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閉式循環(huán)噴霧干燥機(jī)影響干燥效果的因素分析

信息來(lái)源:本站 | 發(fā)布日期: 2024-10-07 17:00:49 | 瀏覽量:40

       閉式循環(huán)噴霧干燥機(jī)適用于從溶液、乳液懸浮液和糊狀液中含有有機(jī)溶液,可揮發(fā)性有毒有害氣體,易氧化等物料需要回收溶劑的料液的干燥作業(yè),它不僅秉承了噴霧干燥機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn),而且系統(tǒng)在進(jìn)行干燥作業(yè)時(shí)無(wú)任何粉體外泄,幾乎達(dá)到了成品的收率的100%。通過(guò)回收系統(tǒng)回收下來(lái)的溶劑經(jīng)二次處理可以循環(huán)使用,從而大大降低了生產(chǎn)成本,尤其適用于制藥行業(yè)對(duì)含有有機(jī)溶媒藥品、中藥浸膏以及生物溶媒物料的干燥、制粒以及石油催化劑、碳化硅等精細(xì)化工和高分子材料的干燥和對(duì)溶劑的回收。

       閉式循環(huán)噴霧干燥機(jī)生產(chǎn)工藝過(guò)程中涉及到幾個(gè)重點(diǎn)因素都分別對(duì)成品品質(zhì)有相應(yīng)的影響。這些重點(diǎn)因素主要包括干燥溫度、干燥風(fēng)量、進(jìn)料速度(進(jìn)料流量)、霧化壓力、進(jìn)料粘度(固含量)、干燥氣體流速、在干燥室內(nèi)的停留時(shí)間以及樣品的水分含量等,根據(jù)不同的噴霧干燥機(jī)型號(hào)還會(huì)有不同的影響因素。
    (1) 干燥溫度
       干燥溫度是噴霧干燥技術(shù)中重要的工藝參數(shù),溫度影響著干燥的效果和成品的理化性質(zhì)。干燥溫度越高,水分蒸發(fā)越快,但容易破壞物料中有效成分的活性;反之,若干燥溫度越低,水分蒸發(fā)越慢,但能夠保持物料中有效成分的活性。根據(jù)研究進(jìn)口溫度對(duì)干燥物料的影響,結(jié)論表明,干燥溫度過(guò)高,物料水分蒸發(fā)過(guò)快,然而過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致霧滴表面硬化,阻礙內(nèi)部水分向外部擴(kuò)散,易出現(xiàn)粘壁現(xiàn)象,造成干燥成品含水率高,干燥效果差。因此,干燥溫度不宜過(guò)大,要根據(jù)實(shí)際對(duì)生產(chǎn)的工藝要求選取合適的溫度。

    (2) 干燥風(fēng)量
       干燥風(fēng)量是影響水分蒸發(fā)的另一個(gè)重要因素。干燥風(fēng)量越大,干燥后的物料含水量越低,但若干燥風(fēng)量過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致部分顆粒隨熱風(fēng)一起排到大氣,造成浪費(fèi)。干燥風(fēng)量越小,進(jìn)風(fēng)速度越慢,干燥時(shí)間越長(zhǎng),對(duì)熱風(fēng)能量利用率越高,水分蒸發(fā)效果越好,但若干燥風(fēng)量過(guò)小,達(dá)不到水分蒸發(fā)所需要的能量,zui終得不到預(yù)期的低含水率的干燥成品。

    (3) 進(jìn)料速度
       進(jìn)料速度影響著物料的干燥效率和干燥效果。進(jìn)料速度越快,噴霧干燥效率越高,但物料與熱風(fēng)接觸時(shí)間越短,傳熱傳質(zhì)效率越低,zui終干燥成品水分含量越大。反之,進(jìn)料速度越慢,物料與熱空氣接觸時(shí)間越長(zhǎng),干燥得越徹底,成品得率就越高,但進(jìn)料速度過(guò)低會(huì)造成能源浪費(fèi),降低生產(chǎn)效率。

    (4) 霧化壓力或轉(zhuǎn)速
       在使用噴嘴霧化器時(shí),霧化階段是在壓力下進(jìn)行的。在這一過(guò)程中涉及的壓力會(huì)影響液滴的大小。對(duì)于特定的霧化器設(shè)備和進(jìn)料溶液,隨著壓力的增加,液滴尺寸會(huì)減小。對(duì)于旋轉(zhuǎn)霧化器,液滴大小與輪速和輪徑呈反比關(guān)系。

    (5) 進(jìn)料粘度(固含量)
       當(dāng)進(jìn)料粘度(固含量)增加時(shí),供給噴嘴的霧化能量中有很大一部分被用來(lái)克服溶液的較大粘滯力。因此,用于液滴分裂的能量較少,導(dǎo)致液滴尺寸增大。

    (6) 干燥氣體流速
       干燥氣體流速可以描述為每單位時(shí)間供應(yīng)給系統(tǒng)的干燥空氣的體積。干燥器可以在干燥空氣吸入或噴射模式下運(yùn)行。在吸入模式下,系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)輕微的負(fù)壓。干燥空氣供應(yīng)速率還決定了產(chǎn)品的干燥程度和在旋風(fēng)分離器中的分離。干燥空氣進(jìn)氣速率越低,產(chǎn)品顆粒在系統(tǒng)中的移動(dòng)越慢,干燥空氣對(duì)它們的作用時(shí)間越長(zhǎng)。這意味著干燥氣體流速應(yīng)足夠低,以確保顆粒的完全除水,但同時(shí)也應(yīng)適合后續(xù)的分離程序。壓縮氣體通過(guò)噴嘴與進(jìn)料同時(shí)供應(yīng),以確保進(jìn)料的霧化。增加氣體量可以改善液體流的霧化效果(產(chǎn)生更小的液滴),從而得到更小的產(chǎn)品顆粒。氣體供應(yīng)的壓力取決于噴嘴結(jié)構(gòu)的要求。向霧化設(shè)備供應(yīng)進(jìn)料的可能性取決于進(jìn)料本身的特性,也與供應(yīng)它的泵送設(shè)備和管道有關(guān)??紤]到干燥過(guò)程的穩(wěn)定性,有必要對(duì)混合物進(jìn)料速率進(jìn)行連續(xù)控制,任何進(jìn)料速率的變化都應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行。

    (7) 在干燥室內(nèi)的停留時(shí)間
       停留時(shí)間指的是霧化液滴在干燥室內(nèi)的暴露時(shí)間,這是另一個(gè)直接影響zui終產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。停留時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng),以確保完成干燥階段的主要目標(biāo),即獲得干燥的顆粒。另一方面,保持產(chǎn)品特性至關(guān)重要,因?yàn)楫?dāng)干燥顆粒經(jīng)受更長(zhǎng)時(shí)間的停留時(shí),可能會(huì)發(fā)生熱降解,尤其是在熱敏性材料上。在關(guān)于噴霧干燥中干燥動(dòng)力學(xué)和顆粒停留時(shí)間的早期研究中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了噴霧停留時(shí)間受霧化比率和氣流速率的控制。這項(xiàng)研究揭示了干燥氣體溫度對(duì)顆粒停留時(shí)間有一定的影響,但霧化比率和氣流速率顯然是影響停留時(shí)間的重要參數(shù)。研究表明,由于初始顆粒速度較高,顆粒停留時(shí)間總是比平均干燥氣體停留時(shí)間短。給定噴霧中的較小顆粒比較大顆粒在干燥室內(nèi)停留的時(shí)間更長(zhǎng)。

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