產品知識
當前位置:噴霧干燥機 > 產品知識 >

帶你了解基本的噴霧干燥機知識

關鍵詞:噴霧干燥機

日期:2019-03-04作者:admin
我要分享

噴霧干燥機的基礎知識


本節旨在為噴霧干燥機基礎領域的廣大用戶新手; 基本了解噴霧干燥機的工作原理。
 

噴霧干燥機是一種用于從液體中快速除去水分的設備,其可以是溶解在液體(溶液)中的可溶性固體,或懸浮在液體(漿液)中的不溶性固體并且以粉末形式產生的固體。
 

在其基本形式中,噴霧干燥機采用完整的過程,從一端接受液體進料,并在另一端包裝到麻袋或其他容器中以備運輸。
 

噴霧干燥設備有許多不同的形狀和大小,它們看起來非常不同,但它們的工作方式基本相同。噴霧干燥是一種蒸發過程,是生產粉末的最常用方法,尤其適用于熱敏材料。所生產出來的粉末,流動性好,耗能對比冷凍干燥機要低,因此是當代非常流行的一種干燥工藝。

 



噴霧干燥機名詞解釋


  • 濃度

原料通常在引入噴霧干燥機之前濃縮。濃縮階段增加固體含量,從而減少必須在噴霧干燥機中蒸發的所需要耗能,理論上建議:無限制的增大固體含量,但是通常情況下,物料在一定濃度下開始展現處較高的粘度,流動性不好,對泵和噴霧干燥流程提出了無限制的挑戰。因此一般濃度到達一定極限之后,不再適用噴霧干燥流程。

 
  • 噴霧

噴霧干燥機的特征在于原料的霧化和噴霧與熱空氣的接觸。霧化階段旨在為蒸發創造最佳條件,并產生具有所需特性的干燥產品。噴嘴和旋轉霧化器用于形成噴霧。干燥器的范圍從一個噴嘴到五十個以上。
 

  • 水滴 - 空氣接觸

噴霧干燥機的中心元件是噴霧干燥室。在噴霧干燥室中,使霧化的液體與熱氣體(通常是空氣)接觸,導致在幾秒鐘(甚至是毫秒)內蒸發95%以上的水滴。噴霧與干燥器中的空氣接觸的方式影響干燥階段期間液滴的行為并且直接影響干燥產品的性質。噴霧和空氣之間的接觸類型由霧化器相對于空氣入口的位置確定。噴嘴頭通常位于干燥器的頂部并向下噴射。

因此在噴霧干燥機的設計中涉及到兩個核心的參數和水滴空氣接觸概念有關的:1、熱風分布的合理性;2、噴霧干燥霧化器的霧化液滴粒徑和尺寸。


 

  • 空氣過濾


                              典型空氣過濾器1                                   典型空氣過濾器2

可能在很多初次接觸噴霧干燥系統的用戶中,沒有空氣過濾的概念,是因為大部分的實驗室或者標準型產品未設計空氣過濾環節。但噴霧干燥機實際應用過程中卻是離不開空氣過濾的設計,空氣過濾一般是指:加熱空氣的空氣過濾(熱介質),,霧化器的空氣過濾;無論是哪路空氣,在實際生產和應用中,尤其是應對食品、制藥、精細材料類用戶,過濾是必須要進行的一樣配置。

通過過濾器將空氣吸入系統,如圖所示。過濾器的效率取決于被干燥的產品。通常,化學品需要較少的過濾,而一些食品和藥品的加工需要非常高效的過濾器。在大多數應用中,有兩組濾波器是低效濾波器,后面是更高效的濾波器介質。

 

過濾器通常具有兩個功能,第一個用于避免污染被干燥的產品,第二個用于阻止顆粒通過熱空氣系統并在其進入??腔室時成為可能的火花,這可能是火災和爆炸的可能點火源。

因為噴霧干燥機的特殊性,因此對于過濾器的選擇和測試是非常重要的工作,過濾器能夠需要承受室溫和高溫的性能考慮。



 

  • 加熱系統


                                                   熱風燃氣爐                                                                                     加熱器

 

因噴霧干燥機是靠加熱空氣并且完成熱能傳遞的過程,因此噴霧干燥機的加熱體系是一個非常重要的設計環節。


為了有效蒸發,必須加熱進入的空氣。有兩種主要方法用于加熱空氣,直接和間接加熱。

 

直接加熱是指諸如油或氣體之類的燃料在進氣管中燃燒的地方。在干燥大多數化學品或礦物質時,油可用作燃料,但不允許用作食品原料。大多數產品(包括食品)都可以使用天然氣。
 

有三種類型的間接加熱,蒸汽鍋爐和熱油加熱器,這兩種加熱器都需要在干燥器的進氣流中使用單獨的熱交換器??諝庖部梢酝ㄟ^間接空氣加熱器加熱,間接空氣加熱器使熱空氣通過管子并加熱通過熱管外部的干燥空氣。這種類型的加熱通常使用氣體或油作為燃料,但在某些地區使用替代燃料可能更經濟。
 

圖中的圖示為直接燃氣燃燒器,  直接燃氣燃燒器適用于大多數應用,并且在大多數情況下是最經濟的加熱方法。直接燃氣加熱具有快速響應溫度參數變化的優點,并且可以設計成具有非常低的排放。
 

在小型噴霧干燥設備和安裝位于發電成本低廉的區域,可以選擇直接電加熱。電加熱器由于結構簡單,拆卸靈活等特點,在小型設備上的應用更加被用戶接受。

 

  • 霧化器--噴霧干燥機最核心的組件


將進料溶液通過霧化裝置進入噴霧干燥機,霧化器將進料溶液分解成單個球體或液滴。球體或液滴最大程度地暴露于熱量,從而達到干燥的目的。
 

通過位于豎直軸末端的旋轉霧化盤的旋轉速度,或通過加壓噴嘴或通過使用壓縮空氣的噴嘴,可以引起料液霧化成液滴:

1、旋轉盤利用盤邊緣處的空氣的剪切作用將液體進料分解成噴霧,使盤以水平方式離開。以非常高的速度運轉的圓盤是一種昂貴的精密機構,主要適用于干燥含有高百分比固體的漿料。

2、壓力噴嘴使用泵壓力迫使液體通過噴嘴主體中的特殊插入物,以產生所需的圖案和噴霧的液滴尺寸。與圓盤相比,它是一種廉價的設備,可以更好地控制粉末的性能。

3、空氣(雙流體)噴嘴依靠空氣壓力來霧化液體,主要用于小型噴霧干燥器和專門用于生產大直徑粉末的特殊逆流干燥器。

 

噴嘴壓力霧化器使用壓力剪切力來產生液滴,噴嘴小而容易且維護成本低,并且對其他形式的霧化器具有更高程度的控制。同時在食品和制藥領域,由于噴嘴結構具有更好的清潔性能和維護方便,更易被用戶所接受。

 

  • 噴霧干燥室



噴霧干燥室具有與儲存筒倉,大型敞口容器類似的結構,其體積由待干燥的進料材料所需的熱暴露時間確定。被迫通過腔室的空氣被燃燒器加熱并被風扇推動。將進料溶液霧化到腔室中以形成液滴,在與熱空氣接觸時液體蒸發留下粉末。     
 

在初始接觸熱量時,可見的粉末顆粒經過表面硬化處理,硬質外表面具有熔化的內部。隨著顆粒落下,腔室的長度與熱空氣接觸,從剩余的顆粒中吸取液體。通常需要顆粒內的少量保留液體,這稱為殘留水分。顆粒落入腔室長度所需的時間稱為停留時間。


噴霧干燥室是噴霧干燥最外觀的重要部件,整體結構為一個容器椎體,噴霧干燥室的設計合理性會引起噴霧干燥機的干燥敏捷性,粘壁性,熱能利用性,因此噴霧干燥室設計的合理是非常要中的一個環節。噴霧干燥室門孔設計、頂蓋設計,熱風設計,管路設計要遵循衛生,殘留少的設計規則,在體積上要遵循熱力學交換原理,在構造上要符合CFD模型設計,通常專業的公司對于干燥室的設計和探索是非常保密并且具有自己的特點。應用行業的不同也會決定干燥室的設計細節會有眾多的不同。

 

  • 粉體收集

粉體收集顧名思義是干燥后的粉體捕捉流程,對于干燥后的混合氣體(水蒸氣、空氣、粉體、水份··)的粉體捕捉有很多方法,但從工業論證上來講,目前最廣為接受的是:旋風分離器和布袋除塵器。
 

1、旋風分離器


高效旋風分離器是用于將干燥粉末與廢氣分離的最常用的設備,也被證明是噴霧干燥機目前最為有效,成本最低且最衛生的分離方式。并且由于相對容易清潔和低成本而通常優選生產多種或難以生產的產品。雖然可以實現超過99%的收集效率,但在大多數地方通常需要布袋除塵備用以滿足排放法規。


 

旋風死區

粉末沿切向進入旋風,空氣和夾帶的粉末沿旋風壁的長度旋轉,而空氣沿相反方向切向拉動,形成內部渦流。當兩個渦旋在旋風分離器的底部相遇時產生死區,當夾帶在空氣中的粉末撞擊死區時,在從系統中抽出空氣的同時將其旋出而沒有渦流。必須密封旋風分離器,使粉末通過旋轉閥或類似裝置排出。


2、布袋除塵器


布袋除塵器工作原理非常簡單,空氣被抽吸通過排氣扇所吸收的過濾器粉末收集在袋上,同時允許空氣通過過濾介質。壓縮空氣噴射將粉末從袋中移出并落入料斗并離開系統。   布袋除塵器的粉末如果要做回收利用,則對布袋的粘附性要提出嚴格的挑戰,如果只是應對環保問題,則普通的布袋完全能勝任。
 

如果只有一種材料被干燥或產品在運動中制造,可以使用“袋式過濾器”或“袋式除塵器”而無需旋風器。袋式除塵器比旋風除塵器具有更高的效率,符合所有排放法規。最常用的袋式過濾器是反向噴射袋式過濾器。這種類型確保袋子始終以最高效率運行,因為壓縮空氣噴射時間可以根據應用進行調整。

 

在投資資金充足的情況下,可以使用具有CIP能力的袋式過濾器,從而使袋式過濾器的所有收集益處具有旋風的洗滌能力。












 

?先進噴霧干燥機制造專家 


©版權所有 北京霍爾斯生物科技有限公司 ,請務拷貝、傳播和用于其他目的,本文只作為公司探索性分享技術文檔,最終解釋權歸霍爾斯所有。

同城交友app