喷雾干燥技术综合研究报告
1 概述
1.1 喷雾干燥的工艺原理与流程
工艺原理：喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热气体（空气、氮气或过热水蒸气）干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。喷雾干燥的原料液可以是溶液、乳浊液、悬浮液，也可以是熔融液或膏糊液。干燥产品根据需要可制成粉状、颗粒状、空心球或团粒状。液体的雾化将料液分散为雾滴的雾化器是喷雾干燥的关键部件。 流程：喷雾干燥分三阶段：料液雾化液滴；雾滴和空气接触、混合及流动即进行干燥；干燥产品和空气分离。
1.2 喷雾干燥常见的雾化形式
气流喷嘴式雾化、压力式喷嘴雾化、旋转式雾化。
气流喷嘴式雾化是利用压缩空气 ( 或水蒸气)以高速从喷嘴喷出, 借助于空气 ( 或蒸汽) 、料
液两相间相对速度的不同产生的摩擦力, 把料液分散成雾滴。 压力式喷嘴雾化是利用压力泵将料液从喷嘴孔内高压喷出, 将压力能转化为动能, 与干燥介质接触分散成雾滴。旋转式雾化是指料液经高速旋转的盘或轮, 在离心力作用下, 从盘或轮边缘甩出, 与周围介质接触形成料雾。
1.3 喷雾干燥的特点
1.）干燥速度快。料液经喷雾后，表面积大大增加，在高温气流中，瞬间就可蒸发95%-98%的水份，完成干燥时间仅需数秒钟。
2）采用并流型喷雾干燥形式能使液滴与热风同方向流动，虽然热风的温度较高，但由于热风进入干燥室内立即与喷雾液滴接触，室内温度急降，而物料的湿球温度基本不变，因此也适宜于热敏性物料干燥。 玻璃助剂3）使用范围广。根据物料的特性，可以用于热风干燥、离心造粒和冷风造粒，大多特性差异很大的产品都能用此机生产。
4）整个操作密闭性，适用于洁净生产区域。由于喷雾干燥操作在密闭的塔内进行，避免了
交叉污染和粉尘飞扬，适合于制药工业中原料药生产，特别是无菌原料药的生产。
5）由于干燥过程是在瞬间完成的，产成品的颗粒基本上能保持液滴近似的球状，产品具有良好的分散性，流动性和溶解性。
6）生产过程简化，操作控制方便。喷雾干燥通常用于固含量60%以下的溶液，干燥后，不需要再进行粉碎和筛选，减少了生产工序，简化了生产工艺。对于产品的粒径、松密度、水份，在一定范围内，可改变操作条件进行调整，控制、管理都很方便。
2 喷雾干燥的应用实例
2.1牛初乳低温喷雾干燥技术研究
2.1.1 实验材料与设备
实验材料：母牛产犊后3天内的乳汁，含有丰富的营养物质和大量的免疫因子生长因子，具有免疫调节、促进生长发育、抑制病菌等一系列功能。
实验设备:
2.1.2 试验方法与结果分析
喷雾干燥过程可以分为几个阶段：首先将料液雾化成雾滴；雾滴和干燥介质接触、混合及流动；最终形成颗粒产品。
（1）料液雾化成雾滴阶段。
料液的雾化关键是根据料液性质的不同，最大限度地增加其分散度，由于初乳的黏性大，酸度和相对密度均常于平常乳，因此使用范围广的气流式喷嘴，结构简单、磨损小，且调节气液比可控制雾滴大小，从而控制了成品粒度。雾滴离开喷嘴时的形状是一个被空气充满的锥形薄膜，即空心锥。
（2）雾滴的混合、流动和干燥阶段。
雾滴根据干燥速度的高低可以把喷雾干燥的整个过程分为：加速阶段、恒速阶段、降速阶段。 喷雾干燥刚开始时，物料的干燥速度在很短的时间内升至最大，此时常温料液被雾化后，其温度很快被周围的热空气加温到干燥空气的湿球温度，雾滴的温度高于料液的玻璃化转变温度，所以雾滴表面仍然保持液态；在料液干燥的恒速干燥阶段：此时雾滴的表面温度保持干燥空气的湿球温度，雾滴内部水分的迁移和表面水分足以维持蒸发，但是雾滴的实际含水量在不断的减少，雾滴的玻璃化转变温度在逐渐提高，空气不断把热量传递给雾滴，因此空气的温度逐渐降低，当雾滴表面开始固化时，标志着恒速干燥阶段的结束、降速阶段的开始。在料液干燥的降速干燥阶段：此时雾滴表面仍在蒸发水分，干燥空气给予的热量已足以满足表面水分和内部迁移的水分蒸发所需的热量，所以雾滴表面不仅开始
固化，而且逐步固化的颗粒的温度开始逐渐上升照明母线。直至超过颗粒本身的温度，从而颗粒由表及里完成玻璃化转变，雾滴也从液体转变为玻璃体。
压缩空气喷嘴
（3）产品的形成阶段。
喷雾干燥过程中产品的形成集中于降速干燥阶段，并存在几种情况直接影响产品的质量：正常形成玻璃体后排出，产品质量最好；表面形成很硬的玻璃体，但内部仍有较高的水分，阻碍了内部水分的进一步外迁使得表皮崩裂；已经形成玻璃体未及时排出，重新加热使得颗粒进入黏流态，形成黏壁和结块。现浇箱梁施工
结论：
最终产品处于玻璃态是一种最为稳定的物理状态，因此，控制干燥过程中的玻璃化转变是控制最终产品质量的关键，而玻璃化转变温度与干燥介质的温度和湿含量有关。因为最终产品的温度会高于此时的玻璃化转变温度，高湿度的干燥介质不足以提供产品去湿的推动力，应在降速干燥阶段重新引入低温低湿的空气作为喷动流化床的干燥介质进行产品的干燥。
2.2 喷雾干燥生产枸杞粉
2.2.1 实验材料与设备
材料：
浓缩枸杞酱 食用级 新疆鸿锦枸杞实业有限公司
麦芽糊精 食用级 济南嘉裕化工有限公司
设备:
胶体磨 JTM-608 上海东华高压匀浆泵厂
纳米超高压均质机 NCJJ-0.1/100 通用机械有限公司
高速离心喷雾干燥机 OPD-8 上海大川原干燥设备有限公司
电子天平 AL204-1C 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司
手持糖量计 WYT-80 成都兴晨光光学仪器有限公司
2.2.2 试验方法与结果分析
羽绒睡袋1）工艺流程
浓缩枸杞酱→添加助干剂→调配→胶体磨→均质→喷雾干燥→枸杞粉
2）集粉率的测定
集粉率 = (集粉瓶中收集的粉质量/喷雾干燥前物料固形物的质量) ×100%
3)麦芽糊精添加量对集粉率的影响
按枸杞酱含量计算，设定麦芽糊精的添加量为 0%、20%、40%、60%、80%，研究
cielab其对集粉率的影响，得出最佳麦芽糊精的添加量。
4)β-环糊精添加量对集粉率的影响
按枸杞酱含量计算，设定 β-环糊精的添加量为 0%、5%、10%、15%、20%，研究其对集粉率的影响，得出最佳 β-环糊精的添加量。
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