目前常規噴霧干燥塔為上進風下排風的順流干燥系統,且存在熱風停留時間短,浪費能源及難以制備無塵顆粒物料的缺點。傳統噴霧干燥系統只能滿足對于大多數干燥物料粒徑分布要求不高的物料的干燥,其粒徑分布廣而且還有粉塵混于一體。但對于一些希望得到干燥物料的粒徑分布比較均一,又不希望物料中混有較多比例粉塵的干燥物料而言,傳統的上進風下排風的噴霧干燥系統就難以滿足要求。
隨著化工行業的發展,用戶對于顆粒狀產品的需求也日益增加,其要求也將相應提高。在食品加工領域,消費者對于食品的口感、品質和營養保留度關注度不斷提升。隨著全球人口增長和老齡化加劇,人們對藥品的需求不斷增加,推動了醫藥制造業對
噴霧干燥機的要求提升。隨著環保法規的日益嚴格,企業對生產過程中的環保要求也越來越高??蛻魧婌F干燥機的能耗、效率及尾氣中粉塵含量等技術要求
也越來越高,只有符合標準的新技術新設備,才能在市場競爭中占據優勢 。
與時俱進,持續創新。憑借豐富的工業經驗和深厚的技術積累,江蘇龍鑫在研發上大量投入,多年潛心研制,終于成功開發了DPG型多級流化造粒噴霧干燥機,并申請專 利202422015805.5。此新技術結合了流化床干燥技術和噴霧干燥技術,使顆粒形狀和尺寸易于控制。多級流化造粒噴霧干燥機改進了內置流化床結構,優化分布板設計、增加流化氣速調節范圍,提高物料流化效果和顆粒生長效率,使顆粒粒度分布更均勻、球形度更高、流動性和溶解性更好,滿足不同行業對顆粒質量的嚴格要求,拓展其在gao端產品制造領域的應用。而且通過對設備結構的優化,如改進干燥室的形狀和尺寸、優化熱風分配系統等,以及新型霧化器的研發和應用,使熱空氣與物料充分均勻接觸,加快干燥速度,提高生產效率,從而能夠更好地滿足市場對大規模生產的需求。未來多級流化造粒噴霧干燥機可能會集成更多的功能,如在線檢測、自動清洗、智能控制等,實現設備的自動化、智能化運行,提高生產過程的穩定性和可靠性,降低人工成本和操作失誤率,提升企業的生產管理水平和競爭力。
多級流化造粒噴霧干燥機 工藝流程
多級流化造粒噴霧干燥機取消了傳統的上進風下排風的順流干燥系統,變成了上進風且上排風的混合流干燥形式。新系統在噴霧干燥塔內設計了內置流化床,及細粉返回塔內進行附聚造粒的全新設計,其中細粉返回塔設計中既可將細粉送至塔上進行附聚造粒,也可將細粉返入塔下部,在塔下部與塔下部特殊設計的高壓噴嘴噴出的霧滴進行碰撞附聚造粒。
(1) 原料預處理:將要干燥的原料進行混合、溶解、調和等預處理工作,使其成為適合噴霧的液態物料,并通過管道輸送到干燥機的供料系統中。
(2) 加熱空氣:空氣經過加熱器加熱后,變成具有一定溫度的熱風。加熱后的熱風進入噴霧塔熱風分配系統和流化床底部與物料接觸,使物料呈流態化,為后續的干燥和造粒過程提供必要的熱量和氣流環境。
(3) 料漿霧化:供料系統中的液態物料通過隔膜泵等設備以一定壓力從噴嘴壓入干燥塔。壓力能轉換為動能,使料漿由下向上從噴嘴噴出,形成一層高速的液膜,液膜隨即分裂為細小的液滴。霧化產生的液滴尺寸與壓力成反比,而噴嘴的生產能力與壓力的平方成正比。
(4) 霧粒干燥成球:霧化后的霧粒與熱空氣以混合流的方式在干燥塔內工作。熱空氣通過頂蓋上的熱空氣分配器進入塔內,產生一股向下的流線空氣氣流,霧滴則由下向上噴入熱空氣流。由于霧滴具有很大的表面積,其中的水分在熱風作用下迅速蒸發干燥,霧滴因表面張力作用而形成球形,zui終收縮形成干燥的球形顆粒粉料。形成的球形顆粒粉料在干燥塔內逐漸沉降,與熱空氣分離。
(5) 流化造粒:從流化床內隨熱氣流飛揚上浮的細粉與下落的濕固體細粉在霧化造粒區相互接觸,通過涂布、粘結等作用使顆粒逐漸長大。母液或粘結劑也可由壓力泵等造壓設備分別送到霧化噴嘴,霧化后涂布于流化顆粒表面或使顆粒相互粘結,經不斷地流化、涂布、干燥,顆粒進一步長大至所需的粒度。
(6) 顆粒排出與收集:達到所要求粒度的顆粒從流化床出料口排出,進入成品收集裝置。而較細的顆粒料與干燥空氣一起由與漏斗形上部相連的抽風機抽取進入除塵系統。
(7) 除塵與尾氣處理:除塵系統由高效旋風分離器、布袋除塵器、離心風機等組成。抽風機將含細顆粒的空氣送入高效旋風分離器,經過有效分離,較細顆粒料進入分離器底部的收集筒回收。所剩的含有極少量微細顆粒料的廢氣再由離心風機吸入布袋除塵器進行再次除塵收集,實現廢氣的無害化處理,zui后的廢氣從煙囪排出。
(8) 系統監測與控制:電器控制柜以及安裝于進風口和出料口監測溫度的現場傳感器等組成的電器系統,會對整個干燥機的各個主要環節進行監測和控制,包括溫度、壓力、風速、物料流量等參數,以保證整個設備的正常運行,并確保產品質量穩定。
多級流化造粒噴霧干燥機 PID圖
多級流化造粒噴霧干燥機 性能優勢
(1) 產品質量方面
顆粒形態好:能夠生產出粒度均勻、球形度高的顆粒,顆粒的流動性、溶解性和分散性良好,這使得產品在使用過程中能夠更好地發揮其性能,例如在食品、藥品等領域,良好的溶解性和分散性可以提高產品的口感和吸收效果。
產品純度高:干燥過程中,物料中的水分迅速蒸發,雜質等難以在短時間內隨水分一同去除,因此得到的產品純度相對較高,有利于提高產品的質量和穩定性,滿足各行業對高品質產品的要求。
(2) 生產過程方面
干燥速度快:料液經霧化后形成大量細小的霧滴,表面積大大增加,與熱空氣接觸時,水分能夠在極短的時間內迅速蒸發,一般僅需十幾秒到數十秒鐘即可完成干燥,大大提高了生產效率,特別適用于熱敏性物料的干燥,能夠有效減少熱敏性物質在高溫下的變質和分解,更好地保留物料的活性成分和營養成分。
連續化生產:設備運行穩定,易于實現自動化操作,可進行連續化大規模工業生產,通過調整噴嘴類型、壓力、流量等參數以及干燥溫度、風速等操作條件,能夠精que控制生產過程和產品質量,保證產品質量的一致性和穩定性,降低人工成本和勞動強度,提高生產效率和經濟效益。
一步法造粒:將干燥和造粒兩個過程合二為一,直接將液態物料轉化為顆粒狀產品,無需后續的粉碎、篩選等工序,簡化了生產流程,減少了生產設備的占地面積和投資成本,同時也避免了在粉碎、篩選等過程中可能產生的粉塵污染和物料損失,提高了生產的安全性和環保性。
(3) 物料適應性方面
適用物料廣泛:可用于溶液、懸浮液、乳濁液等多種形態的物料干燥造粒,對不同性質的物料,如熱敏性物料、高粘度物料、吸濕性強的物料等均有良好的適應性,能夠滿足化工、食品、制藥、陶瓷等多個行業的生產需求。
可處理高濕含量物料:能夠連續處理高濕含量的產品,對于一些初始水分含量較高的物料,無需進行預干燥處理,可直接進行噴霧干燥造粒,進一步簡化了生產工藝,降低了生產成本。
(4) 能源利用及環保方面
能源利用率高:干燥過程在較低的排風溫度下完成,相比其他干燥方式,能夠有效減少熱量的散失,提高能源的利用效率,降低能源消耗和生產成本。
尾氣粉塵含量低:設備配備了有效的除塵系統,如旋風分離器、布袋除塵器等,能夠將尾氣中的粉塵充分分離和收集,使尾氣中的粉塵含量極低,一般能符合排放標準,減少了對環境的污染,實現了清潔生產。
(5) 操作維護方面
操作簡單:設備的操作相對簡單,易于掌握,通過彩色大液晶觸摸屏等操作界面,可實現全自動控制和手動控制相結合,方便用戶根據生產需求進行靈活調整,同時,設備的運行狀態可以通過相應的儀表設備進行實時監控和調整,確保生產過程的穩定。
維護方便:設備的結構設計合理,主要部件易于拆卸和清洗,便于日常的維護和保養,降低了設備的維修成本和停機時間,延長了設備的使用壽命。
多級流化造粒噴霧干燥機 應用領域
(1) 食品行業
乳制品:可用于奶粉、乳清粉等的生產,將牛奶等原料經過預處理后進行噴霧干燥,得到易于保存和運輸的粉狀產品,且能較好地保留其營養成分。
調味品:如雞精、味精、食鹽等的造粒干燥,使調味品具有良好的流動性和溶解性,方便使用。
飲料:可用于咖啡、茶、果汁等飲料的干燥制粒,制成速溶飲品,滿足消費者對便捷性的需求。
食品添加劑:例如山梨酸鉀、果膠、維生素等食品添加劑的干燥成型,能保證產品的質量和穩定性,便于在食品生產中添加使用。
(2) 化工行業
催化劑:用于制備各種催化劑,如聚合催化劑、石油化工催化劑等,通過控制干燥和造粒過程,可得到粒度均勻、活性高的催化劑產品,有利于提高催化反應的效率和選擇性。
染料:如分散染料、活性染料等的干燥造粒,使染料具有良好的分散性和溶解性,提高染色效果。
無機鹽:硫酸鋅、碳酸鈣、硫酸鉀等無機鹽的生產,可將其溶液或懸浮液進行噴霧干燥,得到符合要求的粉狀或顆粒狀產品。
有機化學品:像有機催化劑、白炭黑、偏硅酸鈉、氟化鉀等有機化學品的干燥成型,有助于提高產品的質量和性能,滿足不同的工業應用需求。
(3) 制藥行業
西藥制劑:可用于抗生素、維生素、解熱鎮痛藥等藥物的顆粒制備,使藥物具有良好的流動性和溶解性,便于制劑加工和患者服用。
中藥制劑:對于中藥浸膏等的干燥制粒,解決了中藥提取物粘性大、不易干燥成型的問題,制成的顆粒劑便于儲存、運輸和服用。
(4) 陶瓷行業
陶瓷原料:可將氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈦等陶瓷原料的漿料進行噴霧干燥造粒,得到粒度均勻、流動性好的陶瓷顆粒,有利于提高陶瓷制品的成型質量和性能。
(5) 環保領域
污水處理:可用于處理污水中的污泥,將污泥進行干燥固化,減少污泥的體積和重量,便于后續的處理和處置。
廢氣處理:在廢氣處理中,可用于制備吸附劑、催化劑等材料,用于吸附和分解廢氣中的污染物,實現廢氣的凈化。
(6) 其他領域
聚合物:如 E-PVC、苯乙烯、UF、PF 樹脂等聚合物的干燥造粒,可改善聚合物的加工性能和產品質量。
磁性材料:用于磁性材料的干燥成型,保證磁性材料的性能和質量。
電子材料:一些電子材料的制備過程中,需要對原料進行干燥和造粒,以滿足電子元器件的生產要求 。
多級流化造粒噴霧干燥機 技術改進
(1) 優化熱風系統
提高進風溫度:在出塔溫度恒定的情況下,適當提高熱風的進塔溫度,能夠增加帶入的總熱量,使單位質量的熱風傳遞給物料的熱量增多,從而在生產能力不變時,減少所需的熱風風量,降低噴霧干燥機制粉的熱量消耗,提高熱風的利用率及熱效率。但需注意進塔熱風溫度不可過高,一般不超過600℃,以免燒壞塔頂分風器等設備。
降低出風溫度:在進塔熱風溫度一定時,降低熱風出塔溫度,可增大進出塔溫差,使熱風傳遞給物料用于干燥的熱能增加,進而提高熱風利用率。不過,排風溫度也不能過低,通常低于75℃時,粉料會因太濕而影響正常干燥。
余熱回收利用:安裝余熱回收裝置,對出塔的熱風(廢氣)進行回收利用。例如,可將尾氣中的熱能用于預熱進入干燥機的空氣或物料,減少能源浪費,提高能源的綜合利用率 。常見的余熱回收設備有熱交換器、熱管換熱器等,通過熱傳遞的方式,使冷空氣或物料吸收尾氣中的熱量,達到節能的目的。
(2) 改進設備結構
優化干燥室設計:通過調整干燥室的形狀、尺寸和內部結構,改善熱空氣在干燥室內的流動分布,減少氣流死角,使物料與熱空氣能夠更充分、更均勻地接觸,加快干燥速度,提高干燥效率,從而降低能耗。例如,采用新型的導流裝置、優化干燥室的高徑比等方法,可使熱空氣在干燥室內形成更合理的流場。
提升霧化器性能:研發和應用更高效、更精準的霧化器,能夠產生更均勻、更小粒徑的霧滴,增大物料與熱空氣的接觸面積,使水分蒸發更快,縮短干燥時間,進而降低能源消耗。如采用新型的離心霧化器或壓力霧化器,提高霧化效果和質量,有助于提升干燥機的整體節能水平。
(3) 設備性能提升
增強顆粒質量控制:進一步改進內置流化床結構,優化分布板設計、增加流化氣速調節范圍,提高物料流化效果和顆粒生長效率,使顆粒粒度分布更均勻、球形度更高、流動性和溶解性更好,滿足不同行業對顆粒質量的嚴格要求。
擴大處理物料范圍:對設備的材質、結構及工藝參數進行調整,使其能夠更好地適應高粘度、熱敏性、易團聚等特殊物料的干燥和造粒需求,拓展在更多領域和行業的應用。
(4) 節能與環保優化
節能設計:采用高效換熱器、余熱回收利用技術等,如在干燥機出口設置熱交換器,回收尾氣中的余熱用于預熱進入干燥機的空氣或物料,降低能源消耗,提高能源利用率 。
尾氣處理升級:配備更先進的尾氣處理裝置,如高效旋風分離器、布袋除塵器、濕式洗滌器等組合使用,進一步降低尾氣中的粉塵含量,使其更符合嚴格的環保排放標準。還可研發新的尾氣凈化技術,減少揮發性有機物等污染物的排放。
(5) 智能化控制發展
自動化程度提高:結合先進的傳感器技術、自動化控制技術和計算機技術,實現對干燥過程中關鍵參數的實時精que監測和自動調節,如物料流量、溫度、濕度、霧化壓力等,確保干燥過程穩定、產品質量一致,降低人工操作強度和失誤率 。
遠程監控與數據分析:配備遠程監控系統,使操作人員可通過網絡遠程監控設備運行狀態、參數設置和故障報警等信息,及時進行調整和處理。同時,利用大數據分析技術對生產數據進行深度挖掘和分析,為優化生產工藝、提高生產效率和產品質量提供依據。
(6) 設備小型化與集成化
小型化設計:針對一些中小企業或實驗室的需求,研發體積更小、結構更緊湊的多級流化造粒噴霧干燥機,在保證性能的前提下,減少設備占地面積和空間占用,降低設備投資和運行成本 。
集成化系統:將多級流化造粒噴霧干燥機與其他相關設備或工藝進行集成,如與物料預處理系統、粉碎系統、篩分系統等組合成一體化的生產線,實現物料從進料到成品出料的連續自動化生產,提高生產效率和產品質量穩定性,減少中間環節的物料損耗和污染風險。
(7) 定制化服務深化
個性化設計:根據不同客戶的特定需求,提供定制化的設備設計和制造服務,如針對不同物料特性、處理量、產品粒度要求等,設計出zui適合客戶生產工藝的干燥機結構、尺寸和配置,滿足客戶的個性化需求。
全方位服務:除設備制造外,還提供包括安裝調試、操作培訓、售后服務、技術支持等在內的全方位服務,幫助客戶更好地使用和維護設備,確保設備長期穩定運行,提高客戶滿意度和忠誠度。
多級流化造粒噴霧干燥機 工藝流程圖1——混流低溫寬體噴干塔
多級流化造粒噴霧干燥機 工藝流程圖2——順流高壓噴干塔