噴霧干燥機的工作流程?
噴霧干燥機的工作流程圍繞 “液態(tài)物料→霧化成滴→熱風(fēng)干燥→粉末收集” 的核心邏輯展開,需經(jīng)過物料預(yù)處理、霧化、干燥、產(chǎn)品分離、尾氣凈化五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)。各環(huán)節(jié)通過設(shè)備部件的精準(zhǔn)配合,實現(xiàn)高效干燥與產(chǎn)品品質(zhì)把控,尤其適配熱敏性、易團(tuán)聚物料的處理需求。下面結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)與操作規(guī)范,詳細(xì)拆解噴霧干燥機的完整工作流程。
一、物料預(yù)處理:為霧化干燥奠定基礎(chǔ)
物料預(yù)處理是確保噴霧干燥效果的前提,核心目標(biāo)是將物料調(diào)整至適配霧化與干燥的狀態(tài),主要包括物料過濾、濃度調(diào)節(jié)與溫度控制三個步驟。首先進(jìn)行物料過濾:針對食品、醫(yī)藥等行業(yè)的液態(tài)物料(如牛奶、中藥提取液),需通過 100-200 目濾網(wǎng)去除雜質(zhì)(如果肉殘渣、藥渣顆粒),避免雜質(zhì)堵塞霧化噴嘴或影響成品純度;若處理含有細(xì)小顆粒的化工漿液(如染料漿液),則需采用離心過濾或膜過濾,確保物料均勻無顆粒。其次是濃度調(diào)節(jié):物料固含量需控制在 15%-40%(具體根據(jù)物料特性調(diào)整),固含量過高易導(dǎo)致霧化不均、液滴團(tuán)聚;固含量過低則會增加干燥能耗與時間。例如干燥乳粉時,需將鮮牛奶通過真空濃縮至固含量 30%-35%;干燥中藥粉末時,需將中藥提取液濃縮至固含量 20%-25%,必要時可添加少量助干劑(如麥芽糊精)改善霧化性能。最后是溫度控制:將預(yù)處理后的物料預(yù)熱至 20-30℃,減少與熱風(fēng)的溫差沖擊 —— 若物料溫度過低,接觸高溫?zé)犸L(fēng)時易形成硬殼,影響內(nèi)部水分蒸發(fā);溫度過高則可能導(dǎo)致熱敏性物料(如益生菌液)提前失活,因此需通過恒溫儲罐精準(zhǔn)控溫,確保物料溫度穩(wěn)定。
二、霧化與干燥:核心環(huán)節(jié)實現(xiàn)液滴快速脫水
霧化與干燥是噴霧干燥機的核心工序,通過霧化系統(tǒng)將物料打散成微小液滴,再與熱風(fēng)快速接觸完成脫水,分為霧化、熱風(fēng)供給、干燥三個協(xié)同步驟。
(1)霧化:將物料轉(zhuǎn)化為微小液滴
霧化系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備類型分為離心式、壓力式、氣流式三種,目前工業(yè)常用的離心式霧化通過高速旋轉(zhuǎn)的霧化盤(轉(zhuǎn)速 8000-15000 轉(zhuǎn) / 分鐘)實現(xiàn):物料經(jīng)進(jìn)料泵輸送至霧化盤中心,在離心力作用下沿盤壁甩出,形成直徑 5-50μm 的微小液滴,液滴大小均勻度直接影響干燥效率 —— 液滴越小,與熱風(fēng)接觸面積越大,干燥速度越快。壓力式霧化則通過高壓泵(壓力 10-20MPa)將物料壓入噴嘴,經(jīng)噴嘴內(nèi)的螺旋結(jié)構(gòu)形成旋轉(zhuǎn)液膜,最終霧化成液滴;氣流式霧化通過壓縮空氣(壓力 0.3-0.5MPa)與物料在噴嘴內(nèi)混合,利用氣流剪切力將物料打散。無論哪種霧化方式,均需確保液滴均勻分布在干燥塔內(nèi),避免局部液滴密集導(dǎo)致團(tuán)聚。
(2)熱風(fēng)供給:提供穩(wěn)定干燥熱源
熱風(fēng)系統(tǒng)由空氣過濾器、加熱器、風(fēng)機、熱風(fēng)分布器組成:首先,空氣經(jīng)初效(G4 級)+ 中效(F8 級)過濾器去除塵埃顆粒,避免污染物料;若用于食品、醫(yī)藥行業(yè),還需加裝高效過濾器(H13 級),確保熱風(fēng)潔凈度符合 GMP 標(biāo)準(zhǔn)。其次,過濾后的空氣通過電加熱器或蒸汽加熱器加熱至設(shè)定溫度 —— 干燥熱敏性物料(如酶制劑)時,熱風(fēng)進(jìn)口溫度設(shè)為 120-150℃;干燥化工物料(如無機鹽溶液)時,進(jìn)口溫度可提升至 200-250℃。最后,熱風(fēng)經(jīng)熱風(fēng)分布器(多為環(huán)形或蝸殼形)均勻?qū)敫稍锼敳?,形成螺旋狀氣流,確保熱風(fēng)與液滴充分接觸,避免局部溫度過高導(dǎo)致物料焦化。
(3)干燥:液滴與熱風(fēng)的瞬時傳熱傳質(zhì)
霧化后的液滴從干燥塔頂部下落,與從頂部或中部進(jìn)入的熱風(fēng)形成逆流或并流接觸,瞬間完成傳熱傳質(zhì):液滴表面水分在高溫?zé)犸L(fēng)作用下快速蒸發(fā),蒸發(fā)過程吸收熱量,使熱風(fēng)溫度逐漸降低,液滴溫度維持在濕球溫度(約 50-70℃),有效保護(hù)熱敏性成分。干燥過程分為恒速干燥與降速干燥兩個階段:恒速階段,液滴表面保持濕潤,水分蒸發(fā)速率穩(wěn)定,主要去除表面水分;降速階段,液滴表面形成干燥層,水分需從內(nèi)部擴散至表面再蒸發(fā),蒸發(fā)速率逐漸降低,直至液滴含水率降至 2%-5%(成品要求),形成粉末或顆粒狀物料。整個干燥時間僅 10-30 秒,遠(yuǎn)短于傳統(tǒng)干燥工藝,最大限度減少物料成分損失。
三、產(chǎn)品分離:收集干燥后的成品
干燥后的粉末隨熱風(fēng)進(jìn)入分離系統(tǒng),需通過旋風(fēng)分離器、布袋除塵器等設(shè)備實現(xiàn)氣固分離,分為一級分離與二級分離。
(1)一級分離:旋風(fēng)分離器收集主要成品
旋風(fēng)分離器利用離心力分離粉末:含塵熱風(fēng)從分離器切線方向進(jìn)入,形成高速旋轉(zhuǎn)氣流,粉末在離心力作用下向筒壁沉降,沿筒壁下滑至底部的集料罐;凈化后的熱風(fēng)從分離器頂部的排氣管排出。旋風(fēng)分離器的分離效率可達(dá) 95%-98%,適用于顆粒較大(粒徑≥10μm)的成品
(2)二級分離:布袋除塵器回收細(xì)粉
從旋風(fēng)分離器排出的熱風(fēng)仍含有少量細(xì)粉(粒徑≤10μm),需通過布袋除塵器進(jìn)一步分離:熱風(fēng)穿過由聚酯或聚四氟乙烯材質(zhì)制成的濾袋,細(xì)粉被截留在濾袋表面,定期通過脈沖反吹(壓縮空氣壓力 0.5-0.7MPa)將細(xì)粉抖落至集料罐;最終凈化后的熱風(fēng)(含塵量≤5mg/m3)從除塵器頂部排出。布袋除塵器的分離效率可達(dá) 99.9%,確保成品無浪費,同時滿足環(huán)保排放要求,尤其適用于醫(yī)藥、食品行業(yè)對細(xì)粉回收的嚴(yán)格需求(如中藥粉末、益生菌粉)。
四、尾氣處理與設(shè)備清洗:保障環(huán)保與下次運行
噴霧干燥機的收尾工序包括尾氣處理與設(shè)備清洗,確保符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)且無物料殘留。
(1)尾氣處理:達(dá)標(biāo)排放減少污染
從布袋除塵器排出的尾氣需經(jīng)過進(jìn)一步處理:若尾氣含有揮發(fā)性有機物(如化工行業(yè)的溶劑蒸汽),需通過活性炭吸附塔吸附有害物質(zhì);若尾氣溫度較高(如干燥高溫物料后尾氣溫度≥80℃),可通過換熱器回收熱量,用于預(yù)熱冷空氣,降低能耗。處理后的尾氣需滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)(如《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 16297),方可通過煙囪排放。
(2)設(shè)備清洗:避免交叉污染
生產(chǎn)結(jié)束后需對設(shè)備進(jìn)行全面清洗,尤其食品、醫(yī)藥行業(yè)需嚴(yán)格遵循 GMP 要求:首先拆卸霧化盤、噴嘴、集料罐等部件,用清水沖洗表面殘留物料;若處理油性或黏性物料(如巧克力漿、涂料漿液),需使用專用清洗劑(如食品級堿性清洗劑)浸泡后刷洗;干燥塔內(nèi)壁通過高壓噴淋系統(tǒng)沖洗,確保無殘留;清洗完成后,開啟熱風(fēng)系統(tǒng)將設(shè)備烘干,避免潮濕環(huán)境滋生微生物,為下次運行做好準(zhǔn)備。
綜上,噴霧干燥機的工作流程是 “預(yù)處理 - 霧化 - 干燥 - 分離 - 收尾” 的連貫體系,每個環(huán)節(jié)均需精準(zhǔn)控制參數(shù)(如物料濃度、熱風(fēng)溫度、霧化轉(zhuǎn)速),通過設(shè)備各系統(tǒng)的協(xié)同配合,實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)的干燥效果。不同行業(yè)可根據(jù)物料特性調(diào)整流程細(xì)節(jié),例如醫(yī)藥行業(yè)需強化潔凈與低溫控制,化工行業(yè)需側(cè)重耐腐與大處理量,確保噴霧干燥機充分適配行業(yè)需求。
噴霧干燥機哪些工廠能用到




