噴霧干燥在制藥工業應用已有幾十年的歷史,經過多年的研究和發展,從當初簡易的噴霧干燥發展到當今多功能、組合型及高效性的噴霧干燥。然而,不同型式的噴霧干燥設備所呈現的性能和應用面也不同。
2.噴霧干燥的型式區別與比較
2.1噴霧干燥的型式區別
噴霧干燥的型式分類有多種,按流程可分為:開放式、封閉循環式、自惰循環式和半封閉循環式;按噴霧和氣體流動方向分為:并流型、逆流型及混合流;按霧化方法可分為:離心式、壓力式和氣流式。其中,霧化方法分類是常用可見的方式,下文重點談霧化器。
霧化器的作用是整個噴霧干燥的心臟,它直接影響到產品的質量和經濟指標。霧化器分散度越高,干燥效率越大;霧化越均勻,產品的含水量變化越小。因此,霧化器既要保證料液的分散度,又要使粒度變化控制在最小限度。
離心式霧化:料液在高速轉盤(圓周速度90~160m/s)中受離心力作用從盤邊緣甩出而霧化。其 是利用高速旋轉盤作用,當液處注入盤面時,液體受到二種力作用,一是離心力和重力作用下得到加速而分裂霧化;二是液體和周圍空氣同時接觸面處,存在摩擦力促使形成霧滴。前者為離心霧化,后者為速度霧化,實際上這二者是同時存在的。
離心式霧化器的霧化效果與料液特性、流量、圓盤形狀直徑及速度直接有關。離心式霧化過程的“三大”特點:
①直接分裂成液滴,當料液流量較少時,料液受離心力作用,在圓盤周圍隆起成半球狀,其直徑取決于離心力和料液粘度及表面張力。當離心力大于表面張力時,圓盤周邊的液滴立即被拋出而分裂霧化。
②絲狀割裂成液滴,當料液流量較大而轉速加快時,半球狀物料液被拉成許多絲狀射流。液量增加,圓盤周邊的液絲也增加,如果液量達到一定數量后,液絲變粗,而絲數不再增加。拋出的液絲極不穩定,在離周邊不遠處即被分離成球狀小液滴。
③膜絲分裂成液滴,當料液流量繼續增大時,液絲數量與絲經均不再增加,液絲間互相并成薄膜,拋出液膜離圓盤周邊一定距離后,被分裂成分布較廣的液滴。若液體在圓盤表面滑動能減到最小時,則可使液體高速噴出,在圓盤周邊與空氣摩擦而分裂霧化。
壓力式霧化:用高壓泵使液體獲得高壓,高壓液體通過噴嘴時,將壓力能轉變為動能而高速噴出時分散為霧滴。當液體從單一孔中經加壓后獲得的霧化,這是由于受外力作用,液體從噴嘴出口處不遠的距離,克服表面張力,從液膜分裂成細線,加上湍流徑向分速度和周圍空氣相對速度的影響,使液線再分裂成大小不同的液滴,壓力式霧化器也是從此原理出發的。
壓力式霧化器的特點:①結構簡單,操作無噪聲;②改變噴嘴內部結構,易得到所需的霧化形狀;③大規模生產可采用多噴嘴噴霧。
壓力式霧化器的缺點:①生產過程中流量無法調節;②噴嘴噴孔口徑小于1mm時,易產生堵塞;③不適用粘度高的膠狀料液及有固相分解的懸濁液噴霧;④噴嘴易磨損。
氣流式霧化(又稱二流體噴霧):采用壓縮空氣以很高的速度從噴嘴噴出(≥
氣流式霧化有局限性,只有在熱空氣溫度高于
3.幾種常用噴霧干燥設備特點的簡述
以下結合寶干公司的幾種噴霧干燥設備在制藥工業應用特點,作一簡述,能使使用者有更好了解,也使寶干公司的產品更好應用與服務于制藥工業。
干燥速度快,料液經霧化后表面積大大增加,在熱風氣流中,瞬間就可蒸發95%-98%的水份,完成干燥時間僅需數秒,特別適用于熱敏性物料的干燥。
★ 產品具有良好的均勻度、流動性和溶解性,產品純度高,質量好。
★ 生產過程簡化,操作控制方便。對于含濕量40—60%(特殊物料可達90%)的液體能一次干燥成粉粒產品,干燥后不需粉碎和篩選,減少生產工序,提高產品純度。對產品粒徑,松密度,水份,在一定范圍內可通過改變操作條件進行調整,控制和管理都很方便
3.2YPG壓力噴霧干燥機
YPG系列噴霧干燥機是采用壓力式噴嘴借助高壓泵的壓力將溶液、懸浮液、乳濁液、膏糊狀物料霧化成細小液滴,然后與高溫熱空氣進行快速熱交換,在極短時間內以簡單的工藝迅速連續干燥成細顆粒狀物料的設備。
該機具有收塵率高,無粘壁、節能高效等特點,特別適用于熱敏性物料干燥。廣泛應用于食品染料、中間體等行業。
3.3 ZPG中藥浸膏噴霧干燥機
干燥速度快,一般只需幾秒到十幾秒鐘,具有瞬間干燥的特點。
干燥過程中液滴的溫度比較低,特別適宜熱敏性物料的干燥,能夠保持物料色、香、味。
為防止干燥塔產生粘壁現象,本裝置設有特殊的結構,有效地杜絕產品的粘壁現象。
特有的成品風送系統將干燥成品與系統內的熱濕空氣及時分離,避免了干燥成品的吸濕或結塊的可能性.
2.2以霧化器分類的噴霧干燥比較
項目 |
離心式噴霧 |
壓力式噴霧 |
氣流式噴霧 | |
料液 |
處理量 |
調節范圍大 |
調節范圍最小,但處理量最大 |
調節范圍較狹 |
粘度變化 |
可改變轉速,適用于高粘度物料 |
高粘度噴霧困難 |
可調節壓縮空氣壓力 | |
供料 |
壓力(MPa) |
低壓,約0.3 |
高壓,1-20 |
低壓,約0.3 |
高壓泵 |
不需要 |
需要柱塞泵 |
不需要 | |
霧化器 |
價格 |
高 |
便宜 |
便宜 |
維修保養 |
高速旋轉的高精度,保養難 |
噴嘴易磨損,高壓泵需保養 |
容易 | |
動力消耗 |
小 |
最小 |
最大 | |
產品 |
粒度 |
微粒 |
粗粒 |
微粒 |
均勻性 |
均勻 |
大致相同 |
不均勻 | |
堆積密閉 |
輕,粒子中孔呈球狀 |
重,粒子中空氣含量少 |
| |
干燥塔 |
熱風流向 |
逆流與水平流均不適宜 |
并流、逆流、混合流及水平流都可以 |
并流、逆流 |
塔徑 |
大 |
小 |
小 | |
塔長 |
低 |
高 |
較低 | |
安裝位置及粘壁現象 |
霧化器裝在塔頂,塔頂內壁易粘附 |
噴嘴可裝在任意位置,粘壁可防止 |
小直徑易粘壁 | |
型式 |
水平并流型 |
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● |
● |
垂直向上逆流 |
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● |
● | |
相關技術