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0519-88812792噴霧幹燥技術的(de)核心是流(liú)化(huà)技(jì)術,具有從流體到固體(tǐ)瞬時幹燥的突出優勢。其設備一般是由霧化(huà)器(噴頭)、幹燥室、進出氣及物(wù)料收集回收係統等組成。
1.1 霧化形式
不(bú)同的霧化器可以產生不同的霧化形式,按照不同的霧(wù)化形式可以將噴霧幹燥分為氣流(liú)式(shì)霧化、壓力式霧化和離心式霧化。
氣流(liú)式霧化利用壓縮空氣(或水蒸氣)高速從噴嘴噴出並與另一通道輸送的料液混合,借助空氣(或蒸氣)與(yǔ)料液兩相間相對速度不(bú)同產生(shēng)的摩擦力,把料液分散成霧滴。根據噴嘴的流體通道數及其布局,氣流式霧化器又(yòu)可以分為二流體外混式、二流(liú)體內混式、三流體內混式、三流體內(nèi)外混式以及四流(liú)體外(wài)混(hún)式(shì)、四流體二內一外混式等等。氣流式霧化器的結構簡單,處理對象廣泛,但能耗(hào)大。
壓力式霧化 利用壓力泵將料液從(cóng)噴嘴孔內高壓噴出,直接將壓力轉化為動能,使料液與幹燥介(jiè)質接觸(chù)並被分散為霧滴。壓(yā)力式(shì)霧化器生產能力大,耗能小;細粉生成少,能產生小顆粒,固體物回收率高(gāo)。
離心式霧(wù)化 利用高速旋轉的盤(pán)或輪產生的離(lí)心(xīn)力將料液甩出,使之(zhī)與幹燥介質接觸形成霧滴。離心(xīn)式霧化器(qì)受進料影響(如壓力)變化小(xiǎo);控製簡單。
三(sān)種霧化(huà)原理的理論研究,主要是圍繞噴霧器關鍵參數與霧(wù)化性(xìng)能展開,黃立新等對此有綜述(shù)報道(dào)。這(zhè)方麵(miàn)研究將有助於噴霧器性能(néng)的改進,也有利於應用過程(chéng)中根據噴霧料液及其產(chǎn)品要求對霧化(huà)器進行選擇。
中藥提(tí)取液的噴霧幹燥,基本上是以離心(xīn)式霧化和氣流(liú)式(shì)霧化為進行的,而後者以小型試驗設備多見。從霧化的實現而言,壓力式霧化需要高壓泵與較大霧化空(kōng)間(jiān),氣流式霧化能耗又很高,這些都限製了它們的應用。相對而言,離心式霧化器技術要求相對較低,是最容易實現的。
1.2噴霧幹燥機理研究
噴霧幹燥的效果影響因素很(hěn)多,除霧化器外,還有幹燥室、進出氣及物料(liào)收集回收係統以及整個幹燥器係統。國內外研究人員進行了噴霧幹燥的數學(xué)模型研究(jiū),以期給出幹燥室內氣體流動狀態和(hé)各種熱力學參數的分布信息(xī),這對噴霧幹燥器的(de)設計、優化以至幹燥(zào)效果的提高具有重要意義。吳中華等應用氣一(yī)粒兩相流理(lǐ)論和計算流體力學(CFD),結合噴霧幹燥的特點,建立了模擬噴霧幹燥室內氣體一顆粒兩相湍流流動的(de)CFD模型,並對實驗室脈動(dòng)燃燒噴霧幹燥(zào)過程進行了數值模擬。其結果具(jù)有詳細、直觀的特點(diǎn);模擬得到的噴霧幹燥室(shì)內氣相流(liú)場和各種熱力(lì)學參(cān)數的(de)分布信息,可以為噴霧幹燥器的設計,幹燥過程的優(yōu)化提供參考。戴(dài)命和等進行了噴霧幹燥過程的熱力學建模及仿真,根據質平衡原理、熱平衡原理和(hé)牛頓定律(lǜ)推導了逆流(liú)噴(pēn)霧幹燥過程的一(yī)維雙向靜態熱力學數學模型;它包括了物料溫度方程、熱風(fēng)溫度方程、顆(kē)粒速度方程(chéng)、熱風(fēng)濕含量方程、物料含水率方程(chéng):用(yòng)MATLAB仿真後,得到了增大(dà)空氣量比提高空氣溫度更具技術經(jīng)濟性的結論。
1.3噴霧工藝優化
在噴霧幹燥的實驗研究方麵,康智勇_6 J研究了壓力式噴霧幹燥塔噴嘴孔徑對粉料的影響,認(rèn)為大(dà)孔徑更適於噴霧顆粒的分布向大顆粒集中。王曉蘭等在工廠大生產條件下研究了(le)噴霧幹燥的粉粒分布的影響(xiǎng)因(yīn)素,分析(xī)了陶瓷坯料(liào)泥漿粘度、含水率、噴霧壓力、噴霧器孔徑與粉粒粒度分布之間的關係,得出其影響係(xì)數由(yóu)大至小分別為噴霧器孔徑、壓(yā)力、粘度、含水率等。在對農藥水分散性顆粒噴(pēn)霧幹燥過程的研究中,楊誌生等分析了幹燥進氣(qì)溫度、進料量對幹燥產品的懸浮(fú)率、粒(lì)子密度、粒子形狀等的影響。
噴霧幹燥在越來越廣泛的應用過程中,已經不僅限於(yú)傳統(tǒng)的幹燥模式,劉相東等進行了脈動氣流的噴霧幹燥研究。利用脈動燃(rán)燒產生的高頻脈動為氣流對NaCI溶液進行(háng)了噴霧幹燥試驗,結果表明:高溫、高頻振(zhèn)蕩氣流下的噴霧幹燥比傳統噴霧幹燥的蒸發速率提高了2.5倍。
1.4噴霧幹燥技術的發展趨勢
噴霧幹燥技術的廣泛應用,其優勢明顯,但其理論仍然落後於實踐。突出表現在(zài)幹(gàn)燥理論的實踐指導性差。幹燥動力學、非球形顆粒的幹燥模擬、噴霧幹燥等領域有待進行深(shēn)入研究。噴霧幹燥熱效率低。當進風溫度小(xiǎo)於1500(;時,其熱容量係數較低,為80~400Kj·m-1·h-1·℃-1,因而蒸發強度小(xiǎo);一般的氣流幹燥、流化床幹(gàn)燥的(de)熱容(róng)量係數(shù)則大於(yú)4000Kj·m-1·h-1-℃-1。因此,噴霧幹燥的節能降耗(hào)問題就比(bǐ)較突(tū)出;亞高溫噴霧幹燥(進風溫度60~150℃)、常溫噴霧(wù)幹燥(進風溫度(dù)60℃以下)、降低能耗(hào)與多級幹燥都將是今後的研究重點。另(lìng)外,噴霧幹燥技術與具體(tǐ)的應用(yòng)領域結(jié)合還將用於(yú)噴霧(wù)冷卻造型、噴霧反應、噴霧吸收、噴霧塗層和噴霧造粒等領域。