喷雾干燥的基本原理
喷雾干燥的原理
喷雾干燥技术特别适合于干燥初始水分高的物料,该技术在食品工业中正发挥着越来越广泛的作用。如聚合氯化铝生产中的喷雾干燥工艺。
喷雾干燥是利用喷雾器的作用,将溶液,乳浊液,悬浮液或膏糊状物料喷洒成极细的雾状液滴,在干燥介质中液滴迅速汽化,形成粉状或颗粒状干制品的一种干燥方法。
喷雾干燥的优点
1:瞬间干燥。干燥速度快,时间短。料液经雾化后,其表面积瞬间增大若干倍,与热空气的接触面积增大,雾滴内部水份向外迁移的路径大大缩短,提高了传热传质速率,干燥时间仅为5-35s左右就可蒸发掉90%-95%的水份。
2:物料本身不承受高温。虽然喷雾干燥的热风温度比较高,但在接触雾滴时大部分热量都用于水份的蒸发,所以排风温度并不高,绝大多数操作排风温度都在80c-110c之间,物料温度也不会超过周围热空气的湿球温度,对于一些热敏性物料也能保证其产品质量。
3:产品质量好。根据工艺要求选择适当的喷雾器,可使产品制成粉末或空心球,因此制品有良好的分散性和溶解性。
4:生产过程简单,适宜于连续化生产。
喷雾干燥的缺点
1:单位产品的热耗量大,介质消耗量大,设备的热效率低。
2:设备庞大。喷雾干燥是容积式干燥器,干燥强度低,所以需要干燥器的体积庞大。
3:对分离设备要求高。干燥的过程是粉体漂浮在气体中,排风中带出部分粉尘,对气固分离设备的要求比较高。
喷雾干燥中两个关键过程是雾化和干燥:
雾化是由喷雾器完成,液滴的大小与分散均匀性是喷雾器性能的重要指标。雾滴过大,干燥不彻底,产品容易结块。雾滴过小,产品容易过热,而且分离回收困难。
目前雾化器有3种类型:压力式喷雾器,离心式喷雾器和气流式喷雾器(我们用的是压力式喷雾器)
喷雾干燥中两个关键过程是雾化和干燥
根据喷雾塔内气流与物料的流向,干燥类型可分为4种:逆流喷雾干燥,顺流喷雾干燥,混流喷雾干燥和平行喷雾干燥。
针对我们的设备和工艺,个因素对喷雾干燥的影响
1:环境温度和湿度(相对湿度和绝对湿度)
可以利用专用的计算器来计算出我们环境空气中带有的水份。
关系:温度越高,水份越高
湿度越高,水份越高
2:主进风温度和主排风温度对进料流量和产品水份的影响
a)主排风温度上升,进料流量随之下降,产品水份降低。
主排风温度下降,进料流量随之上升,产品水份升高。
b)主进风温度上升,主排风温度不变,进料流量随之上升,产品水份微升。
主进风温度下降,主排风温度不变,进料流量随之下降,产品水份微降。
c)主进风温度上升,主排风温度上升,进料流量不变,产品水份下降。
主进风温度下降,主排风温度下降,进料流量不变,产品水份上升。
3:物料密度对进料流量,产品水份和松密度的影响。
物料密度上升,主排风温度不变,流量随之上升,产品水份上升,松密度上升。
物料密度下降,主排风温度不变,流量随之下降,产品水份下降,松密度下降。
物料密度下降,主排风温度不变,主进风提高,流量不变,产品水份不变,松密度下降。
4:喷嘴尺寸越大,粉的颗粒越大,产品水份上升,松密度上升。
喷嘴尺寸越小,粉的颗粒越小,产品水份下降,松密度下降。
5:HPP压力上升,产品水份下降,松密度下降。
HPP压力下降,产品水份上升,松密度上升。
6:物料粘度越高,产品水份上升,松密度上升。
物料粘度越低,产品水份下降,松密度下降。
7:细粉复聚越多,产品水份上升,松密度上升。
细粉复聚越少,产品水份下降,松密度下降。