喷雾干燥机以 “液态物料雾化成小液滴,与热风快速换热干燥” 为核心,适用于溶液、乳液、悬浮液等液态物料(如牛奶、果汁),能在几分钟内将液态物料转化为粉末状成品,干燥过程围绕 “物料雾化 - 热风换热 - 气固分离 - 成品收集” 四步展开,具体如下:
一、物料雾化:将液态物料转化为微小液滴
待干燥的液态物料(固含量通常 10%-40%)经进料泵(如螺杆泵、离心泵)输送至干燥塔顶部的雾化器,雾化器是关键部件,其作用是将物料破碎为直径 5-50μm 的微小液滴,增大物料与热风的接触面积,为快速干燥奠定基础。常见雾化方式有三类:压力式雾化:物料在 3-20MPa 高压下通过喷嘴,形成锥形或柱状液滴,适合高粘度物料(如番茄酱);
离心式雾化:物料甩至高速旋转(转速 5000-20000r/min)的雾化盘,在离心力作用下形成环形液膜并破碎为液滴,适合低粘度物料(如牛奶);
气流式雾化:压缩空气(压力 0.2-0.5MPa)与物料在喷嘴内混合,高速气流将物料撕裂为液滴,适合热敏性物料(如生物制剂)。
二、热风换热:液滴与热风快速传热干燥
雾化后的液滴从干燥塔顶部下落,同时,热风炉(以然气、电为热源)将空气加热至 120-250℃(热敏性物料控制在 120-180℃),经热风分布器(如蜗壳式、均流板)均匀导入干燥塔内,形成与液滴逆向或并向的气流。液滴与高温热风充分接触,瞬间完成传热与传质过程:液滴表面水分快速蒸发,吸收热量,热风温度降低(出口温度通常 60-100℃),液滴则在下落过程中逐渐干燥为粉末状颗粒,整个干燥过程仅需 5-30 秒,能大程度保留物料活性成分(如维生素、酶制剂)。
三、气固分离:分离干燥后的粉末与尾气
干燥后的粉末随热风一同进入气固分离系统,该系统通常由两级分离设备组成:
旋风分离器:利用离心力作用,将 80%-95% 的粗颗粒粉末分离出来,这些粉末通过底部卸料阀落入成品仓,旋风分离器的分离效率取决于颗粒粒径(粒径>10μm 的颗粒分离效果佳);
布袋除尘器:剩余含细粉(粒径<10μm)的尾气进入布袋除尘器,滤袋(材质多为聚四氟乙烯、玻璃纤维)截留细粉,粉尘除率超 99.8%,避免细粉随尾气排放造成浪费或污染。