实践证明,在当代,喷雾干燥是非常重要的工业干燥操作。它的工业应用非常广泛几乎涉及国民经济的每一个部门。如实验室中药(中草药)天然产物提取物和果汁的喷雾干燥,经常会产生黏壁问题,是科研人员的一大难题。
常规的实验室喷雾干燥机,在对实验室中药(中草药)天然产物提取物和果汁做喷雾干燥时,由于物料本身含有很多糖类成分,糖在高温下比较容易融化,在喷雾干燥的瞬间就融化,粘在一起,形成像牛皮糖一样的东西粘在喷雾干燥机干燥室的瓶壁上,科研人员得不到需要的流动性好的粉末,有时为了得到粉末,添加大量的辅料,如淀粉,环状糊精什么的,但是效果也都不是很理想。
粘壁现象是妨碍喷雾干燥机正常操作的一个突出问题,固体制剂(特别是中药)的喷雾干燥过程尤为明显。物料粘壁不仅不利于收集操作,而且随着时间的延长,敏感的粘壁物料会变质成为不合格物料。
从工艺角度出发,解决手段包括选用合适的溶剂,增加辅料,改变工艺参数,但是这些方法可调节的余地不是很大,因此必须从设备的角度寻求根本的解决方案。国内外专家对干燥过程中的粘壁和结块问题进行了研究,认为造成粘壁的主要原因是壁温。
喷雾干燥机粘壁一般有以下三种情况:
1、半湿物料粘壁:原因是喷出的雾滴在没有达到表面干燥之前就已经和器壁接触,因而粘在壁上,粘壁的位置一般是对着雾化器喷出的雾滴运动轨迹的平面上,和雾化器的结构,热风在塔内的运动状态有关;
2、低熔点物料的热熔性粘壁:原因是物料在一定的温度下达到熔点开始溶化而发粘,粘附在器壁上;
3、干粉的表面粘附:干粉在有限的空间中运动总会有一些碰到器壁上,这是不能避免的,但是这样的粘壁一般都不厚,只要通过空气吹或者是轻轻敲打都能震落,简单的解决办法是内壁抛光,可以在一定程度上解决这个问题。
防止实验型喷雾干燥机粘壁现象的五种解决方法:
以下列举了可以防止粘壁的解决方法:
1、采用夹壁干燥塔,其间用空气冷却,使壁温保持在50℃以下;
2、通过塔壁旋气片切向引入二次空气冷却塔壁;
3、塔内近壁处安装由一排喷嘴组成的气扫帚,并使之沿塔壁缓慢转动;
4、塔壁增加气锤,通过气锤的敲击,强制使粘壁物料脱离;
5、增加设备的加工精度,塔内壁抛光也可以减轻粘壁。
小型喷雾干燥机的种类很多,按气液流向可分为并流式、逆流式和混流式;按雾化器的安装方式可分为上喷下式、下喷上式;按雾化器的结构可分为离心式、压力式和气流式;按加热气体是否循环可分为开放式、部分循环式和密闭式。
喷雾干燥机作业中,干燥用热风进入塔内的温度(热风温度)与出口温度(排风温度)的决定是很重要的。排风温度与产品的水分含量有关,应按产品容许的水分来决定。热风温度越高热效率越高,经济性越好。但是过高的热风温度会造成产品质量变劣,因此热风温度必须在保证产品质量的前提下适当提高。
喷雾干燥机热风温度将对产品的松密度发生明显的影响。高温热风有产生低松密度的倾向,这是由于热风有快速干燥作用,使颗粒表面硬化并使残留湿气膨胀,而促进了气球状中空颗粒的形成。假如要求高的松密度(低比容),或要求实心颗粒,则设计时不应使用高温热风与新形成的雾滴接触。在化学药品的干燥中,热风温度高达538℃,产品颗粒大。可以发现残留蒸汽有足够的压力将外表面吹成空洞。在食品喷雾干燥中,热风温度一般不超过177℃,因此形成空心颗粒的起始直径没有像化学药品那样大。
喷雾干燥机热风入口温度将直接影响干燥室的蒸发强度。对于非热敏性物料,应尽町能采用高温热风,以便提高蒸发强度。
小型喷雾干燥机不开风机,风机的性能直接影响到干燥效果。小型喷雾干燥机风机参数的选择指风设与静压的选择。
在设计小型喷雾干燥机时,如何选择风机的静压呢?
应分析干燥机的静压损失,如谷物的风阻,加热器及风道等的静压损失。也就是说风机的游压值为谷物的风阻,加热器及风道等的静压损失的总和,其小主要是谷物的风阻。
下面重点分析谷物的风阻。
影响谷物风阻的因素有谷物含水串,风量比,堆积高度,含杂率等。
谷物的含水牢与风阻的关系:在相同堆积高度和风量比的条件下,含水串越低,风阻就越大。因为谷物含水率较低肘,谷粒之间空隙应减少,空气通过谷层时阻力增大。
风量比与风阻的关系:在相同的含水率和堆积高度条体下,风且比越大,风阻就越大。
堆积高度与风阻关系:在相同的含水率和风量比的条冲下,堆积角度越南,风阻越大。
谷物合杂卒对风阻的影响:含杂率越高,风阻越大。所以谷物在干燥前进行清选是十分必要的。
如果确定了风量比利堆积渴度查出风阻;再加上加热器和风道等的静压损失,就可确定风机的静压值。
适用于高校、研究所和食品医药化工企业实验室生产微量颗粒粉末,对所有溶液如乳浊液、悬浮液具有广泛适用性, 适用于对热敏感性物的干燥如生物制品、生物农药、酶制剂等。
因为所喷出的物料只是在喷成雾状时才受到高温且是瞬间受热,故这些活性材料在干燥后仍维持其活性成份不变。
具体用于下列领域:饮料香料和色素牛奶和蛋制品植物和蔬菜提取液制药合成热敏物质塑料聚合物和树脂芳香剂血制品制陶和超导体生化制品染料肥皂和洗涤剂食品黏合剂氧化物骨粉和牙粉等等。