經(jīng)霧化后，在與熱空氣的接觸中，水分迅速汽化，即得到干燥產(chǎn)品。

壓力噴霧微?；b置:M型和S型，具有使液流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的導溝，M型導溝軸線垂直于噴嘴軸線，不與之相交;S型導溝軸線與水平成一定角度。其目的都是:設法增加噴霧時溶液的湍流度。該法能直接使溶液、乳濁液干燥成粉狀或顆粒狀制品，可省去蒸發(fā)、粉碎等工序。2100433B

第1章 概述

1.1噴霧干燥在日常生活及工業(yè)應用

1.2噴霧干燥的定義及基本流程

1.3噴霧干燥的基本過程階段

1.3.1 噴霧干燥的第一個基本階段——料液的霧化

1.3.2 噴霧干燥的第二個基本階段——霧滴與熱風的接觸及干燥

1.3.3噴霧干燥的第三個基本階段——干燥產(chǎn)品與廢氣的分離

1.4噴霧干燥系統(tǒng)的組成

1.4.1 供料系統(tǒng)

1.4.2霧化器

1.4.3熱風系統(tǒng)

1.4.4熱風分布器及噴霧干燥室

1.4.5干燥產(chǎn)品的排出

1.4.6氣固分離及產(chǎn)品回收設備

1.5噴霧干燥的優(yōu)缺點

1.5.1噴霧干燥的優(yōu)點

1.5.2噴霧干燥的缺點

參考文獻

第2章 噴霧干燥的基礎知識

2.1術(shù)語

2.1.1霧滴及顆粒

2.1.2團聚物

2.1.3粒度

2.1.4顆粒形狀

2.1.5粒度分布

2.1.6平均粒度

2.2數(shù)據(jù)的表示方法

2.2.1列表法

2.2.2圖示法

2.3數(shù)據(jù)的分析

2.3.1平均直徑

2.3.2分布函數(shù)

2.4霧滴和顆粒粒度的測量

2.4.1霧滴大小及其分布的測量

2.4.2顆粒粒度的測量

2.5濕空氣的性質(zhì)及I—x圖

2.5.1濕空氣的性質(zhì)

2.5.2 濕空氣的I—x圖

2.5.3 I—x圖的使用方法

2.6噴霧干燥過程的物料衡算及熱量衡算

2.6.1噴霧干燥過程的物料衡算

2.6.2噴霧干燥過程的熱量衡算

2.6.3噴霧干燥過程的熱量衡算的圖解法

2.6.4噴霧干燥過程的熱量衡算的公式法

2.7物料中的水分狀態(tài)和干燥速率

2.7.1物料中的水分狀態(tài)

2.7.2干燥速率

參考文獻

第3章 噴霧干燥的流程及其選擇

3.1開式循環(huán)流程

3.1.1 干燥器—旋風分離器—洗滌器流程

3.1.2 干燥器—旋風分離器—布袋過濾器流程

3.1.3 干燥器—布袋過濾器流程

3.1.4 開式的具有部分廢氣再循環(huán)的噴霧干燥流程

3.2 閉路循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)流程

3.3半閉路循環(huán)流程

3.3.1 半閉路循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)的流程

3.3.2 自惰化噴霧干燥流程

3.3.3帶有預熱和燃燒的自惰化噴霧干燥系統(tǒng)

3.4無菌的噴霧干燥流程

3.5二級與三級的噴霧干燥流程

3.5.1二級干燥流程

3.5.2三級干燥流程

3.6 干燥器—靜電除塵器系統(tǒng)流程

3.7細粉返回到噴霧干燥塔內(nèi)的流程

參考文獻

第4章 霧化器的結(jié)構(gòu)與計算

4.1概述

4.1.1料液的霧化

4.1.2噴嘴的分類

4.2氣流式噴嘴

4.2.1氣流式噴嘴的原理及其優(yōu)缺點

4.2.2氣流式噴嘴的結(jié)構(gòu)

4.2.3各種變量對液滴尺寸的影響

4.2.4平均滴徑的計算

4.3壓力式霧化器

4.3.1 壓力式霧化器的操作原理及其優(yōu)缺點

4.3.2壓力式噴嘴的結(jié)構(gòu)

4.3.3壓力式噴嘴的操作特性

4.3.4噴嘴結(jié)構(gòu)尺寸對流量系數(shù)的影響

4.3.5操作參數(shù)對液滴尺寸的影響

4.3.6平均滴徑的計算和液滴尺寸分布

4.3.7壓力式噴嘴的主要尺寸的計算

4.4旋轉(zhuǎn)式霧化器

4.4.1旋轉(zhuǎn)式霧化器的操作原理、類型及優(yōu)缺點

4.4.2光滑盤（無葉片盤）旋轉(zhuǎn)霧化器

4.4.3葉片盤（非光滑盤）旋轉(zhuǎn)霧化器

4.4.4噴霧干燥操作時的霧化輪特性

4.4.5霧化輪的放大

4.4.6旋轉(zhuǎn)—氣流杯霧化器

4.4.7液體分布器

4.4.8旋轉(zhuǎn)式霧化器的軸的問題

4.4.9霧化器的驅(qū)動方式

4.5靜電霧化的基本原理及其應用

4.5.1靜電霧化的基本原理及基本流程

4.5.2靜電霧化產(chǎn)生離子（束）的模型

4.5.3平均滴徑的計算

4.5.4靜電霧化的工業(yè)應用

4.6霧化器的選擇

參考文獻

第5章 顆粒的形成和干燥

5.1顆粒干燥過程的兩個階段

5.2顆粒的形成

5.2.1干燥曲線和干燥速率曲線

5.2.2干燥室內(nèi)的溫度分布

5.2.3懸浮液和乳濁液等液滴的干燥

5.2.4溶液的液滴干燥

5.2.5顆粒的形成

5.2.6液滴干燥的某些概括性結(jié)論

5.2.7影響噴霧干燥產(chǎn)品性質(zhì)的因素

5.3純液體的液滴的蒸發(fā)時間的計算

5.3.1單個液滴的蒸發(fā)時間的計算

5.3.2 純液體的霧滴群的蒸發(fā)時間的計算

5.4含有可溶性固體的液滴蒸發(fā)時間的計算

5.4.1單個液滴的蒸發(fā)時間的計算

5.4.2含有可溶性固體的霧滴群的蒸發(fā)

5.5含有不溶性固體的液滴蒸發(fā)時間的計算

參考文獻

第6章 噴霧干燥塔的結(jié)構(gòu)設計和尺寸估算

6.1噴霧干燥塔的基本結(jié)構(gòu)型式

6.1.1并流流動的干燥塔和空氣分布器的配置

6.1.2逆流流動的干燥塔和空氣分布器的配置

6.1.3混合流流動的干燥塔和空氣分布器的配置

6.2干燥塔內(nèi)的空氣一霧滴（或顆粒）的流動方向

6.2.1空氣—霧滴并流運動

6.2.2空氣—霧滴逆流運動

6.2.3空氣—霧滴混合流運動

6.3空氣（熱風）分布器

6.3.1概述

6.3.2 旋轉(zhuǎn)式霧化器的并流流動的塔內(nèi)的空氣分布器

6.3.3噴嘴式霧化器的塔內(nèi)的熱風分布器

6.3.4逆流流動的干燥塔的空氣分布器（噴嘴式霧化器）

6.3.5混合流干燥塔的空氣分布器（噴霧或旋轉(zhuǎn)式霧化器）

6.3.6干燥塔錐形底出料和排氣方式的組合

6.4干燥塔直徑和高度的估算

6.4.1霧滴在氣流中的運動

6.4.2用圖解積分法，計算干燥塔的直徑

6.4.3用圖解積分法，計算干燥塔高度

6.4.4用干燥強度法，估算干燥塔容積

6.4.5用體積給熱系數(shù)法，估算干燥塔容積

6.4.6旋轉(zhuǎn)式霧化器的噴霧干燥塔直徑的確定

6.4.7噴霧干燥塔的某些經(jīng)驗數(shù)據(jù)

6.4.8行業(yè)和企業(yè)的某些標準

6.5噴霧干燥操作中的粘壁問題

6.5.1概述

6.5.2半濕物料粘壁

6.5.3低熔點物料的熱熔性粘壁

6.5.4干粉的表面黏附

6.6設計舉例

6.6.1設計舉例（一）

6.6.2設計舉例（二）

6.6.3設計舉例（三）

參考文獻

……

第7章噴霧干燥實驗

第8章噴霧干燥的操作安全

第9章噴霧干燥的節(jié)能措施與未來發(fā)展趨勢

第10章噴霧干燥系統(tǒng)的附屬裝置

第11章噴霧干燥的工業(yè)應用