文章摘要：工 艺喷雾干燥工艺是在干燥室内将液体原料分散成雾状液滴，并用热空气干燥雾滴获得产品的方法。雾滴可通过旋转雾化器或喷咀雾化器来实现。雾滴的干燥可通过调节干燥介质（通常是空气）温度或控制介质流量来完成。原料可以是溶液、乳液或悬浮液，也可以是熔融液或膏糊液。…
工 艺
喷雾干燥工艺是在干燥室内将液体原料分散成雾状液滴，并用热空气干燥雾滴获得产品的方法。雾滴可通过旋转雾化器或喷咀雾化器来实现。雾滴的干燥可通过调节干燥介质（通常是空气）温度或控制介质流量来完成。原料可以是溶液、乳液或悬浮液，也可以是熔融液或膏糊液。干燥成品可根据要求制成粉状、颗粒状、空心球或团粒状。
组 成
原 理
1、雾化
利用雾化器将料液(可以是溶液、乳浊液、悬浮液或熔融液)分散成均匀的雾滴；
2、雾滴与热空气接触
热空气由热风分配器均风后进入干燥室，与雾滴充分混合并按一定规则运动（空气与雾滴接触方式可以是并流、也可以是逆流或者混流）；
3、干燥过程
这些雾滴由于具有很大的表面积，在温度与湿度上又与热空气存在显著的“梯度”，因而强化了“质热”传递过程，使得雾滴中所含水分迅速汽化蒸发(过程仅几秒到几十秒)，形成产品颗粒；
4、气固分离
将产品粉粒从空气中分离出来，湿尾气经彻底除尘后达标排放。
雾 化
喷雾干燥设备的雾化系统必须确保雾滴大小分布均匀，这是至关重要的，因为这样才能生产出符合标准和要求规格的粉粒。
雾化器
工业化生产使用的三种雾化器
● 旋转雾化器
由离心能发生雾化
● 压力喷咀雾化器
由压力能发生雾化
● 二流体喷咀雾化器
由动能发生雾化
雾化器的选择取决于原料的性状和干燥产品的规格。当多种雾化器均可选用时通常优先考虑旋转式雾化器，因为它具有更大的灵活性并且容易操作。
其优越性如下：
● 快速进料时不须使用加倍的雾化器
● 适用于磨损性原料
● 无堵塞问题
● 可使用低压进料系统
● 易于调整旋转速度控制雾滴大小
气 流
雾状液滴与热空气的初始接触将决定干燥速率以及干燥器中粉体的温度。分以下三种接触方式：
并 流
热气流与雾滴在干燥室内朝同一方向流动。此时从干燥室中“析出”的粉粒温度将低于废气温度。对于不耐热的产品，这是一种理想的方式。如果使用的是旋转雾化器，热气流分配器将喷出高速旋转的气流使干燥室内气流温度恒定不变。装配有喷咀式雾化器的干燥设备通常使用非旋转型热气流，效果同样^。
逆 流
热气流与雾滴在干燥室内呈逆向流动。这种方式适用于在干燥时需要进行预热处理的产品。此时从干燥室中输出的粉粒温度将高于废气温度。
混 流
热气流和雾滴在干燥室内经历同向和逆向两种流动。这种方式适合于加工耐热产品，此时料液需用喷嘴雾化器自下而上喷入逆向而来的热气流中；如加工不耐热产品，此时雾化器应向下将雾滴喷向汇集的流化床，而入气口和出气口都开在干燥室的上部。
雾化干燥系统
喷雾干燥机主要部件组成：雾化器、空气分配器、干燥室、进风和尾气处理，这些部件被组成一个系统，该系统能满足各单元操作安全，环境保护及粉末处理要求。所有系统可以附带提供后处理设备：流化床干燥/冷却器，附聚装置，除尘器和输送机。
先进的工业自动化控制
自动控制系统由PLC 控制器采用Siemens公司的可编程序逻辑控制器S7-315 2DP基于STEP7 5.5编程软件实现设备的启停及联锁,PID回路的控制和工艺参数的报警处理等功能。控制系统首先接受操作人员的命令，再根据采集来的现场信息判断将要执行的工艺程序的逻辑条件是否满足。若条件成立，则控制程序以特定的顺序输出信号，来激活或者关闭控制工艺中的各类设备。
◆ HMI人机界面采用Siemens公司的组态软件SIMATICWinCC实现干燥设备控制系统的操作、运行状态监控，数据分析，记录和打印。它完成了现场设备和操作人员的有机结合。通过HMI，操作人员可输入命令，输入不同的工艺参数或配方，以完成不同产品的生产；同时获得系统状态的有关信息；还可查询系统当前生产过程的有关信息，或追溯（查询）历史生产过程的重要记录数据；如果出现异常情况，该系统将发出报警信号。
◆ 通过S7-315 PLC采集现场数据，利用CP343-1模块通过 TCP/IP协议将采集来的数据显示及记录在以WinCC为组态软件的计算机上。
◆ 通过工业路由器（HUB）也将PLC内采集的数据送远程计算机.
◆ PLC软件及上位机软件编程采用S88的程序结构，模块化设计。
◆ 针对不同的控制对象，编写了电机模板（含变频器控制及直接启动控制两种），阀门模板，模拟量输入模板，模拟量输出模板，PID控制回路模板等。
◆ 针对流程控制，采用Siemens的GRAPH块进行编程，使工艺过程更清晰明了。
◆ 将干燥生产流程细化为若干个小流程（如冷运行，热运行，水运行，料运行，烘干等)。
自动控制系统的目的是通过控制和监视喷雾干燥机重要工艺参数，来确保设备的正常运行，实现产品质量的稳定。
干燥介质利用方式
开式系统
以气流一次通过排入大气为特征。大多数工业用处理液状原料的雾化干燥设备使用该系统。直接或间接气流加热方法均可适用。废气经旋风分离器、布袋除尘器、静电集尘器和湿洗涤器处理后排放。
封闭循环系统
以利用一种惰性气体为干燥介质(通常是氮气)在干燥器内循环为特征。含有有机溶剂的原料或要求干燥过程中避免接触氧气的原料必须使用该系统进行雾化干燥。封闭循环设备必须保证不漏气或不漏粉尘，必须符合^严格的安全标准。易燃性溶剂蒸气将在液态条件下被完全回收。
半封闭循环系统
以使用部分循环方式(将60%使用过的空气重新输入干燥设备，可有效地利用余热)或气流自身惰性化方式为特色。在后一种方式中气流的直接加热和少量排放废气将降低气流中的氧气含量，对于加工可形成爆炸粉尘气体混合物的液状原料^必要。如果在十燥过程中有异味出现，从该系统中排放出的小容量的气体可被有效地并经济地煅烧掉。
无菌系统
以原料的无菌雾化和空气的精过滤装置为特色。在必须避免粉粒产品受污染时使用这种干燥装置，这些装置的设计达到专门的标准要求，并可在较小压力下操作。该系统配备全自动清洁和灭菌装置，并与层流包装室连接。
工业喷雾干燥装置的几种形式
● 标准型离心式喷雾干燥机
● 精密药用喷雾干燥机
● 无菌喷雾干燥机
● 压力式喷雾干燥机
● 精密流化床喷雾干燥机
● 闭路循环喷雾干燥机
● 精密陶瓷专用喷雾干燥机
● 高温喷雾热分解装置
● 喷雾冷却造粒装置
● 喷雾气体反应装置
● 喷雾气体冷却装置
经典机型介绍
标准离心式喷雾干燥机
离心喷雾干燥系统是通过位于干燥塔顶部的离心雾化器将料液雾化成细小的雾状液滴。具有干燥速度快、效率高、自动化控制先进等特点。干燥物料具有良好的分散性、流动性和溶解性，广泛应用于化工、轻工、食品、药物生化等行业。
供货范围：水分蒸发量5～50,000kg/h
压力喷雾干燥机(一)
该类系统是将料液压入位于塔体中部的喷嘴雾化成微小雾滴。同塔顶热风混流而下完成干燥。干燥后成品具有流动性好，颗粒均匀等特点。广泛用于陶瓷，铁氧体磁性材料等行业。
供货范围：水分蒸发量12.5～50,000kg/h
压力喷雾干燥机(二)
该类系统是将料液压入位于塔体顶部的喷嘴雾化成微小雾滴。同塔顶热风平行而下完成干燥。该机具有收尘率高，无粘壁、节能高效等特点，特别适用于 热敏性物料干燥。广泛应用于食品、染料、中间体等行业。
供货范围：水分蒸发量50～12000kg/h
精密药用喷雾干燥机
该系统主要是为中药制剂、西药抗生素等的无菌喷雾干燥而设计。一般带有气扫和冷风夹套装置,以及制品风送冷却系统,更适合热敏性物料及带有软化点物料的干燥。进入塔内的气体，均采用中、高效过滤器，管道便于清洗、灭菌、拆卸方便，符合GMP要求。
闭路循环喷雾干燥机
该系统利用惰性气体作为干燥介质循环使用，具有溶剂可回收，介质重复使用等特点。应用于物料中含有可燃性溶剂的场合，或在加工过程中不能与氧气接触的原料，或干燥过程会产生臭气、毒气的物料。
供货范围：蒸发强度：50～2,000kg/h
精密流化床喷雾干燥机
该系统可使精细粉末在干燥塔内与雾状液滴结合重新造粒。具有造粒均匀、粒径可调等特点。应用于化工、食品、医药等行业。
供货范围：水分蒸发量5～12000kg/h
干燥实例
◆ 食 品：氨基酸类(Amide): 氨基酸,氨基酸类似品,调味料,蛋白类食品,蛋黄粉,免疫蛋白粉,豆浆,精致小麦蛋白,大豆蛋白等。
◆ 糖 类：葡萄糖,糖稀,糖稀异性体,淀粉,糖化液,焦糖,a-淀粉,淀粉类,着色淀粉等。
◆ 陶 瓷：氧化铝,铁酸盐,块滑石,氧化锆，氧化锌,氧化镁,氧化铍,氧化钛,钛酸钡,各种金属氧化物,瓷砖陶土,陶瓷器,瓷土,白云石,特殊金属等。
◆ 医药品：医药品 ,中药,农药,无机药品,酶,抗生素,维生素剂等。
◆ 化学制品：
有机质:
有机催化质,三聚氰胺树脂,尿素树脂,酚醛树脂,界面活性剂,氯乙稀,聚氯乙稀,有机物,木质素,R.N.A .,酵母,五氯苯酚,苯酚钠,腐殖酸,酞酸盐钠,高级洗衣粉,中性洗衣风,油脂类,脂肪酸,甘油酸酯等。
无机质:
甲基硅酸,铝酸,镁,磷酸曹达,磷酸钾,硅酸曹达, 碳酸钾,焦磷酸钾,硅藻磷曹达,白碳素,硫铵,无机染料,磷铵,无机催化 质P.A.C. (聚铝氯化物),乙二酸铁,新铬酸等。
◆ 废 液：酿造废液,淀粉废液,发酵废液,黑液等。
◆ 其 他：酵母菌,香料,酶,鱼/肉精,糖精,小球藻,咖啡,全脂奶粉,食品添加物等。
