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来谈谈喷雾干燥优缺点
来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 2021-01-20 | 109 次浏览 | 分享到:
  为喷雾枯燥技能的推行使用以及进步中药制药程度提供鉴戒与资助。  要害词 喷雾枯燥 雾化技能 喷雾造粒 中喷雾干燥机药制药 一步造粒  
  对喷雾枯燥的历程阶段及优缺陷举行了阐发, 综述了喷雾枯燥技能的研讨希望, 并对喷雾枯燥技能的使用远景举行了阐发, 末了给出了喷雾枯燥技能在中药制药消费中的使用实例——中药液一步喷雾枯燥造粒。该项技能将中药稀药液间接喷雾枯燥制成干颗粒, 将中药加工中药液的稀释、多效稀释、造粒、枯燥四步合为一步, 大大简化并收缩了中药提取液到半成品或成品的工艺和工夫, 进步了消费服从和产物质量。可
  为喷雾枯燥技能的推行使用以及进步中药制药程度提供鉴戒与资助。  要害词 喷雾枯燥 雾化技能 喷雾造粒 中药制药 一步造粒  
  喷雾枯燥是将质料液用雾化器疏散成雾滴, 并用热氛围(或别的气体) 与雾滴间接打仗的方法而失掉粉粒状产物的一种枯燥历程。质料液可以是溶液、乳浊液或悬浮液, 也可以是熔融液或膏状物。枯燥产物可以
  凭据必要, 制成粉状、颗粒状、空心球状或团粒状。  
  喷雾枯燥技能已有一百多年的汗青。自1865 年喷雾枯燥最早用于蛋品处置惩罚以来, 这种由液态经雾化和枯燥在极短工夫间接变为固体粉末的历程, 曾经获得了长足的前进。它使很多有代价但不易生存的物料得以大大延伸保质期, 使一些物料便于包装、利用和运输, 同时也简化了一些物料的加工工艺。由于喷雾枯燥具有“瞬时枯燥”、“枯燥产物质量好”、“枯燥历程简略”等特点, 显着优于别的枯燥方法, 到20 世纪三四十年月, 该技能曾经被遍及地使用于乳成品、洗濯剂、脱水食品以及化肥、染料、水泥的消费, 如今罕见的速溶咖啡、奶粉、方便食品汤料等便是由喷雾枯燥失掉的产物[ 1, 2 ]。我国最早将喷雾枯燥用于产业化范围消费的是乳操行业, 之后是洗濯剂和染料行业等, 如今使用已十分遍及, 广泛了以上所触及
  的全部行业, 尤其在陶瓷和制药行业喷雾枯燥的使用更为广泛。  
  对付中药制药行业, 喷雾枯燥技能的使用有其奇特的作用, 大大简化并收缩了中药提取液到制剂半成品或成品的工艺和工夫, 进步了消费服从和产物质量。本文对喷雾枯燥的历程阶段及优缺陷举行阐发, 综述喷雾枯燥技能的研讨希望, 并对喷雾枯燥技能的使用远景举行阐发, 末了给出喷雾枯燥技能在中药制药消费
  中的使用实例——中药液一步喷雾枯燥造粒。  
  1 喷雾枯燥的历程阶段及优缺陷阐发  
  1.1 喷雾枯燥的历程阶段  
  喷雾枯燥可分为三个根本历程阶段: 一是料液雾化成雾滴 二是雾滴和枯燥介质打仗、混淆及活动, 即举行
  枯燥 三是枯燥产物与氛围疏散。  
  1.1.1 喷雾枯燥的第一阶段——料液的雾化  
  料液雾化为雾滴和雾滴与热氛围的打仗、混淆, 是喷雾枯燥独占的特性。雾化的目标在于将料液疏散成微细的雾滴, 使其具有很大的外貌积, 当其与热氛围打仗时, 雾滴中水分敏捷汽化而枯燥成粉末或颗粒状产物。雾滴的巨细及其匀称程度对产物质量和技能经济目标影响很大, 分外是对热敏性物料的枯燥尤为紧张。要是喷出的雾滴其巨细很不匀称, 就会呈现大颗粒还没到达枯燥要求、小颗粒却已枯燥过分而蜕变的征象。因而料液雾化所用的雾化器是喷雾枯燥的要害部件。如今常用的雾化器有气流式、压力式、旋转
  式和声能雾化器等。  
  1.1.2 喷雾枯燥的第二阶段——雾滴和氛围的打仗  
  雾滴和氛围的打仗、混淆及活动是同时举行的传热传质历程, 即枯燥历程, 此历程在枯燥塔内举行。雾滴和氛围的打仗方法、混淆与活动形态决议于热风漫衍器的布局型式、雾化器在塔内的安置地位及废气
  排挤方法等。  
  在枯燥塔内, 雾滴- 氛围的流向有并流、逆流及混淆流。雾滴与氛围的打仗方法差别, 对枯燥塔内的
  温度漫衍、雾滴(或颗粒) 的活动轨迹、颗粒在塔内的停顿工夫及产物性子等均有很大影响。  雾滴的枯燥历程也履历着恒速和降速阶段。研讨雾滴的活动及枯燥历程, 重要是确定枯燥工夫及枯燥塔的
  重要尺寸。  
  1.1.3 喷雾枯燥的第三阶段——枯燥产物与氛围疏散  
  喷雾枯燥的产物大多接纳塔底出料, 部门细粉夹带在排放的废气中, 废气在排放前必需将这些细粉网络上去, 以进步产物收率, 低落消费本钱。排放的废气必需切合情况掩护的排放尺度, 以防备情况净化。  
  1.2 喷雾枯燥的优缺陷阐发  
  1.2.1 喷雾枯燥的好处  
  只需枯燥条件连结恒定, 枯燥产物特性就连结恒定 喷雾枯燥的操纵是一连的, 其体系可以是全主动控制操纵 喷雾枯燥体系实用于热敏性和非热敏性物料的枯燥, 实用于水溶液和无机溶剂物料的枯燥 质料液可以是溶液、泥浆、乳浊液、糊状物或熔融物, 乃至是滤饼等均可处置惩罚 喷雾枯燥操纵具有十分大的机动
  性,喷雾本领可达每小时几千克至200 吨[ 4 ]。  
  1.2.2 喷雾枯燥的缺陷  
  喷雾枯燥投资用度比力高 喷雾枯燥属于对流型枯燥, 热服从比力低(除非利用十分高的枯燥温度) , 
  一样平常为30%~ 40%。  2 喷雾枯燥技能的研讨希望  
  喷雾枯燥技能的焦点是流化技能, 具有从流体到固体瞬时枯燥的突出上风。其设置装备摆设一样平常是由雾化器(喷头) 、枯燥塔、收支气及物料网络接纳体系等构成。此中使料液雾化所用的雾化器是喷雾枯燥安装的要害
  部件。  
  2.1 雾化器的品种和雾化情势  
  一样平常在消费中常用的雾化器有气流式雾化器、压力式雾化器和旋转式雾化器几种。差别的雾化器可以孕育发生差别的雾化情势, 凭据差别的雾化情势可以将喷雾枯燥分为气流式雾化、压力式雾化和旋转式雾化。雾化情势的选择取决于料液的性子和终极产物所要求的特性。对付液体的雾化机理, 根本上可分为三种范例, 即滴状破裂、丝状破裂和膜状破裂。在喷雾枯燥操纵中, 雾化机理与雾化要领、操纵条件、流体的物
  性等有关。雾化机理可以引导我们举行公道的雾化器的计划和操纵。  
  气流式雾化 利用紧缩氛围(或水蒸气) 高速从喷嘴喷出并与另一通道运送的料液混淆,借助氛围(或水蒸气) 与料液两相间绝对速率差别孕育发生的摩擦力, 把料液疏散成雾滴。凭据喷嘴的流体通道数及其布局, 气流式雾化器又可以分为二流体外混式、二流体内混式、三流体内混式、三流体表里混式以及四流体外混式、
  四流体二内一外混式等等[ 3 ]。气流式雾化器的布局简略, 处置惩罚工具遍及, 但能耗大。  
  压力式雾化 利用压力泵将料液从喷嘴孔内高压喷出, 间接将压力转化为动能, 使料液与枯燥介质打仗并被疏散为雾滴。压力式雾化器消费本领大, 耗能小 细粉天生少, 能孕育发生小颗粒, 固体物接纳率高。  旋转式雾化 利用高速旋转的盘或轮孕育发生的向心力将料液甩出, 使之与枯燥介质打仗构成雾滴。旋转式雾
  化器受进料影响(如压力) 变革小 控制简略。  三种雾化器的比力见表1[ 3, 4, 5 ]。  
  三种雾化原理的实际研讨, 重要围绕着喷雾器的要害参数与雾化功能而睁开, 黄立新等[ 3 ]对此做了综述报道。这方面的研讨将有助于喷雾器功能的革新, 也有利于使用历程中凭据喷雾料液及其产物要求对雾化
  器举行选择。  
  中药提取液的喷雾枯燥, 根本上因而旋转式雾化和睦流式雾化情势举行的, 尔后者以小型实验设置装备摆设多见。从雾化的完成而言, 压力式雾化必要高压泵和较大的雾化空间, 气流式雾化能耗又很高, 这些都限定了它
  们的使用。绝对而言, 旋转式雾化器技能要求绝对较低, 是最容易完成的。  
  2.2 喷雾枯燥机理的研讨  
  影响喷雾枯燥结果的要素很多, 除雾化器外, 另有枯燥塔、收支气及物料网络接纳体系以及整个枯燥器体系。国表里很多学者对喷雾枯燥的数学模子举行了研讨, 以期给出枯燥塔内气体活动形态和种种热力学参数的漫衍信息, 这对喷雾枯燥器的计划、优化以及枯燥结果等的进步都具有很紧张的意义。吴中华等[ 6 ]使用气- 粒两相流实际和盘算流膂力学(CFD) , 联合喷雾枯燥的特点, 创建了模仿喷雾枯燥塔内气体- 颗粒两相湍流活动的CFD 模子, 并对实行室脉动熄灭喷雾枯燥历程举行了数值模仿。其结果具有细致、直观的特点 模仿失掉的喷雾枯燥塔内气相流场和种种热力学参数的漫衍信息, 可以为喷雾枯燥器的计划、枯燥历程的优化等提供参考。戴命和等[ 7 ]举行了喷雾枯燥历程的热力学建模及仿真, 凭据质量均衡原理、
  热均衡原理和牛顿定律推导了逆流喷雾枯燥历程的一维双向静态热力学数学模子 它包罗了物料温度方程、热风温度方程、颗粒速率方程、热风湿含量方程、物料含水率方程, 用MA TLA 仿真后, 失掉了增大氛围
  量比进步氛围温度更具技能经济性的结论。  
  2.3 喷雾工艺优化的研讨  
  在喷雾枯燥的实行研讨方面, 康智勇[ 8 ]研讨了压力式喷雾枯燥塔喷嘴孔径对粉料的影响, 以为大孔径更适于喷雾颗粒的漫衍向大颗粒会合。王晓兰等[ 9 ]在工场大消费的条件下研讨了影响喷雾枯燥粉粒粒度漫衍的要素, 阐发了陶瓷坯料泥浆粘度、含水率、喷雾压力、喷雾器孔径与粉粒粒度漫衍之间的干系, 得出其影响系数由大至小辨别为喷雾器孔径、压力、粘度、含水率等。杨志生等[ 10 ]在对农药水疏散性颗粒喷雾枯燥历程的研讨中, 阐发了枯燥进气温度、进料量对枯燥产物的悬浮率、粒子密度、粒子外形等的
  影响。  
  喷雾枯燥在越来越遍及的使用中, 曾经不但限于传统的枯燥形式, 刘相东等[ 11 ]举行了脉动气流的喷雾枯燥研讨。利用脉动熄灭孕育发生的高频脉动气流对 aCl 溶液举行了喷雾枯燥实验, 结果评释: 低温、高频振
  荡气流下的喷雾枯燥比传统喷雾枯燥的蒸发速率进步了2.5倍。  
  2.4 喷雾枯燥技能的生长趋向  
  喷雾枯燥技能使用遍及, 其上风显着, 但其实际仍旧落伍于实际, 突出体如今枯燥实际的实际引导性差。枯燥动力学、非球形颗粒的枯燥模仿、喷雾枯燥等范畴有待举行更深化的研讨[ 3 ]。喷雾枯燥热服从低, 因而, 喷雾枯燥的节能降耗题目就比力突出[ 1 ] 亚低温喷雾枯燥(进风温度60~ 150 ℃) 、常温喷雾枯燥(进风温度60℃以下) 、低落能耗与多级枯燥等都将因而后的研讨重点。别的, 喷雾枯燥技能与具
  体的使用范畴联合还将用于喷雾冷却造型、喷雾反响、喷雾吸取、喷雾涂层和喷雾造粒等范畴。  
  笔者以为, 在以后还应细致增强下述几方面的研讨与开辟。  
  (1) 接纳组合枯燥。当喷雾枯燥自己不克不及完成枯燥使命时, 起首要想到组合枯燥。如喷雾枯燥加流化
  床(枯燥及冷却)、喷雾枯燥加带式枯燥等。  
  (2) 雾化器的革新。当某种物料雾化很困难时, 可革新原有雾化器的布局, 以顺应新物料的雾化要求。例
  如, 对旋转雾化器已做了多种革新, 可以或许雾化粘性大的物料及喷雾造粒等。  
  (3) 静电雾化技能的研讨与开辟。此项技能正处于研讨与开辟阶段, 它可以制造出微米及亚微米级粒
  子, 制造功能性粒子, 制造薄膜和喷涂等, 预测其未来有辽阔的生长远景。    (4) 开辟和美满在线丈量体系。使体系操纵主动化, 确保产物的质量和产量。  
  (5) 开辟过热蒸汽的喷雾枯燥体系。这是一个闭路循环体系, 可以节流能量, 省去氮气循环的操纵。  (6) 利用盘算流膂力学(CFD) 的要领, 办理喷雾枯燥器的计划题目。未来可以利用一些牢靠的实行数据(包罗活动图形) , 利用CFD 的要领, 比力正确地算出枯燥器尺寸及热风漫衍方法, 取代如今的半实际、半经
  验的要领(如今的要领偏差太大)。  
  (7) 开辟公用喷雾枯燥机, 以顺应特别物料的必要。如硬化点低的中药、番茄粉、特别食品等。公用
  枯燥机应到达如许的程度——不消做实行, 按物料性子间接选型购买。  
  境不构成净化。 
  (8) 控制情况净化。在计划时就必需思量到体系的噪声、粉尘、排放的气体、湿法除尘的液体等对环