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喷雾干燥的原理、特点及设备


1.原理 喷雾干燥(spray drying)是指通过雾化器将料液分散成很细的雾状液滴,并与热空气充分交换热能,瞬间蒸发料液水分而获得粉状产品的干燥方法。中药经提取后,提取液需浓缩至适当浓度,再喷雾干燥成中间体或往浓缩液中添加辅料喷雾干燥直接制成颗粒剂。喷雾干燥的液态原料可以是溶液、悬浮液或乳浊液,中药喷雾干燥的浓缩液以悬浮液居多,能干燥成粉状、颗粒状、空心球或团粒状成品。

2.特点 喷雾干燥效率非常高,干燥过程迅速;干燥后的物料呈粉末状,粉末色泽、粗细均匀;易改变干燥条件,调整产品的粒度大小和水分;料液与辅料混合后可一步制粒,无须二次加工;干燥室有一定负压,避免车间尘土飞扬,保证产品卫生条件;生产能力大,能连续作业。也有热效率不高而能耗较大、设备温度高、空气流量大、不适用于易氧化物料等缺点。

3.设备概况 喷雾干燥是中药生产中常用的干燥方法,广泛应用于中药浸膏干燥。其雾化方式可分为三种:气流式、压力式和离心式。气流式喷雾干燥是将湿物料经输送机与加热后的自然空气同时进入干燥器,二者充分混合,瞬间蒸发干燥。压力式喷雾干燥是利用高压泵,以70~200大气压的压力,将气体与物料通过雾化喷枪,雾化的液滴微粒与热空气直接接触,进行热交换,短时间完成干燥。离心式喷雾干燥是利用水平方向做高速旋转的圆盘给予溶液以离心力,使其以高速甩出,形成薄膜、细丝或液滴,切向加速度与重力形成合力,使物料轨迹为一螺旋形,物料在飞行的过程中与热空气交换热量,瞬间蒸发干燥。上述三种方式干燥后的成品从旋风分离器排出,落入收集装置,少量飞粉由布袋除尘器得到回收利用。

4.设备实例 以压力式喷雾干燥设备为例说明喷雾干燥设备的基本结构与性能。压力式喷雾干燥设备已在众多中成药生产企业运用,如在小柴胡汤、葛根汤等中药浸膏干燥中使用。压力式喷雾干燥机通常由空气加热系统(滤风器、鼓风机、加热器)、物料雾化系统(过滤器、泵、雾化器)、干燥系统(干燥塔)、气固分离系统(旋风分离器、引风机)和控制系统等单元组成。料液通过隔膜泵高压输入雾化器,喷出雾状液滴,液滴大小与经雾化器的流量有关且可调整,雾化液滴与经空气加热系统加热后的热空气在干燥塔中相遇进行热交换,水分子从料液表面迅速逃逸,随热风被抽走。干燥物料粉末落至塔底排料口收集,夹杂水分的废气及微小粉末经过旋风分离器分离,废气及水分由抽风机排除,粉末由设在旋风分离器下端的授粉筒收集,风机出口处还可装备捕尘袋,授粉筒和捕尘袋中的细粉可回收利用。干燥塔中温度受进入塔中的热空气影响,热空气温度可由控制系统调整,温度越高干燥效率越高,但也要注意高温对物料的影响及高风速对收率的影响。压力式喷雾干燥机分别在设备的上端连续进料、下端连续出料,实现不间断生产。


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