喷雾干燥的基本原理

举例在实际操作中环境温度和湿度对水
份和进料量影响
条件：在主进风温度和排风温度不变的情况下
假设：环境温度：33c 湿度25% 计算得出进塔湿空气水份含量780kg/h
进料量7000kg/h 固含量 50% 计算得出进塔含湿量3500kg/h
共进塔4280kg/h水份
最终产品水份2.8%
如果1：湿度上升到30% 计算得出进塔湿空气水份含量940kg/h
喷雾干燥的优点
1： 瞬间干燥。干燥速度快，时间短。料液经雾化后，其表面积瞬间增 大若干倍，与热空气的接触面积增大，雾滴内部水份向外迁移的路径 大大缩短，提高了传热传质速率，干燥时间仅为5—35s左右就可蒸 发掉90%—95%的水份。
2：物料本身不承受高温。虽然喷雾干燥的热风温度比较高，但在接触 雾滴时大部分热量都用于水份的蒸发，所以排风温度并不高，绝大多 数操作排风温度都在80c—110c之间，物料温度也不会超过周围热空 气的湿球温度，对于一些热敏性物料也能保证其产品质量。
针对我们的设备和工艺，各因素对喷雾 干燥的影响
2：主进风温度和主排风温度对进料流量和产品水份的影响 a) 主排风温度上升，进料流量随之下降，产品水份降低。
主排风温度下降，进料流量随之上升，产品水份升高。
b) 主进风温度上升，主排风温度不变，进料流量随之上升，产品水份微升。 主进风温度下降，主排风温度不变，进料流量随之下降，产品水份微降。
喷雾干燥中两个关键过程是雾化和干燥
根据喷雾塔内气流与物料的流向，干燥类型可分为4种：逆流喷雾干 燥，顺流喷雾干燥，混流喷雾干燥和平行喷雾干燥。（我们用的是顺 流喷雾干燥）
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针对我们的设备和工艺，个因素对喷雾 干燥的影响
1：环境温度和湿度（相对湿度和绝对湿度） 可以利用专用的计算器来计算出我们环境空气中带有的水份。
关系：温度越高，水份越高 湿度越高，水份越高
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喷雾干燥流程
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喷雾干燥流程
Nozzle Cooling Air喷嘴冷却风
Air Heater 热风
Air Intake 进风口
排风温度，粉温和水份
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针对我们的设备和工艺，个因素对喷雾 干燥的影响
3: 物料密度对进料流量，产品水份和松密度的影响。
a) 物料密度上升，主排风温度不变，流量随之上升，产品水份上升， 松密度上升。
7:细粉复聚越多，产品水份上升，松密度上升。 细粉复聚越少，产品水份下降，松密度下降。
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喷雾干燥的基本原理
俞逸波
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Air Intake 进风口
Pressure Fan 风机
Concentrate 浓奶
Cooling
Fan 冷却风机
Cyclones 旋风分离器
Static
Fluid Bed
嵌入流化
SFB
床
Air
Air Fine Filters 空气过滤网
Vibro-Fluidizer Air System Vibro-流化床系统
Bag Filter – latter installation 袋式过滤器（将来）
Cyclones 旋风分离器
Suction Fan风机 Hot Air
for Cone 椎体热风
Big Bag
Vibro-Fluidizer 流化床
Sieve粉筛
Powder 奶粉
To Silo 去粉罐
Air for Fluidized Bottom
3：产品质量好。根据工艺要求选择适当的喷雾器，可使产品制成粉末 或空心球，因此制品有良好的分散性和溶解性。
4：生产过程简单，适宜于连续化生产。
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Fra Baidu bibliotek
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干燥塔部件
MSD 1000型 1000代表 整个干燥塔 1000x100kg 每小时 的换风量。 主要部件： • 供料系统 • 蒸汽加热器 • 空气分布系统 • 干燥塔 • 压力喷枪 • 震动流化床 • 旋风分离器 • 细粉回路系统
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干燥塔 进料系统
进料系统的组成 • 进料罐 • 浓奶预热器 • 双联过滤器 • 高压泵 • SDX V 压力喷枪
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b) 物料密度下降，主排风温度不变，流量随之下降，产品水份下降， 松密度下降。
c) 物料密度下降，主排风温度不变，主进风提高，流量不变，产品水 份不变，松密度下降。
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针对我们的设备和工艺，个因素对喷雾 干燥的影响
4:喷嘴尺寸越大，粉的颗粒越大，产品水份上升，松密度上升。 喷嘴尺寸越小，粉的颗粒越小，产品水份下降，松密度下降。
5: HPP压力上升，产品水份下降，松密度下降。 HPP压力下降，产品水份上升，松密度上升。
6:物料粘度越高，产品水份上升，松密度上升。 物料粘度越低，产品水份下降，松密度下降。
喷雾干燥中两个关键过程是雾化和干燥
雾化是由喷雾器完成，液滴的大小与分散均匀性是喷雾器性能的重 要指标。雾滴过大，干燥不彻底，产品容易结块。雾滴过小，产品 容易过热，而且分离回收困难。
目前雾化器有3种类型：压力式喷雾器，离心式喷雾器和气流式喷 雾器（我们用的是压力式喷雾器）
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喷雾干燥的原理
• 喷雾干燥技术特别适合于干燥初始水分高的物料，该技术在食品工业 中正发挥着越来越广泛的作用。
• 喷雾干燥是利用喷雾器的作用，将溶液，乳浊液，悬浮液或膏糊状物 料喷洒成极细的雾状液滴，在干燥介质中液滴迅速汽化，形成粉状或 颗粒状干制品的一种干燥方法。
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c) 主进风温度上升，主排风温度上升，进料流量不变，产品水份下降。 主进风温度下降，主排风温度下降，进料流量不变，产品水份上升。
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喷雾干燥的缺点
1：单位产品的热耗量大，介质消耗量大，设备的热效率低。
2：设备庞大。喷雾干燥是容积式干燥器，干燥强度低，所以需要干燥 器的体积庞大。
3：对分离设备要求高。干燥的过程是粉体漂浮在气体中，排风中带出 部分粉尘，对气固分离设备的要求比较高。
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进料量和 固含量 不变，共进塔水份升至4440kg/h
那么最终产品水份将上升。
如果2：湿度上升到30% 计算得出进塔湿空气水份含量940kg/h
固含量不变，要得到产品水份2.8%
那么流量将要降至6680kg/h(780+3500=940+3340)
注：环境温度的变化也可以用此方法
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