喷雾干燥的原理及优势
通过泵推动料液作用,将需干燥的物料,分散成很细的像雾一样的微粒,(增大水分蒸发面积,加速干燥过程)与热空气接触,在瞬间将大部分水分除去,使物料中的固体物质干燥成粉末。该法能直接使溶液、乳浊液、混悬液等干燥成粉状或颗粒状制品,可省去蒸发、粉碎等工序。
喷雾干燥由于是瞬间的高温,水分迅速地气化。获得的颗粒粉末较均匀,有很好的流动性。对于含湿量40-60%(特殊可达90%)的液体能一次干燥成粉粒产品,干燥后不需再次粉粹和筛选,减少生产工艺,提高产品纯度。喷雾干燥由于将物料喷雾成小雾滴使得物料表面积增大以至蒸发和干燥的面积非常大。达到瞬时干燥的目的。
喷雾干燥往往是制造过程中最后的一个步骤,它就是经由不断的喷雾、混合和干燥来使物质从液体变为粉末。在众多储存食物的技术中,
喷雾干燥机的喷雾干燥法有其独特的优越性。因为此技术所使用的温度并不是很高,所以在去除微生物污染的同时,仍可以有效保留食物的味道、色泽和营养。
喷雾干燥在干燥腔内的干燥是靠热空气,是否是不合适热敏感性物料,会破坏其结构呢?答案是否。喷雾干燥也适用于热敏性物料。
液滴进入干燥塔并与热空气起混合的一瞬间,即开始了热量和质量的传递过程。被蒸发的水分通过围绕每个液滴的边界层输送到空气中.整个干燥过程有恒速干燥阶段和降速干燥阶段. 在恒速干燥阶段时此过程所蒸发掉的水分都为液滴周围的非结合水。液滴内部不断的有非结合水向液滴的表面移动,在表面维持饱和状态,并与表面汽化所失去的水分达到平衡。此时物料表面始终被水所湿润,物料表面的蒸汽压等于同温度下水的饱和蒸汽压。也就是说,此时的外部热量与被蒸发的水分在液滴表面达到了平衡,液滴内部的温度并没有急速的升高,而是基本接近湿球温度。这也是为什么在喷雾干燥过程中,虽然入口温度很高,但产品却不会过热受损的根本原因。在降速干燥阶段时液滴内部迁移到表面的水分开始不再维持其饱和的湿润状态,此过程中,物料的固体表面外壳逐渐形成,此过程中的干燥速率下降的很快,由于热空气传给湿物料的热量大于水分汽化所需的热量,因此物料表面的温度将逐步上升,开始接近热干燥空气的温度。 最后物料在接近产品的平衡含水率前,离开干燥塔.如何让物料上升的温度不超过其本身的极限耐受温度而安全离开干燥塔呢?产品的出口温度在这里就起到了重要的指示作用。如果产品的出口温度不高于其本身的极限温度,那么在喷雾干燥过程中,就不会发生产品过热的现象。
喷雾干燥中物料以雾状与热空气并流接触实现传热与传质从而达到干燥的目的;而喷雾造粒则是在熔融状态下的热物料雾化与自下而上的冷空气逆流从而实现造粒的。这是有何讲究呢?
喷雾干燥成粉末时得到的粉末颗粒的粒径极小,随流性好,并流有易物料更快散热和进行旋风分离器的收集。喷雾造粒时逆流的冷空气易使热物料与造粒所需的辅料粘合造粒及充分成型。
喷雾干燥的优点:
《1》只要是干燥条件保持恒定,干燥产品的特性就保持恒定
《2》喷雾干燥的操作是联系的,其系统可是全自动控制操作
《3》喷雾干燥适用于热敏性和非热敏性物料;适用于水溶液和有机溶液物料的干燥。
《4》原料液可以是溶液,泥浆,乳浊液,糊状物或熔融物甚至是滤饼均可处理。
《5》喷雾干燥操作实验灵活性大,可实验不同大小的粉末又可造不同辅料及大小的颗粒。