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喷雾干燥技术——将液体原料转化为粉末

3年前 (2021-11-18)干燥设备735

  喷雾干燥设备将液体原料转化为粉末颗粒。与液体原料一样,粉末具有在干燥操作期间被监控的重要特性。

  粉末形状

  许多喷雾干燥机操作产生球形颗粒,而另一些则产生非球形颗粒。颗粒可以是空心的,也可以是实心的。非球形颗粒的特征在于它们的长宽比,长宽比是它们的较长尺寸与它们的较短尺寸的比率。

  粉末大小

  区分液滴大小和颗粒大小很重要,因为两者通常是不相同的。液滴和干燥颗粒的平均尺寸之间的关系不一致,并且不能对该主题作出一般性陈述。用于测量干燥颗粒尺寸的方法包括筛分、显微镜、沉淀和激光技术。

  根据喷嘴类型、原料性质和操作条件,压力喷嘴可以产生20-600微米的颗粒。

  粒径分布

  干燥颗粒的粒径分布通常比雾化液体颗粒的粒径分布窄。与压力雾化器相比,旋转雾化器产生更均匀的粒径。

  堆积密度

  堆积密度是每单位体积干燥粉末的重量。这是大多数喷雾干燥操作的关键因素,因为它决定了容器的尺寸(或丰满度)并影响处理和运输成本。在喷雾干燥过程中不断监测堆积密度。

  影响堆积密度的因素

  如果残留水分增加,则增加进料速率会增加堆积密度。

  如果增加进料温度导致产生球形液滴而不是“螺纹”,则堆积密度增加。

  对于易于雾化的原料,提高温度可以降低堆积密度。

  粉末冷却时,堆积密度通常会增加。

  粗均质粉末的堆积密度比细均质粉末低。

  具有宽粒度分布的粉末将比具有更窄粒度分布的粉末具有更高的堆积密度。

  增加原料固体通常会增加堆积密度。

  原料曝气降低了堆积密度。

  原料悬浮液比原料溶液具有更高的堆积密度。

  增加残留水分含量会增加堆积密度。

  增加进气温度会降低堆积密度。

  降低出口空气温度会增加残留水分,从而增加堆积密度。

  并流干燥器生产的粉末密度低于逆流干燥器。

  粉末的机械处理,通过磨损减小颗粒尺寸并增加堆积密度。

  团聚

  有时希望产品颗粒大于通过单级喷雾干燥方法生产的产品颗粒。团聚是通过使粒子彼此粘附来扩大粒子的过程。团聚颗粒可具有改善的溶解性、更高的堆积密度、改善的流动性和更少的粉尘。

  偶尔,两级干燥器的第二级用于使产物颗粒附聚。由于离开第一阶段的颗粒仍然是粘性的,它们将在第二阶段干燥期间与其他颗粒结合。

  一些装置在第二阶段中喷射来自第一阶段的湿颗粒以及另外的进料。新鲜的原料使颗粒表面软化并使其生长。该过程称为“实例化”或“重新润湿附聚”。

  大多数干燥机操作包括将分离设备捕获的细颗粒回收到喷雾区中。回收的细粉能促进团聚效应,从而产生更粗、更自由流动和“无尘”的粉末。

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