喷雾干燥的基本原理

PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.喷雾干燥的基本原理俞逸波PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.喷雾干燥流程PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.3喷雾干燥流程Concentrate浓奶BagFilter–latterinstallation袋式过滤器（将来）Cyclones旋风分离器StaticFluidBed嵌入流化床NozzleCoolingAir喷嘴冷却风AirIntake进风口SFBAirSuctionFan风机Vibro-Fluidizer流化床Sieve粉筛AirFineFilters空气过滤网Vibro-FluidizerAirSystemVibro-流化床系统Powder奶粉HotAirBigBagforCone椎体热风AirforFluidizedBottomToSilo去粉罐AirIntake进风口PressureFan风机CoolingFan冷却风机AirHeater热风Cyclones旋风分离器PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.4MSD1000型1000代表整个干燥塔1000x100kg每小时的换风量。主要部件：•供料系统•蒸汽加热器•空气分布系统•干燥塔•压力喷枪•震动流化床•旋风分离器•细粉回路系统干燥塔部件PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.5干燥塔进料系统进料系统的组成•进料罐•浓奶预热器•双联过滤器•高压泵•SDXV压力喷枪PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.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。•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。PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.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。PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.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。PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.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）PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.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。（我们用的是顺流喷雾干燥）PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.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PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.举例在实际操作中环境温度和湿度对水份和进料量影响条件：在主进风温度和排风温度不变的情况下假设：环境温度：33c湿度25%计算得出进塔湿空气水份含量780kg/h进料量7000kg/h固含量50%计算得出进塔含湿量3500kg/h共进塔4280kg/h水份最终产品水份2.8%如果1：湿度上升到30%计算得出进塔湿空气水份含量940kg/h进料量和固含量不变，共进塔水份升至4440kg/h那么最终产品水份将上升。如果2：湿度上升到30%计算得出进塔湿空气水份含量940kg/h固含量不变，要得到产品水份2.8%那么流量将要降至6680kg/h(780+3500=940+3340)注：环境温度的变化也可以用此方法PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.针对我们的设备和工艺，各因素对喷雾干燥的影响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。PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.排风温度，粉温和水份PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.针对我们的设备和工艺，个因素对喷雾干燥的影响3:物料密度对进料流量，产品水份和松密度的影响。a)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。b)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。c)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。PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.针对我们的设备和工艺，个因素对喷雾干燥的影响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。PfizerGlobalManufacturing/NutritionOperatingUnitWyethNutritional(China)Co.Ltd.17