高低温小型实验室喷雾干燥机

高低温小型实验室喷雾干燥机

喷雾干燥机是利用热风来实现雾状产品的干燥，热风由喷雾干燥塔塔口进入塔内，完成干燥工作后的废气由引风机排空。在喷雾干燥机工作的过程中，喷雾干燥用热风进入塔内时的温度（热风温度）与出口温度（排风温度）的控制相当重要，决定着产品的质量以及干燥松密度等因素，严格控制。

　　喷雾干燥机实验中，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。

　　喷雾干燥机的干燥松密度也叫堆积密度，它对于产品的干燥效果起着决定性的作用，所以确定干燥松密度，是一项很重要的工作。一般在设计喷雾干燥机时，就应该将干燥松密度设定好，只有这样，才能使产品达到更好的干燥效果。喷雾干燥机干燥松密度不是随便就能定下来的，在确定时还要考虑多方面的综合因素，如下：

　　(1) 设备型式：

　　如果采用并流型喷雾干燥机,则可获得松密度较高的产品，所以要根据实际需要来进行选择。

　　(2) 添加物的影响

　　如果想要获得松密度低的产品，如速溶咖啡、速溶茶、某些油漆粉等，那么可以在干燥物料中添加导入氮或二氧化碳。但如果加入无机盐，比如氯化钠，则会使松密度变大，所以应谨慎添加，不能添错，因为有可能会起反作用。

　　(3) 进料浓度

　　进料浓度是与松密度成正比的，进料浓度小，则松密度小，随之生产能力也就变小。

　　(4)热风和排风温度

　　如果热风和排风温度的温差较大，那么产品的松密度则越低；温差小，则松密度高。但是，温差不能太小，因为温差小，则需要的空气量就大，从而使得所需的动力和热能增加，反而带来不利影响，所以不能过小。

高低温小型实验室喷雾干燥机

目前，国内生产的实验型喷雾干燥机主要为离心式喷雾干燥机和双流体喷雾干燥机（即气流式喷雾干燥机）。离心式喷雾干燥的特点是干燥速度快、雾化程度高、设备占地面积相对较大、不易清洗、成本高；双流体喷雾干燥机的特点是体积小巧、不易堵塞、外形美观、控制，玻璃瓶外壁使得试验人员方便研究干燥的过程，可及时调整相应问题，而且所选的高温硼硅的玻璃材质在经过抗静电的处理后可以防止干粉黏壁现象的发生。由于实验室的场地限制、精度要求较高、干燥量不需太多，所以双流体喷雾干燥机是目前实验室的选择，也是被全国各大高校、研究所应用Z多的实验型喷雾干
燥机。8000Y 型小型喷雾干燥仪及:8030Y 型实验型喷雾干燥机是福建农林大学食品科学学院目前应用较多的2 种设备，本文以这类设备为例综述了实验型喷雾干燥机的工作原理及应用情况，旨在提高实验型喷雾干燥机的利用率。
1 工作原理
通过蠕动泵将含有固体成分的液体泵入双流体喷嘴，通过压缩空气将溶液喷射成微小雾滴进入干燥腔。热空气中的小雾滴具有很大比表面积，能够很好地进行热交换使得表面水汽的迅速升华，形成干燥固体颗粒，固体颗粒通过旋风分离器与废气分离后进入收集瓶中。废气则直接排到大气或空气过滤装置[1]。其中，双流体的喷嘴自带有通针，调节通针的频率可以防止喷嘴被堵塞。喷雾颗粒的平均粒径大小可以通过控制压缩空气的流量进行调整。

2 实验型喷雾干燥设备应用情况简介
实验型喷雾干燥机的应用领域广泛，涉及食品产业、制药产业、超微纳米粉体的应用，还有在土壤石油污染的生物修复中也有相应的应用。目前，具体用途主要有普通喷雾干燥、微粉化或结构改造、微胶囊3 种。
2.1 普通喷雾干燥
普通喷雾干燥主要用于大部分纯溶液、胶体溶液、乳浊液，只要Z终干燥产品能表现为均一的固体即可。此法目前已被广泛的应用于各领域的研究中。陈君琛等人[2]为提高大球盖菇漂烫液的营养价值，使用实验型喷雾干燥机对其进行试验。Z终确定其工艺条件是进料的温度为70 ℃，进料量为0.6 L/h，雾化压力为92 MPa，进风温度为172 ℃，此情况下营养精粉的得率为60.26%，含水率为3.2%，抗氧化保留率为83.92%，溶解的时间为65 s。于婷[3]在制备蜂蜜木瓜粉时，运用了实验型喷雾干燥机对物料进行干燥。通过试验改进了它的配方和加工的工艺，Z终确定了其优化工艺参数为压缩空气流量859 L/h，进料量15 mL/min，进风的温度166 ℃。于洋[4]在干燥啤酒的废酵母泥时，为了更好地保护啤酒废酵母泥中的超氧化物歧化酶SOD 活性使用了实验型喷雾干燥机进行试验干燥。其工艺参数为进风量4 320 m3/h，进风温度134 ℃，进料速率3.75 mL/min。龚蜜等人[5]研究了辅料对油菜花粉提取液喷雾干燥的影响。其实验型喷雾干燥机的工艺参数为空气流量50 m3/h，进料量20 mL/min，进口温度150 ℃，正交结果测得Z佳辅料配比为麦芽糊精占油菜花粉提取液固体总量70％，羧甲基纤维素占1％，β- 环糊精为麦芽环糊精1/10。刘晓琳[6]研制王浆蜜粉时，对喷雾干燥技术和冻干技术进行了对比。结果测得，冻干技术所得产品流动性比喷雾干燥所的产品差，其营养价值高于喷雾干燥的产品，但从生产角度看，喷雾干燥更加节能环保，且生产效率高，所以更具优势。其喷雾干燥过程中的操作条件是气体流量为600 L/h，进料流量为20 mL/min，进风温度为160 ℃。此外，苏东晓等人[7-14]使用普通喷雾干燥法进行大球盖菇漂烫液、灵芝蜂蜜粉以及海鲜调味品等方面的实验。此法干燥物料效率高、时间短、产品溶解性和流动性较好，理化性质的变化不显著，所得产品品质较好。