摘要 介绍一种专为实验室开发研制的微型喷雾干燥机的工作原理、结构型式、性能参数等。该机型具有体积小、能耗低、操作控制简单、易于移动拆洗等特点。
1 概述
喷雾干燥是利用雾化器将待干燥的料液雾化成极小的雾滴,与作为热源的热空气进行充分的换热换质,脱除水分,进行干燥的过程。它是处理溶液、悬浊液、乳浊液等物料的一种理想干燥方式。
目前,国内供试验用的喷雾干燥装置基本为离心喷雾或气流喷雾。常用的规格有直径~800mm、~lO00mm、~1250mm 的离心喷雾干燥机和直径~500mm的气流喷雾干燥机。
上述设备虽为中试试验装置,但存在体积较大,移动、拆洗不方便,整机功率配置高,实验过程的料液消耗量大等不足。针对目前国内现状,介绍一种体积小、处理料液量小、便于移动和拆洗的供实验室用的微型喷雾干燥机,该机已通过2005年济南高新技术开发区的成果鉴定,填补了国内在该领域内的空白。
2 工作原理
考虑到微型化配置和对试验物料的适应性要求,该装置采用气流式的雾化方式。工艺流程见图1。
由空压机提供的压缩空气,从喷嘴高速喷出,待干燥的料液通过蠕动泵送至气流喷嘴,利用喷嘴处压缩空气与料液间的速度差,将料液雾化成无数微小的雾滴。自然空气在引风机的作用下,被电加热器加热后,,经分风器进入干燥室,与料液雾滴进行充分接触和迅速的热质交换,在极短的时间内脱除水分,将原料干燥成粉状产品,较大颗粒的产品由收料筒收集,大部分较细的粉末经玻璃旋风分离器分离后,由收料杯收集。尾气经引风机后排空。
3 结构
微型喷雾干燥机的结构示意见图2。
3.1 气流喷嘴
采用外混式的二流体气流喷嘴,喷头与喷嘴体采用丝扣连结,为适应不同物料特性和干燥要求,喷头的孔径有∞ .5mm,∞ .7mm ∞ .8mm
三种规格,与喷嘴体的连接具有互换性,可根据需要任意调换喷头。
3.2 干燥容器
为使试验过程便于观察,干燥简体、旋风分离器、收料筒、收料杯和连接管道等均采用可耐温300℃的硼硅玻璃制作。
3.3 热源
通过对系统热量的核定,采用功率为2.5kW 的电加热器作为热源。通过可控硅调压可使功率在(0~2.5)kW 之间变化,并且与进风温度实现联锁控制。在使用中,根据预设进风温度,自动调节电加热器功率的大小。
3.4 分风器
经过对干燥机理的分析和研究,设计了一种适用于微型喷雾干燥机的独特分风结构 ,既有效防止了原料雾滴的粘壁,又可使热空气与雾滴充分接触,迅速换热,获得较高的热效率。
3.5 机座
干燥机的各个部分经过合理布置,全部安装于机座上,整个干燥系统自成体系,结构紧凑、美观,并在其底部安装了四个万向轮,以方便移动。
3.6 自动控制
该机的进、出风温度、料液进料量、压缩空气流量和压力、系统风量等操作参数均可方便地控制和调节,xx可以满足试验条件多变的要求。各参数的测量和调节方式见表1。
4 技术参数
微型喷雾干燥机的主要技术参数见表2
5 适应性试验
作为一种试验,要求其对具有不同物性特点的多种料液均可达到满意的干燥效果,即适应物料种类多变的要求。我们选取了几种性质各不相同的典型物料为代表,进行了干燥试验,试验参数及结果见表3。
由表3看出,该微型喷雾干燥机对于状态不同、初水分不同,粘度不同的多种物料,均能达到较好的干燥效果,说明该设备对于多种物料具有良好的适应性。
6 结语
(1)该装置采用气流雾化方式,有效缩小了干燥室的容积,仅需要(300~600)ml/h的料液量便可进行试验,对价格较昂贵的医药及生化制品,可大大降低试验成本。
(2)试验证明,该装置对不同物性的液体类物料均具有良好的适应性,是一种理想的微型试验装置。