因喷雾干燥机是靠加热空气并且完成热能传递的过程,因此喷雾干燥机的加热体系是一个非常重要的设计环节。
为了有效蒸发,必须加热进入的空气。有两种主要方法用于加热空气,直接和间接加热。
直接加热是指诸如油或气体之类的燃料在进气管中燃烧的地方。在干燥大多数化学品或矿物质时,油可用作燃料,但不允许用作食品原料。大多数产品(包括食品)都可以使用天然气。
有三种类型的间接加热,蒸汽锅炉和热油加热器,这两种加热器都需要在干燥器的进气流中使用单独的热交换器。空气也可以通过间接空气加热器加热,间接空气加热器使热空气通过管子并加热通过热管外部的干燥空气。这种类型的加热通常使用气体或油作为燃料,但在某些地区使用替代燃料可能更经济。
图中的图示为直接燃气燃烧器, 直接燃气燃烧器适用于大多数应用,并且在大多数情况下是最经济的加热方法。直接燃气加热具有快速响应温度参数变化的优点,并且可以设计成具有非常低的排放。
在小型喷雾干燥设备和安装位于发电成本低廉的区域,可以选择直接电加热。电加热器由于结构简单,拆卸灵活等特点,在小型设备上的应用更加被用户接受。
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雾化器--喷雾干燥机最核心的组件
将进料溶液通过雾化装置进入喷雾干燥机,雾化器将进料溶液分解成单个球体或液滴。球体或液滴最大程度地暴露于热量,从而达到干燥的目的。
通过位于竖直轴末端的旋转雾化盘的旋转速度,或通过加压喷嘴或通过使用压缩空气的喷嘴,可以引起料液雾化成液滴:
1、旋转盘利用盘边缘处的空气的剪切作用将液体进料分解成喷雾,使盘以水平方式离开。以非常高的速度运转的圆盘是一种昂贵的精密机构,主要适用于干燥含有高百分比固体的浆料。
2、压力喷嘴使用泵压力迫使液体通过喷嘴主体中的特殊插入物,以产生所需的图案和喷雾的液滴尺寸。与圆盘相比,它是一种廉价的设备,可以更好地控制粉末的性能。
3、空气(双流体)喷嘴依靠空气压力来雾化液体,主要用于小型喷雾干燥器和专门用于生产大直径粉末的特殊逆流干燥器。
喷嘴压力雾化器使用压力剪切力来产生液滴,喷嘴小而容易且维护成本低,并且对其他形式的雾化器具有更高程度的控制。同时在食品和制药领域,由于喷嘴结构具有更好的清洁性能和维护方便,更易被用户所接受。
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喷雾干燥室
喷雾干燥室具有与储存筒仓,大型敞口容器类似的结构,其体积由待干燥的进料材料所需的热暴露时间确定。被迫通过腔室的空气被燃烧器加热并被风扇推动。将进料溶液雾化到腔室中以形成液滴,在与热空气接触时液体蒸发留下粉末。
在初始接触热量时,可见的粉末颗粒经过表面硬化处理,硬质外表面具有熔化的内部。随着颗粒落下,腔室的长度与热空气接触,从剩余的颗粒中吸取液体。通常需要颗粒内的少量保留液体,这称为残留水分。颗粒落入腔室长度所需的时间称为停留时间。
喷雾干燥室是喷雾干燥最外观的重要部件,整体结构为一个容器椎体,喷雾干燥室的设计合理性会引起喷雾干燥机的干燥敏捷性,粘壁性,热能利用性,因此喷雾干燥室设计的合理是非常要中的一个环节。喷雾干燥室门孔设计、顶盖设计,热风设计,管路设计要遵循卫生,残留少的设计规则,在体积上要遵循热力学交换原理,在构造上要符合CFD模型设计,通常专业的公司对于干燥室的设计和探索是非常保密并且具有自己的特点。应用行业的不同也会决定干燥室的设计细节会有众多的不同。
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粉体收集
粉体收集顾名思义是干燥后的粉体捕捉流程,对于干燥后的混合气体(水蒸气、空气、粉体、水份··)的粉体捕捉有很多方法,但从工业论证上来讲,目前最广为接受的是:旋风分离器和布袋除尘器。