關于噴霧干燥造粒法的研究

近年來對噴霧造粒技術的研究主要集中在：

1、霧化器的性能研究；

2、在干燥器內氣流生怕微粒的運動及相對運動；

3、霧滴的干燥速率以及產品的形狀。

隨著噴霧干燥技術的發展，被干燥物料種類繁多，其組織結構、理化性質以及與水的結合形式差異甚大，而且結構隨著干燥過程的進行，濕含率的逐漸減少而變化，所以不僅不同物料的干燥機理不同，而且同一種物料在不同的干燥階段其干燥機理也不相同，甚至同一類物料的干燥特性仍有很大差異，無法按其分類建立統一的干燥過程模型。

國內外學者在噴霧干燥動力學、霧化機理及霧化特性、噴霧造粒裝置等方面做了大量研究工作。有學者采用時間增量法對干燥過程中物料與干燥空氣之間發生的傳質過程作了分析。根據該學者方程，跟蹤物料在每一個時間步長末的狀態參數，直到得到合格產品為止，此時，對粒子所經歷的各時間增量步長進行積累，就是物料干燥所需要的總時間。此方法的特點在于分析顆粒的干燥過程，不需要接受關于恒速階段的假設。國內噴霧學專家劉廣文先生在研究了十幾種常見的無機鹽水溶液霧滴在高溫氣流中的蒸發過程后發現，大多數試樣霧滴的干燥包括四個段，即：1、濕球溫度下恒速干燥；2、降速干燥、3、沸點下恒速干燥；4、第二次降速干燥等四個階段。

研究認為這并不是經典學說中的兩個干燥階段，并把試樣分為三類，第yi類具有穩定的四個段特性。第二類具有四個階段特性但不穩定，第三類具有穩定的兩個階段特性，不出現沸騰蒸發階段。

1噴霧造粒技術概述

噴霧造粒技術，1872年Samluel Percy將噴霧造粒技術申請zhuanli，并詳述了噴霧干燥基本原理，此后噴霧造粒技術得到迅速推廣。

噴霧造粒法是將液體物料向逆流或并流的氣流中噴霧，在液滴與氣間進行熱量與物質傳遞而制得球狀粒子的方法，在造粒操作的同時進行干燥操作的噴霧干燥法及經空氣冷卻而固化的噴霧冷卻法為其代表。

用噴霧法造粒可處理的液體物料形態有：溶液、膏狀物或糊狀物、懸濁液和熔融液等。

噴霧造粒法按熱風流向可分為水平并流型、垂直下降并流型、垂直上升逆流型和垂直下降混合流型。

一、水平并流型

熱風與由噴嘴噴射出的噴霧流水平流入塔內，在塔內成旋回流，尾氣排出干燥系統之外，而干燥粒子聚積于塔底再用螺旋輸送機送出。

二、垂直下降并流型

用于回轉圓盤的流程中，熱風由塔頂垂直回轉下降與飛散的液滴成直角接觸進行干燥，熱風經除塵排出系統，干燥粒子由塔下送出。在用壓力式噴嘴的操作中，液滴在水平方向的浮翔距離短，塔的處理能力可由噴嘴的數量來調節，在塔內導入冷風，可減少塔壁附著和防止熱分解。

三、垂直上升逆流型

熱風由塔底部進入，液體物料從塔頂部由壓力噴嘴中噴霧，尾氣由塔頂部排出系統外，成品由塔底取出。塔內熱風速度保持在0.3~0.6m/s左右的低速。

四、垂直下降混合流型

霧化器安裝在造粒器的中部從下向上噴霧，熱空氣從塔頂引入，噴霧物料首先與熱風成逆流接觸進行預干燥，然后熱風與物料并流下降，進一步進行干燥，成品和尾氣均由塔底排出。

噴霧造粒法的主要設備就是噴霧干燥塔、霧化器。

噴霧造粒法的特點是：造粒速度快，只要幾秒到幾十秒；成品質量好，特別適用于熱敏性物料的造粒；系統可密閉連續操作，環境污染小，適合于大規模生產；但是熱效率低，產品粒度小，不均勻。

2造粒技術的定義和方法

造粒的定義

造粒的含義是廣義的，其目的是通過適宜的工藝條件改變顆粒的尺寸、形狀、強度等，或將大塊物料  破碎成小顆粒，或將小顆粒團聚成大顆粒。

造粒常用幾種方法

造粒技術在近十年來迅速發展，形成了攪拌造粒法、壓力造粒法、熱造粒法、噴霧造粒法、流化床造粒法以及在液體介質中進行的造粒法等近10種工藝。

造粒技術已廣泛應用于醫藥、化工、輕工等工業部門。