喷雾干燥机是应用较广的干燥设备之一,是处理溶液、悬浮液或泥浆状物料的干燥设备。能从液体直接干燥成粉体,这是喷雾干燥设备的^大优点,热效率低、体积庞大、生产能力低、投资高是它的缺点。喷雾干燥因其可直接由溶液或悬浮体制得成分均匀的粉状产品的特殊优点,但是喷雾干燥机也有需要替它解决的问题,也就是粘壁故障和提高热利用率的问题了,下面为大家解说一下。
一、喷雾干燥机粘壁故障的分析
喷雾干燥机可以省去浓缩、过滤、粉碎等单元操作,可以获得30~500μm的粒状产品。而且干燥时间短,一般干燥时间为5~30s。喷雾干燥机适用于高热敏性物料和料液浓缩过程中易分散的物料的干燥,产品流动性和速溶性好。粘壁现象是妨碍喷雾干燥机正常操作的一个突出问题,固体制剂(特别是中药)的喷雾干燥过程尤为明显。
喷雾干燥机物料粘壁不仅不利于收集操作,而且随着时间的延长,敏感的粘壁物料会变质成为不合格物料。从工艺角度出发,解决手段包括选用合适的溶剂,增加辅料,改变工艺参数,但是这些方法可调节的余地不是很大,因此必须从设备的角度寻求根本的解决方案,下面为大家说一下解决的方法。
喷雾干燥机干粉的表面粘附:干粉在有限的空间中运动总会有一些碰到器壁上,这是不能避免的,但是这样的粘壁一般都不厚,只要通过空气吹或者是轻轻敲打都能震落,^简单的解决办法是内壁抛光,可以在一定程度上解决这个问题。
喷雾干燥机半湿物料粘壁:原因是喷出的雾滴在没有达到表面干燥之前就已经和器壁接触,因而粘在壁上,粘壁的位置一般是对着雾化器喷出的雾滴运动轨迹的平面上,和雾化器的结构,热风在塔内的运动状态有关低熔点物料的热熔性粘壁:原因是物料在一定的温度下达到熔点开始溶化而发粘,粘附在器壁上。
二、喷雾干燥机粘壁故障的解决
1、解决喷雾干燥机粘壁故障可以通过塔壁旋气片切向引入二次空气冷却塔壁来解决。
2、给喷雾干燥机塔壁增加气锤,通过气锤的敲击,强制使粘壁物料脱离,这样也能解决。
3、给喷雾干燥机采用夹壁干燥塔,其间用空气冷却,使壁温保持在50℃以下,能做到防御的作用。
4、增加喷雾干燥机的加工精度,塔内壁抛光也可以减轻粘壁,一举两得。
5、在喷雾干燥机塔内近壁处安装由一排喷嘴组成的气扫帚,并使之沿塔壁缓慢转动,也能解决故障的情况。
三、提高喷雾干燥机热利用率的问题
某些药品的特殊性对喷雾干燥设备的保护设计也会提出更高的要求。用有机溶剂溶解的物料,在干燥时要求整个系统必须满足防爆要求,同时在电机、仪表、控制阀等配件设计时都要选择防爆型。另外,为防止溶剂和空气混合为爆炸气体,系统必须采用密闭循环系统,载体要选用惰性气体,如氮气等。除此之外,一些易氧化物料的干燥,也要采用以氮气为载体的密闭循环系统。
喷雾干燥的产品为细粒子,容易形成粉尘。为适应环保的要求,只用目前常规配置的旋风分离器分离产品、净化尾气是不够的,还可以加用袋式除尘器净化,使尾气含尘量低于50毫克/立方纳米气体即可达标;或选用湿式洗涤器,将尾气含尘量降到15~35毫克/立方纳米气体。采用氮气做载体时,系统要注意密闭,排气口要引到室外。
提高热利用率是当务之急,热空气进口温度在并流操作时为250℃~500℃,逆流操作时为200℃~300℃,雾化干燥后出口温度一般控制在60℃~100℃,其热利用率较低,这也是喷雾干燥的不足之处。目前国内工业规模的喷雾干燥机,热效率一般为30%~50%。国外带有废热回收的喷雾干燥机,热效率可达到70%,但该设备只有在生产能力大于100千克(水)/小时才有经济意义。
不过,在用到氮气载体和有机溶剂时,喷雾干燥机采用密闭循环系统,可使氮气循环使用,溶剂冷凝套用,从而可有效地降低了生产成本。但总的来说,喷雾干燥使用过程中的成本问题还需要设备设计和生产者进一步研究,以找到更好的降低成本的对策。