干燥技术第二节-雾化器
喷雾干燥原理及过程
喷雾干燥原理及过程
喷雾干燥是一种常用的干燥技术，其原理是将待干燥的液体物料通过雾化器分散成微小的雾滴，然后在高温下快速干燥。
该技术适用于大量液体的处理，常用于食品、药品和化工等行业。
喷雾干燥的过程主要包括以下步骤：
1. 液体物料通过管道进入雾化器，雾化器将其分散成微小的雾滴。
雾滴的大小和形状取决于雾化器的类型和操作条件。
2. 雾滴进入干燥塔，与热空气接触。
热空气将雾滴中的水分迅速蒸发，使雾滴变成干燥的固体颗粒。
3. 干燥后的颗粒通过重力或气力收集器收集，经过进一步处理后得到最终产品。
喷雾干燥的优点包括：
1. 处理量大，适用于大量液体的干燥。
2. 干燥速度快，可以在短时间内完成大量液体的干燥。
3. 干燥后的产品具有良好的分散性和流动性。
4. 可以根据需要调整产品的粒度和形状。
然而，喷雾干燥也存在一些缺点：
1. 干燥过程中需要消耗大量的热能，因此能耗较高。
2. 如果液体物料中含有易挥发成分，这些成分可能会在高温下挥发损失。
3. 干燥后的产品中可能会残留一些未挥发的溶剂或有害物质，
需要进行后续处理。
喷雾干燥技术在食品加工中的应用
喷雾干燥技术在食品加工中的应用喷雾干燥是指用雾化器把料液分散成雾状液滴，同时在热风中干燥，最终获得粉状或颗粒状成品的过程。
由于料液的喷雾干燥在瞬间完成，因此必须最大限度地增加其分散度，即增加单位体积溶液中的表面积，从而加速热和质的过程（干燥过程）。
目前，在染料、医药、农药、水产、林业、冶金、食品、陶瓷等工业范围内，有数百种产品采用喷雾干燥方法得到。
按照雾化方法不同，可分为3类：①旋转式雾化器，将物料置于高速旋转盘上（转速7000~10000r/min），把液体甩出并液化；②气流式雾化器，利用压缩空气或水蒸气使物料雾化；③压力式雾化器（机械喷嘴），利用高压泵，把物料从喷嘴中高速压出而雾化。
在国外，应用最多的是旋转式雾化器，因为其操作简便、稳定可靠、节省动力，特别是处理量大的料液，旋转式更为方便；其次是压力式雾化器，若为大产量生产而采用压力式雾化器时，一般在喷雾室中安装多个喷嘴；气流式雾化器与另外2种雾化器相比，压缩空气的动力能耗大，因而其只在小型与中间采用，工厂生产很少使用。
在国内，气流式雾化器应用最普遍，其次是压力式雾化器，旋转式雾化器使用的最少。
1、喷雾干燥技术的特点喷雾干燥技术是物料经过雾化器分散成雾滴，雾滴在沉降过程中，水分被热空气气流蒸发而进行脱水干燥的过程。
干燥后得到的粉末状或颗粒状产品和空气分开后收集在一起，在这一道工序中同时完成喷雾与干燥2种工艺过程。
喷雾干燥机由雾化室、干燥室、分离器、泵等构成，干燥室是喷雾干燥技术的核心。
1.1喷雾干燥技术的优点（1）干燥速度快、时间短。
料液雾化后，表面积增大至10000倍以上。
例如，将1L料液雾化成直径为50μm的雾滴，其表面积可增大至120m2，在热风气流中可瞬时（0.01~0.04s）蒸发95%~98%的水分，完成干燥时间一般仅需5~40s。
（2）产品品质好。
喷雾干燥使用的温度范围广（80~300℃），即使采用高温热风，由于热交换主要用于蒸发物料水分，故出口温度仍不会很高，干燥产品品质较好，不易发生蛋白质变性、维生素损失、氧化等缺陷。
脱硫技术_干法
五、喷雾干燥法技术特点
脱硫效率较高，75～85％
投资和运行费用较少、占地较小
反应产物为干的，便于处理 没有废水二次污染
主要应用问题
容器湿壁，管道堵塞
喷雾器的磨损和破裂
烟道和除尘器腐蚀
对除尘器的性能有影响
喷雾干燥塔湿壁情况
喷雾干燥塔湿壁情况
山东黄岛电厂半干法脱硫系统
和SO2作用而脱硫。
CaO H 2O Ca(OH ) 2
Ca(OH ) 2 SO2 H 2O CaSO3 2 H 2O 1 Ca(OH ) 2 SO2 H 2O O2 CaSO4 2 H 2O 2
三、影响参数
1、炉内参数的影响 (1)、温度的影响 最佳的温度为850～1100℃。
H /D 3~5 H / D 0.5 ~ 1
吸收塔下部锥角≤600，塔内烟气停留时间10～12s。 3. 除尘设备 一般采用袋式除尘器和电除尘器。袋式除尘器中的
脱硫效率可达总效率的15～30％，电除尘器中的脱
硫效率可达总效率的10～15％。 4. 运行控制系统 浆液调节系统 联锁保护系统
反应产物以干态脱硫渣形式排出。
喷雾干燥法
烟气循环流化床
NID技术
3-6-1 喷雾干燥法
工艺原理
工艺流程 影响脱硫效率的因素 主要工艺系统
主要特点
应用实例
一、工艺原理
1、化学过程：
生石灰制浆： CaO H 2O Ca(OH ) 2 SO2被液滴吸收：
SO2 H 2O H 2 SO3
* *
H 2 SO4 nH2O* ( H 2 SO4 nH2O)*
影响SO2吸附的因素 废气中含有足够的氧和水蒸气（化学吸附需要） 吸附温度：吸附温度下降，吸附效率增加。 气流速度：气流速度增加，吸附效率下降。 对吸附剂进行处理：利用对SO2氧化起催化作用 的金属盐对活性炭进行处理，以提高活性炭的 吸附能力，如Cu、Fe、Ni、Mn、Cr和Ce等。 吸附剂的种类：各种活性炭由于其制造、原料 的不同，其吸附能力不同。
干燥技术及其应用
干燥技术及其应用摘要：干燥是食品加工和保藏的重要方式之一，近年来食品领域干燥技术发展迅速，有大量国内外学者致力于研究开发新型干燥技术，对其进行改良的改进。
本文从近年来食品干燥领域中的较新研究成果及受关注的研究方向等方面作了归纳总结，分别介绍了真空冷冻干燥技术、远红外干燥技术、微波干燥技术、喷雾干燥技术、热风干燥技术和太阳能干燥技术6种食品干燥技术的研究进展，并指出了食品干燥技术的研究、发展方向。
关键词：真空冷冻远红外热风喷雾微波太阳能干燥技术干燥技术是一门跨专业、跨行业、具有科研性质的技术，因为其面对的产业众多、物料的理化性质不同、产品质量及其他方面的要求千差万别。
在干燥技术的开发及研究过程中要注意以下三点。
第一需要了解被干燥物料的性质。
第二要熟悉传递工程的原理。
第三实施手段[1]。
现代的干燥技术起始于20 世纪50年代，迄今为止，已有许多的干燥技术应用于工业化生产，主要有真空冷冻干燥、太阳能干燥、喷雾干燥、热风干燥、微波干燥和远红外干燥等。
其中一些设备已达到国际当代水平并出口到国外。
干燥也是食品保藏的一种重要方法。
干燥是通过各种方法（如晒干、风干等）脱去食品中的水分，降低其水分活度，抑制微生物的生长繁殖，从而达到保藏食品的目的。
干燥后的食品质量轻、体积小，便于贮藏和运输，因而应用广泛[2]。
食品干燥的设备按照设备的特征可以分为自然干燥法和人工干燥法。
现在用于工业化生产的大多数是人工干燥法。
近年来，食品干燥设备的设计更多的是以能量利用率、产品质量、安全性、环境影响、成本等作为评价指标。
现代消费者追求更加健康、营养和天然的食品，因此食品干燥设备在设计时，需将产品的质量放在首位[3]。
1.真空冷冻干燥技术真空冷冻干燥技术简称冻干，是将湿物料或溶液在较低的温度（－10℃～－50℃）下冻结成固态，然后在真空（1.3～13P）下使其中的水分不经液态直接升华成气态，最终使物料脱水的干燥技术[4]。
1.1原理真空冷冻干燥的原理是基于水的三种变化。
干燥设备设计手册说明书
图书基本信息书名：<<干燥设备设计手册>>13位ISBN编号：978711125875910位ISBN编号：7111258754出版时间：2009-7出版时间：机械工业出版社作者：刘广文 编页数：915字数：1992000版权说明：本站所提供下载的PDF图书仅提供预览和简介，请支持正版图书。
更多资源请访问：前言物料的干燥有多种方式，本书中所述的“干燥”是指通过热介质传递过程的蒸发现象去除湿物料中湿分的“热力干燥”过程。
干燥设备在生产中是非常重要的单元设备，干燥多为生产的最后一道工序，对产品质量有直接影响。
干燥操作是高耗能过程，因而是影响生产成本的重要因素。
干燥设备投资较高，用户对干燥设备的选择十分慎重。
干燥设备的设计过程十分复杂，主要原因是干燥设备的形式复杂。
常用的干燥设备近五十种，派生出的结构更是难以计数。
干燥设备对物料有很强的针对性，所处理的物料更是千差万别，少有相同，更增加了干燥设备设计的复杂性。
因此，干燥设备具有因人而异、因物而异、因地而异的特点。
所谓因人而异是指用户对产量、产品质量、能源种类、环保指标都有特定的标准；因物而异是指针对具体物料及产品要求进行设备及系统设计；因地而异是指设备安装场地的自然环境不同，设计条件也不同，有些设计参数必须依据设备安装地的条件而定。
干燥设备之所以复杂，主要是因为它的非标准性，最佳的干燥设备常常是量身定做的专用设备。
多年来，随着生产技术的发展，也推动了干燥技术与干燥设备的进步，新结构、新机型不断出现，全面系统介绍新型干燥设备的参考材料为业内人士所盼。
基于上述原因，作者在查阅近百部国内外干燥专著、逾千篇干燥文献的基础上，经过三年的时间，终于完成了这部《干燥设备设计手册》一书，本书旨在全面系统地介绍热力干燥设备的工作原理、结构特点及设计方法。
同时，书中还收集了大量物料的工业化数据，方便读者在工程设计时使用。
本书对干燥设备按篇、章进行分类。
奶粉低温喷雾干燥技术_概述及解释说明
奶粉低温喷雾干燥技术概述及解释说明1. 引言1.1 概述在食品加工行业中，奶粉是一种重要的乳制品产品。
为了生产高质量的奶粉，保留奶粉中的营养成分是至关重要的。
其中一种常用的干燥技术是低温喷雾干燥技术。
这种技术能够以较低温度将奶液转化为粉状，并且在过程中保持营养成分的完整性。
1.2 文章结构本文将深入探讨奶粉低温喷雾干燥技术，旨在解释其原理、工艺流程、设备与材料，并重点介绍其优势和应用领域。
文章将按照以下结构进行展开。
- 第2节: 奶粉低温喷雾干燥技术- 第2.1节: 技术原理- 第2.2节: 工艺流程- 第2.3节: 设备与材料- 第3节: 奶粉低温喷雾干燥技术的优势- 第3.1节: 保留营养成分- 第3.2节: 提高溶解性和稳定性- 第3.3节: 增强保存期限- 第4节: 奶粉低温喷雾干燥技术的应用领域- 第4.1节: 婴儿奶粉行业- 第4.2节: 食品加工行业- 第4.3节: 医药工业与保健品行业- 第5节: 结论1.3 目的本文的目的是为读者提供关于奶粉低温喷雾干燥技术的全面了解。
通过阐述其原理、工艺流程、设备与材料以及应用领域，读者可以更好地理解该技术在食品加工行业中的重要性，并认识到它对生产高质量奶粉所起到的积极影响。
2. 奶粉低温喷雾干燥技术:2.1 技术原理:奶粉低温喷雾干燥技术是一种以液态奶为原料，通过喷嘴将奶液雾化成微小颗粒并与热空气充分接触，使水分迅速蒸发，从而通过干燥过程将奶液转变成奶粉的方法。
该技术利用低温进行干燥，可有效保留奶中的营养成分，并通过控制湿度和温度来达到最佳的干燥效果。
在喷雾干燥过程中，首先需要将液态奶加热至适宜的温度，并通过泵将其送入雾化器。
在雾化器内，通过高压气体对液态奶进行分散和喷射，使其形成微小的液滴。
这些微小液滴随后与高温的空气接触，导致水分迅速蒸发并被带走。
最终，在收集器中得到了均匀细小的奶粉颗粒。
2.2 工艺流程:奶粉低温喷雾干燥技术的工艺流程主要包括以下几个步骤:- 液态奶的准备：将新鲜牛奶通过过滤、脱脂等处理方法得到液态奶。
中药制药新技术喷雾干燥技术(实验室小型喷雾干燥机)
中药制药新技术喷雾干燥技术（试验室小型喷雾干燥机）干燥在制药生产中占有紧要地位。
近年来有很多适合中药生产的干燥技术和设备问世喷雾干燥是干燥技术（试验室小型喷雾干燥机）中较为的方法之一,由于其干燥效率高,对有效成分破坏少,浸膏粉溶解性好又适合工业化大生产,已越来越多地被利用于中药提取液的干燥以及新产品的开发。
目前已有利用此技术制备微囊、应用PVA进行薄膜包衣等新工艺的讨论报道。
因此,喷雾干燥技术在中药生产以及新剂型的开发上起着愈来愈紧要的作用。
1 基本原理、设备及流程喷雾干燥是流化技术用于液态物料干燥的一种较好的方法。
其基本原理是利用雾化器将yi定浓度的液态物料,喷射成雾状液滴,落于yi定流速的热气流中,使之快速干燥,获得粉状或颗粒状制品。
其特点是:瞬间干燥,适用于热敏性物料；产品质量好,保持原来的色香味,且易溶解；可依据需要调整和掌控产品的粗细度和含水量等质量指标；制剂体积小；有利于制剂卫生。
喷雾干燥设备一般由干燥室、喷头、空气滤过器、预热器、气粉分别室、收集桶、鼓风机构成。
喷雾器是喷雾干燥设备的关键部分,它影响到产品的质量和能量消耗。
常用试验室小型喷雾干燥机有三种类型:压力式小型喷雾干燥机、气流式小型喷雾干燥机、离心式小型喷雾干燥机。
压力式小型喷雾干燥机应用较多,它适用于粘性药液,动力消耗Z小。
气流式喷雾器结构简单,适用于任何粘度或稍带固体的药液。
离心式喷雾器适用于高粘度或带固体颗粒料液的干燥,但造价较高。
另外还有流动造粒干燥机、喷粉塔以及适用于教学和科研的自动间歇喷雾干燥机等。
喷雾干燥简单工艺流程为:药材提取浓缩喷雾收集药粉。
实在操作过程（压力式喷雾干燥）如下:中药饮片置提取罐内蒸汽加热浸出数次,浸出液通过真空抽滤管抽入减压浓缩罐内,浓缩至yi定浓度,药物由导管经流量计至喷头下,进入喷头的压缩空气（39123104～49104104Pa）,将药液自喷头经涡流器利用离心力增速成雾滴喷入干燥室,再与热气流混合进行热交换后很快即被干燥。
食品干燥技术之喷雾干燥
食品干燥技术之喷雾干燥喷雾干燥是以单一工序将溶液、乳浊液、悬浮液或糊状物料加工成粉状、颗粒状干制品的一种干燥方法。
它将液体通过雾化器的作用，喷洒成极细的雾状液滴，并依靠干燥介质(热空气、烟道气或惰性气体)与雾滴的均匀混合，并进行能量交换，使水分(或溶剂)汽化的过程。
(一)特点1.干燥温度较低虽然采用较高温度的干燥介质，但液滴有大量水分存在时，它的干燥温度一般不超过热空气的湿球温度。
对奶粉干燥，约为50～60℃。
因此，非常适宜于热敏性物料的干燥，能保持产品的营养、色泽和香味。
2.干燥速度快、时间短由于料液被雾化成几十微米大小的液滴，所以液体的比表面积很大。
例如，若以平均直径50℃计，则每升牛奶可分散成146亿个微小雾滴，其总表面积达5400m2，有这样大的表面积与高温热介质接触，使所进行的热交换和质交换非常迅速，一般只需几秒到几十秒钟就干燥完毕，具有瞬间干燥的特点。
3.制品有良好的溶解性和分散性根据工艺要求选用适当的雾化器，可使产品制成粉末或空气球。
因此，制品的疏松性、分散性好，不需粉碎也可在水中迅速溶解。
4.产品纯度高由于干燥是在密闭的容器中进行的，杂质不会混入产品中。
5.可连续化生产干燥后的产品经连续排料，在后处理上结合冷却器和气力输送，组成连续生产作业，实现自动化大规模生产。
6.生产过程简单操作控制方便即使含水量达90％的料液，不经浓缩同样也能一次获得均匀的干燥产品。
大部分产品干燥后不需粉碎和筛选，简化了生产工艺流程。
而且，对于产品粒度和含水量等质量指标，可通过改变操作条件进行调整，且控制管理都很方便。
(二)雾化形式及其机制我国常用的雾化形式有三种：气流喷嘴式雾化、压力式喷嘴雾化、旋转式雾化。
1.气流喷嘴式雾化是利用高速气流对液膜的摩擦分裂作用把液体雾化。
即将压缩空气(或水蒸气)高速从喷嘴中喷出，因食品料液流出速度并不大，所以气流与液7舶第八篇食品加工与烹饪流之间就存在相当大的相对速度，由此所产生的摩擦使料液被拉成很细的长丝。
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图5-16所示为喷雾干燥链霉素用的喷嘴，气体经旋 转叶片后旋转喷出，其喷雾炬比较短。 图5-17所示为实验室用的气流式喷嘴。
图5-18所示为雾化糊状物或滤饼的喷嘴及输料系统。
图5-20所示
是一个特殊结构 的雾化器，它 是利用高温气 流将料液雾化。 进料管设置夹 套，用水或空 气冷却。从扩 散器的周围吹 入空气或烟道 气。
(2) 二流体外混合喷嘴
指气一液两相在喷嘴出口外部接触、混合，液体被雾化为小 雾滴。其结构如图5-10所示，此种结构是气体和液体喷嘴出 口在同一水平面上。图5-13所示为液体喷嘴高出气体喷嘴 1～2mm，此处接近气体流的缩径，气体速度最大，静压最 小(一般情况，此处为负压，其值大小决定于气体喷射速度)， 使液体获得较大的吸力。
(3) 三流式喷嘴 也称三流体喷嘴，有三个
流体通道，即一个液体通 道，两个气体通道。
当某种高黏度料液,二流 体喷嘴不能雾化时，采用 三流式喷嘴就有可能使料 液雾化。
如图5-23所示。物料在第 一混合室与一次气体接触， 初步被雾化，雾化后的雾 滴再进入第二混合室，与 二次气体接触，被第二次 雾化。
(1) 操作原理
现以二流式喷嘴为例说明其 操作原理。如图所示：
料液 走中心管，液体流出的速 度不大(一般不超过2m/s)；
压缩空气 经气体分布器后从环 隙喷出，速度很高，一般为 200～340m/s，也可以达到 超声速；
当气-液 二流体在喷嘴出口端 面接触时，之间存在着很大 的相对速度，从而产生相当 大的摩擦力，使料液雾化。
②喷嘴的结构 有的喷嘴出口壁太厚，约4～5mm，影响气
3.2 雾化器
前已指出，雾化器是喷雾干燥装置的关键部件，常 用的雾化器有气流式、压力式和旋转式。
3.2.1气流式雾化器 3.2.1.1 气流式雾化器的操作原理 气流式雾化器通常称气流式喷嘴，是实验室和中间
工厂常用的一种形式。 气流式喷嘴主要用于雾化高黏度料液。流化床喷雾
造粒干燥中，主要用气流喷嘴雾化料液，如尿素、药 品等。
如二者不同心时，雾化角就偏离中心线而不对称， 有时出现液线，这时喷雾锥包含部分大雾滴，这是 由于雾化空气分配不均匀的缘故。
当气-液两相的相对速度足够大时，一个正常的雾化 状态应是一个充满空气的锥形薄膜，薄膜不断地膨 胀扩大，然后分裂成极细雾滴。如下表所示。
薄膜的残余周边则分裂为较大的雾滴。
(3)气流式喷嘴的优点
在气－液质量比相同的条件下，液体喷嘴内径越大（以不产 生液体脉冲现象为极限），雾滴越细。若雾滴大小保持一定， 则液体喷嘴内径越大，越省压缩空气。 大喷嘴另一个突出优点是不易被料块或杂质堵塞。小喷嘴(喷 嘴直径3～5mm)由于经常堵塞，给操作者带来许多麻烦，并 影响产品质量及产量。目前采用的喷嘴内径可达二十多毫米， 只用粗过滤即可，几乎不存在堵塞问题，操作比较稳定。因 此，设计工业用喷嘴时，采用大直径为宜。
(3) 三流式喷嘴 图5-25所示为先内混合
而后外混,内混、外混结 合式三流式喷嘴原理示 意图。
物料在内混合室被一次 空气雾化，当气－液混 合物离开混合室出口时， 又被二次气体雾化，二 次气体是旋转的。
此型是国内应用较多的 一种形式。
图5-27所示为先内混后外混的三流式喷嘴结构。
(4) 四流式喷嘴
喷雾用 压缩空气压力一般为 0.3～0.7MPa。
(2) 雾化机理
气流式喷嘴的雾化机理有三种类 型：滴状、丝状和膜状分裂。
在一般情况下，气流式喷嘴属膜 状雾化，这种膜的形成方式如图 5-11所示。
当雾滴群离开喷嘴时，其形状是 一个被空气心充满的锥形薄膜， 因而也称空心锥喷雾。
空心锥的锥角θ，一般称为喷雾 角或雾化角（20-30°）。此锥 形薄膜雾滴群称为雾炬或喷雾锥。
(4)气流式喷嘴的主要缺点
用于雾化的压缩空气的动力消耗较大，约为压力式及旋转式 雾化器的5～8倍。
3.2.1.2 气流式喷嘴的结构
(1) 二流体内混合喷嘴
指气一液两相在喷嘴内部的混合室接触转运动进入混合室， 雾化后的雾滴群从喷出口3高速喷出。实践证明，旋转的气 体与液体接触有利于雾化。
雾化机理和喷雾角有关。一般来说，膜状分裂时的 喷雾角要比单纯丝状分裂大一些。喷雾角取决于气 液间的相对速度、喷嘴结构及物料性质。
当液体流量很小时，喷雾角与气流速度无关。当气 流速度超过300m/s时，喷雾角则与液体流量无关。 一般而言，气流式喷嘴的喷雾角通常为20～30°。
液体喷嘴与气体喷嘴的环形通道必须是同心的。若 喷嘴结构设计正确时，雾滴应均匀地分布在喷雾锥 中，喷雾锥是对称的。
它特别适用于高粘度 物料的雾化。
料液被旋转喷出的一次 压缩空气初次雾化，形 成气－雾混合物，此混 合物在出口处又被干燥 热风及旋转喷出二次压 缩空气雾化一次，此混 合物受两面摩擦，雾化 效果较好。
热风的引用还有利于 干燥。
(5) 喷嘴的设计、制造及操作应注意的问题
①用于工业生产的气流式喷嘴，液体出口管径（内径）应尽 量大一些，这样能增加气－液接触周边，使液膜变薄，更有 利于雾化。
内混合与外混合的雾化原理是相同的。它们的主要区别有两点： ①内混合喷嘴要求在气一液接触的平面处，气体必须保持足够大 的速度，以形成负压，将液体吸人，否则液体要加压输入； ②和外混合比，内混合能较好地利用气体能量来雾化液体。
下面介绍一些实际使用的二流体喷嘴结构类型， 供设计、研究及实验者参考。
图5-14所示为用螺纹直接连接而固定的用于干燥 活性黄K-6G的喷嘴，这种喷嘴，因经常拆卸，螺 纹变松而偏心。
①喷嘴结构简单，磨损小；
②对低黏度或高黏度料液(包括膏状物、糊状物及滤饼等)均 可雾化，因此，适用范围很广； ③操作压力低，不需要高压泵； ④此种喷嘴所得雾滴较细，可以获得滴径约为5～ 30μm； ⑤气流式喷嘴操作弹性大，即处理量有一定的伸缩性，调节 气液比也可控制雾滴大小，因而也就控制了产品粒度。