喷雾造粒干燥法作为一种常见的先进干燥技术被许多人熟知,它能使得液态的物料雾化,并在热介质中一次连续转变成干燥的粉状或颗粒状制品。
不仅可以省去蒸发、粉碎等工序,而且制成的粉料通常为球形、流动性好、含水率少、密度恒定,因此得以被大范围使用。
但在某些情况下,喷雾干燥会产生方形、环形等其他形貌的颗粒,甚至有时候还会出现层状结构的颗粒。
因此为了得到所需形貌和结构的颗粒,使其符合自己的使用要求,有必要对颗粒形貌和结构的形成机制进行深入地认识。
实心球状颗粒
实心球形颗粒是喷雾造粒中常产生的一种颗粒,其产生与造粒设备、工艺,还有浆料等因素有关。
例如说,在探讨喷雾造粒因素对粉体颗粒形成的影响时发现,使用高固含量的浆料,可使空心球状颗粒的壁变厚,更有利于形成实心球体;若是雾滴内水分蒸发恒速率干燥时间很短,粘合剂分布较均匀,也有助于形成实心的球状颗粒。
固含量与松装密度关系(越是“实心”,就越是“重)
另外,用喷雾反应法制备实心球形氧化铈超细粉末时,雾滴在表面张力的作用下收缩成球形——由于整个水解反应、沉淀反应不仅发生在液滴表面;
也发生在液滴的中心,在整个液滴内生成了无数的草酸铈晶核,使液滴内部满足体相成核准则,同时前驱体浓度较高满足含固率准则,所以后形成实心颗粒。
喷雾反应法制备的CeO2超细粉末SEM照片
空心球状颗粒
喷雾干燥法制备空心球状颗粒无需模板剂,是利用喷雾装置使前驱溶液雾化,在表面张力的作用下,液滴自动形成球形雾滴,雾滴表面的溶剂迅速蒸发;通过调整溶液浓度、喷雾温度等,可获得中空球形颗粒。
然而,溶剂蒸发所导致溶质的析出或者内部压力过大,均会导致颗粒形状的不规则或者颗粒破裂。
如何才能精确控制空心微球型结构材料的形貌、尺寸、壁厚和强度仍是现在面临的较为复杂的问题。
一种利用热能降低物料水分的机械设备,用于对物体进行干燥操作。
干燥机通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出,以获得规定湿含量的固体物料。干燥的目的是为了物料使用或进一步加工的需要。
选型
①物料原始形状 颗粒、粉末、微粒、淤泥、晶体、液体、膏状、悬浮液、溶液、连续的薄片、厚板、不规则物料(小或大)、黏稠或块状等。
②平均产量连续操作投料量或成品、间歇操作投料量或成品及其调节范围等。
③成品颗粒状况平均粒径、粒度分布、粒子密度、体积密度、复水性等。
④物料进、出口含水率干基、湿基。
⑤物料性质 化学、生化、微生物活度、热敏性(熔点、玻璃化温度)、吸湿等温线(平衡含水率)等。
⑥干燥时间干燥曲线、操作参数的影响。
⑦加热器形式接触方式(直接式、间接式)。
⑧燃料选择蒸汽、煤、电、油、燃气。
⑨干燥辅助设备风机、干法除尘器、湿法除尘器、加料器、出料器、成品冷却及输送装置等。
⑩特殊要求构成材料、腐蚀性、毒性、非亲水溶液、易燃易爆的极限、着火点、色泽、结构、香味要求。
⑩干燥系统 干燥设备及附属设备的占地面积。设备安装调试过程及一般要求。
干燥机的原理
如木材在制作木模、木器前的干燥可以防止制品变形,陶瓷坯料在煅烧前的干燥可以防止成品龟裂。
另外干燥后的物料也便于运输和贮存,如将收获的粮食干燥到一定湿含量以下,以防霉变。
由于自然干燥远不能满足生产发展的需要,各种机械化干燥机越来越广泛地得到应用。
压缩空气中水蒸气的量是由压缩空气的温度决定的:
在保持压缩空气压力基本不变的情况下,降低压缩空气的温度可减少压缩空气中的水蒸气含量,而多余的水蒸气会凝结成液体。
冷冻干燥机就是利用这一原理采用制冷技术干燥压缩空气的。
因此冷干机具有制冷系统。冷冻干燥机的制冷系统属于压缩式制冷,由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等四个基本部件组成。
它们之间用管道依次连接,形成一个密闭的系统,制冷剂在系统中不断地循环流动,发生状态变化并与压缩空气和冷却介质进行热量交换。
压缩空气干燥机还有吸附式干燥机和溶解式干燥机。
制冷压缩机将蒸发器内的低压(低温)制冷剂吸入压缩机汽缸内,制冷剂蒸汽经过压缩,压力、温度同时升高;
高压高温的制冷剂蒸汽被压至冷凝器,在冷凝器内,温度较高的制冷剂蒸汽与温度比较低的冷却水或空气进行热交换,制冷剂的热量被水或空气带走而冷凝下来,制冷剂蒸汽变成了液体。
这部分液体再被输送至膨胀阀,经过膨胀阀节流成了低温低压的液体并进入蒸发器;在蒸发器内低温、低压的制冷剂液体吸收压缩空气的热量而汽化(俗称"蒸发"),而压缩空气得到冷却后凝结出大量的液体水;
蒸发器中的制冷剂蒸汽又被压缩机吸走,这样制冷剂便在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发这样四个过程,从而完成了一个循环。
在冷冻干燥机的制冷系统中,蒸发器是输送冷量的设备,制冷剂在其中吸收压缩空气的热量,实现脱水干燥的目的。
压缩机是心脏,起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备,将蒸发器中吸收的热量连同压缩机输入功率转化的热量一起传递给冷却介质(如水或空气)带走。
膨胀阀/节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量,并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。
酶制剂的用途极为广泛,主要用作医药中间体、食品加工用添加剂及家畜家禽养殖的生长促进剂。
此外,在纺织、轻工、皮革、造纸、采油、建筑、环保、军工等行业中也都有应用。
酶制剂的应用种类有淀粉酶、蛋白酶、糖酶、过氧化氢酶和纤维素酶等,用量最大的是淀粉酶和蛋白酶,约占酶制剂消费总量的70%80%。
淀粉酶主要用于面包生产中的面团改良、婴幼儿食品中的谷类原料的预处理、啤酒制造中用于糖化和分解淀粉、果汁加工中的淀粉分解和提高过滤速度,;
以及用于蔬菜、糖浆、怡糖、葡萄糖、粉状糊精等食品的加工制造。
蛋白酶主要用于水解蛋白生产、肉类软化、啤酒抗寒、烘烤制品、干酪制造等。近年来,酶制剂开发应用的领域还在不断拓展之中。
酶制剂实验喷雾干燥机选择
实验室小型喷雾干燥机主要适用于高校、研究所和食品、生物、饮料、化工、材料、制药等企业实验室研发和生产微量颗粒粉末;
对所有溶液如乳浊液、悬浮液具有广谱适用性,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;
因所喷出的物料只是在喷成雾状大小颗粒时才受到高温,故只是瞬间受热,能保持这些活性材料在干燥后仍维持其活性成份不受破坏。
产品特征:
实验室小型喷雾干燥机采用原装不锈钢喷头,效率高,雾化效果好
喷雾干燥机全自动控制与手动控制双重控制模式,整个实验过程采用LCD大液晶触摸屏动态显示(动画)进风口温度/出风口温度/蠕动泵转速/风量/通针频率
全自动控制:一键式开机,设定喷雾工艺参数后,温度到达预定温度,自行启动,触摸屏上显示运行动画,运行流程清晰显示;关机时只需按停止键,机器自动安全关机。
手动控制:如需在实验过程对工艺参数进行调整,可方便切换至手动状态,整个实验过程彩色触摸屏动态显示(动画)。
关机保护功能:仪器工作结束后,应该保留风机工作状态,以便玻璃部分冷却;
本机器通过智能程序设定,当进口温度低于50度时,风机自动关闭,无需人工手动关闭风机;保护设备不因误操作(强行关风机)而导致加热元件过烧
实验室小型喷雾干燥机内置全无油空压机,空压机配备不锈钢储气罐,喷粉的颗径呈正态分布,流动性好,且噪音非常低,符合国家实验室噪音标准;
二流体喷雾的雾化结构,整机采用优质不锈钢材料制造,永不生锈腐蚀;
优质高硼硅耐热干燥室,优质高硼硅耐热旋风分离器,优质高硼硅耐热样品收集瓶,优质高硼硅耐热样品收集管,使干燥过程在无污染的环境下进行;
且使整个喷雾干燥实验过程透明直观,所有玻璃原部件皆易拆洗;
为了满足用户在实验范围调节各项参数的要求,在干燥温度控制的设计上采用实时调控PID恒温控制技术,使全温区控温准确,加热控温精度±1℃。
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