噴霧幹燥機常見問題其應用領域
時間：2020.01.20
噴霧幹燥機是一種可以同時完成幹燥和造粒的裝備，主要由漿料供應係統、霧化器、幹燥塔、熱風係統、廢氣排放和除塵係統、卸料及粉料輸送係統等組成。
一、噴霧幹燥工作原理
噴霧幹燥是利用霧化器將料液分散為細小的霧滴，並在熱幹燥介質匯總迅速蒸發溶劑形成幹粉的過程，一般噴霧幹燥分為四個階段：料液霧化；霧群與熱幹燥介質接觸混合；霧滴的蒸發幹燥；幹燥產品與幹燥介質分離。
原料液可以是溶液、乳濁液或懸浮液，也可以是熔融液或膏狀物等泵可以運輸的液體形式，產品是粉狀、顆粒狀，空心球或團粒狀。
二、常見的噴霧幹燥機
用噴霧幹燥器將稀料液（如含水量在75%-85%以上的溶液）噴成霧滴分散於熱氣流中，使水分迅速蒸發而得到固體產品，幹燥時間一般僅需數秒到數十秒。噴霧器是噴霧幹燥的關鍵部分，主要離心式，壓力式及氣流式噴霧器。
1、壓力噴霧幹燥機
通過2-20MPa的高壓將液料（經過過濾的液料）送入壓力式霧化器霧化成小液滴，經過霧化後的液滴（表麵積大大增加）與熱空氣充分接觸，在10-30秒內迅速完成幹燥過程，經分離得到粉體或細小顆粒的成品。
2、離心噴霧幹燥機
空氣通過過濾器和加熱器，進入離心噴霧幹燥器頂部的空氣分配器，熱空氣呈螺旋狀均勻進入幹燥器。料液由料液槽經過濾器由泵送至幹燥器頂部的離心霧化器，使料液噴成極小的霧狀液滴，料液和熱空氣並流接觸，水分迅速蒸發，在極短時間內幹燥成成品，成品由幹燥塔底部和旋風分離器排出，廢氣由風機排出。
3、氣流噴霧幹燥機
主要是將空氣或水蒸氣通過高速從噴嘴噴出，靠摩擦力使料液分離成細小霧滴，使其與熱空氣完全接觸來形成熱交換，整個過程不到半分鍾。對粘性較大的物料效果很好，是其他噴霧幹燥機無法比擬的，而且操作方便。
三、噴霧幹燥應用領域
在噴霧幹燥的100多年曆史中，初始於蛋粉，奶粉，洗滌劑，化妝品等少產品的生產，隨著研究的不斷深入，現已在多種工業超細粉體及納米粉體生產中廣泛應用，如化學工業裏的電池原料，白炭黑；陶瓷工業裏的氧化鋁；製藥領域的藥物幹燥造粒等。相比於非噴霧幹燥的方式，噴霧幹燥可有效的減少超細粉的團聚，經噴霧幹燥工序可製得球形度高，流動性好、細度高的顆粒以適應特定領域的要求。
四、一些相關領域的簡單介紹
1、噴霧幹燥用於特種陶瓷造粒
在陶瓷材料成型燒結之前素坯的成型對製品的性能有著直接影響，粉料的特性對素坯的均勻性及幹壓成型後的密度影響很大。噴霧造粒技術被廣泛用於製備特種陶瓷粉料。通常采用壓力噴霧對特陶粉體進行噴霧造粒處理，在合適的工藝條件下，製備出來的粉體化學均勻性好、細度高、流動性好，壓實密度高，可適用於特陶粉體的幹壓成型或等靜壓成型等成型工藝。
2、噴霧幹燥在鋰電正極材料磷酸鐵鋰的應用
鋰電池主要由正極材料、負極材料、電解質、隔膜組成。正極材料在成本及性能上都製約鋰離子電池的發展，因而正極材料的研究與開發是推動鋰離子電池技術更新的關鍵。目前國內正極材料主要有鈷酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰及三元材料。其中磷酸鐵鋰具有安全性好，循環壽命長，熱穩定性好，原材料來源廣泛，價格便宜的優點，但振實密度低和低溫導電性差。
磷酸鐵鋰/C正極材料的簡單製備過程：取LiOH和FePO4加入球磨罐加入純淨水，球磨之後加入一定量的碳源，球墨3h後取出漿料打入噴霧幹燥機中進行噴霧幹燥。在一定的進出口溫度下（進200-250℃，出口溫度＜100℃）進行噴霧幹燥。物料幹燥後放在氣氛爐先進行低溫煆燒2h，在高溫煆燒6h後得到LiFePO4/C正極材料。
實驗表明，噴霧幹燥步驟，賦予了燒結前的前驅體材料很好的球形度，粒徑在20-20微米。在噴霧幹燥條件下，材料的化學組分比較均勻。在煆燒時球形顆粒之間並沒有發生固相變化，LiFePO4/C的晶粒生產被限製在一個球形顆粒之間，因此可以得到小的LiFePO4/C晶粒，而細小的晶粒對LiFePO4/C的電性能有利。
3、噴霧幹燥用於白炭黑的幹燥
沉澱二氧化矽又叫白炭黑，表達式多寫為mSiO2·nH2O，是橡膠工業重要的補強原料，因其微觀結構和聚集形態和炭黑相似，並在橡膠中有相近的補強性能，故稱為白炭黑。白炭黑的生產方法有氣相法及沉澱法，氣相法產品純度高，性能好，但生產過程能源消耗大，技術難度大，成本高。
相比之下沉澱法製備白炭黑，技術成熟，操作簡單，成本優勢大。但在幹燥脫水過程中，超細顆粒易發生團聚，影響性能。研究表明，噴霧幹燥能夠得到顆粒分散均勻、比表麵積和吸油值都很高的白炭黑，符合推薦的吸油值和比表麵積的配合曲線 ，適用高性能輪胎的補強劑及彩色輪胎的補強劑。
4、噴霧幹燥在藥物製劑中的應用
幹燥在製藥生產中，特別是中藥製藥生產中具有重要地位。噴霧幹燥製備的藥劑有如下幾個特點：
（1）成品均勻度好：噴霧幹燥時，藥液是在不斷的攪拌下噴成霧化分散體，瞬間完成幹燥，因此均勻度較好。
（2）成品流動性好、疏鬆性、溶解度較好；噴霧幹燥時，水分迅速氣化，成品粒度小，流動性好，壓片平整；在分劑量包裝時，劑量更準確。與水接觸時，更易進去顆粒內部，更利於藥物溶解。
（3）簡化生產工藝：噴霧幹燥可使濃縮幹燥一步完成，此外幹燥時間也比較短，利於熱敏性藥物成品保持藥效。
（4）生產潔淨：采用密閉的噴霧環境，杜絕藥物被細菌汙染也減少粉塵汙染車間。
因此噴霧幹燥非常適合中藥製藥過程中的幹燥。中藥製品要求潔淨度高，因此會裝有多個空氣淨化器。藥材噴霧幹燥的簡單工藝流程：藥材→提取→濃縮→噴霧幹燥→收集藥粉。
以上就是關於噴霧幹燥機常見問題及其領域的簡單介紹，想要了解更多關於噴霧幹燥機的相關信息，請持續關注www.hiibook.com。
噴霧幹燥是利用霧化器將料液分散為細小的霧滴，並在熱幹燥介質匯總迅速蒸發溶劑形成幹粉的過程，一般噴霧幹燥分為四個階段：料液霧化；霧群與熱幹燥介質接觸混合；霧滴的蒸發幹燥；幹燥產品與幹燥介質分離。
原料液可以是溶液、乳濁液或懸浮液，也可以是熔融液或膏狀物等泵可以運輸的液體形式，產品是粉狀、顆粒狀，空心球或團粒狀。
二、常見的噴霧幹燥機
用噴霧幹燥器將稀料液（如含水量在75%-85%以上的溶液）噴成霧滴分散於熱氣流中，使水分迅速蒸發而得到固體產品，幹燥時間一般僅需數秒到數十秒。噴霧器是噴霧幹燥的關鍵部分，主要離心式，壓力式及氣流式噴霧器。
通過2-20MPa的高壓將液料（經過過濾的液料）送入壓力式霧化器霧化成小液滴，經過霧化後的液滴（表麵積大大增加）與熱空氣充分接觸，在10-30秒內迅速完成幹燥過程，經分離得到粉體或細小顆粒的成品。
2、離心噴霧幹燥機
空氣通過過濾器和加熱器，進入離心噴霧幹燥器頂部的空氣分配器，熱空氣呈螺旋狀均勻進入幹燥器。料液由料液槽經過濾器由泵送至幹燥器頂部的離心霧化器，使料液噴成極小的霧狀液滴，料液和熱空氣並流接觸，水分迅速蒸發，在極短時間內幹燥成成品，成品由幹燥塔底部和旋風分離器排出，廢氣由風機排出。
3、氣流噴霧幹燥機
主要是將空氣或水蒸氣通過高速從噴嘴噴出，靠摩擦力使料液分離成細小霧滴，使其與熱空氣完全接觸來形成熱交換，整個過程不到半分鍾。對粘性較大的物料效果很好，是其他噴霧幹燥機無法比擬的，而且操作方便。
三、噴霧幹燥應用領域
在噴霧幹燥的100多年曆史中，初始於蛋粉，奶粉，洗滌劑，化妝品等少產品的生產，隨著研究的不斷深入，現已在多種工業超細粉體及納米粉體生產中廣泛應用，如化學工業裏的電池原料，白炭黑；陶瓷工業裏的氧化鋁；製藥領域的藥物幹燥造粒等。相比於非噴霧幹燥的方式，噴霧幹燥可有效的減少超細粉的團聚，經噴霧幹燥工序可製得球形度高，流動性好、細度高的顆粒以適應特定領域的要求。
四、一些相關領域的簡單介紹
1、噴霧幹燥用於特種陶瓷造粒
在陶瓷材料成型燒結之前素坯的成型對製品的性能有著直接影響，粉料的特性對素坯的均勻性及幹壓成型後的密度影響很大。噴霧造粒技術被廣泛用於製備特種陶瓷粉料。通常采用壓力噴霧對特陶粉體進行噴霧造粒處理，在合適的工藝條件下，製備出來的粉體化學均勻性好、細度高、流動性好，壓實密度高，可適用於特陶粉體的幹壓成型或等靜壓成型等成型工藝。
舉例：氧化鋁的噴霧造粒工藝流程：
鋰電池主要由正極材料、負極材料、電解質、隔膜組成。正極材料在成本及性能上都製約鋰離子電池的發展，因而正極材料的研究與開發是推動鋰離子電池技術更新的關鍵。目前國內正極材料主要有鈷酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰及三元材料。其中磷酸鐵鋰具有安全性好，循環壽命長，熱穩定性好，原材料來源廣泛，價格便宜的優點，但振實密度低和低溫導電性差。
磷酸鐵鋰/C正極材料的簡單製備過程：取LiOH和FePO4加入球磨罐加入純淨水，球磨之後加入一定量的碳源，球墨3h後取出漿料打入噴霧幹燥機中進行噴霧幹燥。在一定的進出口溫度下（進200-250℃，出口溫度＜100℃）進行噴霧幹燥。物料幹燥後放在氣氛爐先進行低溫煆燒2h，在高溫煆燒6h後得到LiFePO4/C正極材料。
實驗表明，噴霧幹燥步驟，賦予了燒結前的前驅體材料很好的球形度，粒徑在20-20微米。在噴霧幹燥條件下，材料的化學組分比較均勻。在煆燒時球形顆粒之間並沒有發生固相變化，LiFePO4/C的晶粒生產被限製在一個球形顆粒之間，因此可以得到小的LiFePO4/C晶粒，而細小的晶粒對LiFePO4/C的電性能有利。
3、噴霧幹燥用於白炭黑的幹燥
沉澱二氧化矽又叫白炭黑，表達式多寫為mSiO2·nH2O，是橡膠工業重要的補強原料，因其微觀結構和聚集形態和炭黑相似，並在橡膠中有相近的補強性能，故稱為白炭黑。白炭黑的生產方法有氣相法及沉澱法，氣相法產品純度高，性能好，但生產過程能源消耗大，技術難度大，成本高。
相比之下沉澱法製備白炭黑，技術成熟，操作簡單，成本優勢大。但在幹燥脫水過程中，超細顆粒易發生團聚，影響性能。研究表明，噴霧幹燥能夠得到顆粒分散均勻、比表麵積和吸油值都很高的白炭黑，符合推薦的吸油值和比表麵積的配合曲線 ，適用高性能輪胎的補強劑及彩色輪胎的補強劑。
4、噴霧幹燥在藥物製劑中的應用
幹燥在製藥生產中，特別是中藥製藥生產中具有重要地位。噴霧幹燥製備的藥劑有如下幾個特點：
（1）成品均勻度好：噴霧幹燥時，藥液是在不斷的攪拌下噴成霧化分散體，瞬間完成幹燥，因此均勻度較好。
（2）成品流動性好、疏鬆性、溶解度較好；噴霧幹燥時，水分迅速氣化，成品粒度小，流動性好，壓片平整；在分劑量包裝時，劑量更準確。與水接觸時，更易進去顆粒內部，更利於藥物溶解。
（3）簡化生產工藝：噴霧幹燥可使濃縮幹燥一步完成，此外幹燥時間也比較短，利於熱敏性藥物成品保持藥效。
（4）生產潔淨：采用密閉的噴霧環境，杜絕藥物被細菌汙染也減少粉塵汙染車間。
因此噴霧幹燥非常適合中藥製藥過程中的幹燥。中藥製品要求潔淨度高，因此會裝有多個空氣淨化器。藥材噴霧幹燥的簡單工藝流程：藥材→提取→濃縮→噴霧幹燥→收集藥粉。
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