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噴霧干燥具傳熱快,干燥時間瞬間的特點
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2014-8-16 閱讀次數:[5078] |
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噴霧干燥具傳熱快,水分蒸發迅速,干燥時間瞬間的特點,且制品質量好,質地松脆,溶解性能也好,能改善某些制劑的溶出速率,適用于熱敏性藥物,此外,噴霧干燥還可用于制備微囊。 染料干燥廣泛采用的方法。將染料霧化而去除水分的干燥方法。適用于各類染料的干燥。可以干燥染料細粉、超細粉、無粉塵粉劑及空心顆粒劑。按染料霧化方式可分為三類:(1)氣流式霧化,利用壓縮空氣或水蒸氣使料液霧化;(2)壓力式霧化,用高壓泵把料液從噴嘴高速壓出,形成霧狀;(3)旋轉式霧化,用料液加到霧化器內高速旋轉的甩盤(7000~20000r/min)中,將料液快速甩出而霧化。第三種方法的效果好,時間短,勞動生產率高,為染料界所青睞,其缺點是設備投資大,能耗較高。 噴霧干燥原理 通過機械作用,將需干燥的物料,分散成很細的像霧一樣的微粒,(增大水分蒸發面積,加速干燥過程)與熱空氣接觸,在瞬間將大部分水分除去,使物料中的固體物質干燥成粉末。噴霧干燥的優缺點噴霧干燥的優點 1.干燥過程非常迅速; 2.可直接干燥成粉末; 3.易改變干燥條件,調整產品質量標準; 4.由于瞬間蒸發,設備材料選擇要求不嚴格; 5.干燥室有一定負壓,保證了生產中的衛生條件,避免粉塵在車間內飛揚,提高產品純度; 6.生產效率高,操作人員少。 噴霧干燥的缺點 1.設備較復雜,占地面積大,一次投資大; 2.霧化器,粉末回收裝置價格較高; 3.需要空氣量多,增加鼓風機的電能消耗與回收裝置的容量; 4.熱效率不高,熱消耗大。噴霧干燥對設備的要求 1.與產品接觸的部位,必須便于清洗滅菌; 2.應有防止焦粉措施,防止熱空氣產生渦流與逆流; 3.防止空氣攜帶雜質進入產品; 4.配置溫度、壓力指示紀錄儀裝置,便于檢查生產運轉; 5.具有高回收率的粉塵回收裝置; 6.應迅速出粉冷卻,以提高溶解度、速溶性; 7.干燥室內溫度及排風溫度,不允許超過100℃,保證安全與質量; 8.噴霧時濃奶液滴與熱空氣均勻接觸,提高熱效率; 9.對粘度物質盡量減少粘壁現象。噴霧干燥設備的分類按微粒化方法分類 (1)壓力噴霧干燥法: ①原理:利用高壓泵,以70~200大氣壓的壓力,將物料通過霧化器(噴槍),聚化成10~200的霧狀微粒與熱空氣直接接觸,進行熱交換,短時間完成干燥。 ②壓力噴霧微粒化裝置:M型和S型,具有使液流產生旋轉的導溝,M型導溝軸線垂直于噴嘴軸線,不與之相交;S型導溝軸線與水平成一定角度。其目的都是:設法增加噴霧時溶液的湍流度。 (2)離心噴霧干燥法: ①原理:利用水平方向作高速旋轉的圓盤給予溶液以離心力,使其以高速甩出,形成薄膜、細絲或液滴,由于空氣的摩擦、阻礙、撕裂的作用,隨圓盤旋轉產生的切向加速度與離心力產生的徑向加速度,結果以一合速度在圓盤上運動,其軌跡為一螺旋形,液體高著此螺旋線自圓盤上拋出后,就分散成很微小的液滴以平均速度沿著圓盤切徑方向運動,同時液滴又受到地心吸力而下落,由于噴灑出的微粒大小不同。因而它們飛行距離也就不同,因此在不同的距離落下的微粒形成一個以轉軸中心對稱的圓柱體。 ②獲得較均勻液滴的要求:a.減少圓盤旋轉時的震動b.進入圓盤液體數量在單位時間內保持恒定c.圓盤表面平整光滑d.圓盤的圓周速率不宜過小,rmin=60m/s,乳(100-160m/s)若<60m/s,噴霧液滴不均勻,噴距似乎主要由一群液滴及沉向盤近處的一群細液滴組成,并隨轉速增高而減小。 ③離心噴霧器的結構:要求:潤濕周邊長,能使溶液達到高轉速,噴霧均勻,結構堅固、質輕、簡單、無死角、易拆洗、有較大生產率。 按干燥室形式分類 根據干燥室中熱風和被干燥顆粒之間運動方向分類:并流型、逆流型、混流型。牛乳中常采用并流型。并流型可采用較高的進風溫度來干燥,而不影響產品的質量。 a.水平并流型 b.垂直下降并流型 c.垂直下降混流型。 d.垂直上升并流型食品的噴霧干燥 有些植物的營養成份會因高溫而喪失,對這些植物來 說,冷凍干燥是一個有效的濃縮保存方法,然而,有些植物物確需一定的溫度以去除毒性,對這些植物而言,噴霧干燥技術則是再理想不過的了。以大豆為例,其濃縮過程需要一定的溫度,以去除一種叫作胰蛋白酶抑制劑( trypsin inhibitors )的物質 ( 這種物質會阻礙消化和分解蛋白質 ) 。 噴霧干燥往往是制造過程中最后的一個步驟,它就是經由不斷的噴霧、混合和干燥來使物質從液體變為粉末。在眾多儲存食物的技術中,噴霧干燥法有其獨特的優越性。因為此技術所使用的溫度并不是很高,所以在去除微生物污染的同時,仍可以有效保留食物的味道、色澤和營養。 噴霧干燥法通常被用于去除原料中水份。除此之外,它還有著其它多種用途,例如:改變物質的大小、外形或密度,它能在生產過程中協助添加其它成份,有助于生產質量標準最嚴格的產品。 噴霧干燥法的運作 大豆在噴霧干燥前,必需進行清洗和去皮,并削減脂肪等非蛋白 質成份,從而濃縮出大豆中最有營養的成份,經過這樣濃縮后的大豆才能進行噴霧干燥。噴霧干燥的實際過程分好幾個步驟:首先,液體產品被輸入霧化器中,霧化器中一個高速運作的轉輪將液體霧化,從而使產品變為固液體混合的微粒子狀態。 在第二個步驟中,霧化微粒被導向一個可控溫度及氣流的干燥室中,熱空氣會微粒里的液體蒸發掉。為了使最終的產品符合標準,微粒接觸熱空氣時間必須能夠恰到好處,以保持粉末品有一定的水份;同時干燥室里的狀態也要受到良好的控制,因為,干燥室體積的大小和氣流狀況都會影響到產品的營養。 第三個步驟也就是整個程序中的最后一步,將氣流中的粉末通過分離器收集到一個容器中,這樣形成的最終產品就可以進行包裝或與其它成份混合了。特點 干燥速度快。料液經離心噴霧后,表面積大大增加,在高溫氣流中,瞬間 就可蒸發95%-98%的水份,完成干燥時間僅需數秒鐘。 采用并流型噴霧干燥形式能使液滴與熱風同方向流動,雖然熱風的溫度較高,但由于熱風進入干燥室內立即與噴霧液滴接觸,室內溫度急降,而物料的濕球溫度基本不變,因此也適宜于熱敏性物料干燥。
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