目前常规喷雾干燥塔为上进风下排风的顺流干燥系统,且存在热风停留时间短,浪费能源及难以制备无尘颗粒物料的缺点。传统喷雾干燥系统只能满足对于大多数干燥物料粒径分布要求不高的物料的干燥,其粒径分布广而且还有粉尘混于一体。但对于一些希望得到干燥物料的粒径分布比较均一,又不希望物料中混有较多比例粉尘的干燥物料而言,传统的上进风下排风的喷雾干燥系统就难以满足要求。
随着化工行业的发展,用户对于颗粒状产品的需求也日益增加,其要求也将相应提高。在食品加工领域,消费者对于食品的口感、品质和营养保留度关注度不断提升。随着全球人口增长和老龄化加剧,人们对药品的需求不断增加,推动了医药制造业对
喷雾干燥机的要求提升。随着环保法规的日益严格,企业对生产过程中的环保要求也越来越高。客户对喷雾干燥机的能耗、效率及尾气中粉尘含量等技术要求
也越来越高,只有符合标准的新技术新设备,才能在市场竞争中占据优势 。
与时俱进,持续创新。凭借丰富的工业经验和深厚的技术积累,江苏龙鑫在研发上大量投入,多年潜心研制,终于成功开发了DPG型多级流化造粒喷雾干燥机,并申请专 利202422015805.5。此新技术结合了流化床干燥技术和喷雾干燥技术,使颗粒形状和尺寸易于控制。多级流化造粒喷雾干燥机改进了内置流化床结构,优化分布板设计、增加流化气速调节范围,提高物料流化效果和颗粒生长效率,使颗粒粒度分布更均匀、球形度更高、流动性和溶解性更好,满足不同行业对颗粒质量的严格要求,拓展其在gao端产品制造领域的应用。而且通过对设备结构的优化,如改进干燥室的形状和尺寸、优化热风分配系统等,以及新型雾化器的研发和应用,使热空气与物料充分均匀接触,加快干燥速度,提高生产效率,从而能够更好地满足市场对大规模生产的需求。未来多级流化造粒喷雾干燥机可能会集成更多的功能,如在线检测、自动清洗、智能控制等,实现设备的自动化、智能化运行,提高生产过程的稳定性和可靠性,降低人工成本和操作失误率,提升企业的生产管理水平和竞争力。
多级流化造粒喷雾干燥机 工艺流程
多级流化造粒喷雾干燥机取消了传统的上进风下排风的顺流干燥系统,变成了上进风且上排风的混合流干燥形式。新系统在喷雾干燥塔内设计了内置流化床,及细粉返回塔内进行附聚造粒的全新设计,其中细粉返回塔设计中既可将细粉送至塔上进行附聚造粒,也可将细粉返入塔下部,在塔下部与塔下部特殊设计的高压喷嘴喷出的雾滴进行碰撞附聚造粒。
(1) 原料预处理:将要干燥的原料进行混合、溶解、调和等预处理工作,使其成为适合喷雾的液态物料,并通过管道输送到干燥机的供料系统中。
(2) 加热空气:空气经过加热器加热后,变成具有一定温度的热风。加热后的热风进入喷雾塔热风分配系统和流化床底部与物料接触,使物料呈流态化,为后续的干燥和造粒过程提供必要的热量和气流环境。
(3) 料浆雾化:供料系统中的液态物料通过隔膜泵等设备以一定压力从喷嘴压入干燥塔。压力能转换为动能,使料浆由下向上从喷嘴喷出,形成一层高速的液膜,液膜随即分裂为细小的液滴。雾化产生的液滴尺寸与压力成反比,而喷嘴的生产能力与压力的平方成正比。
(4) 雾粒干燥成球:雾化后的雾粒与热空气以混合流的方式在干燥塔内工作。热空气通过顶盖上的热空气分配器进入塔内,产生一股向下的流线空气气流,雾滴则由下向上喷入热空气流。由于雾滴具有很大的表面积,其中的水分在热风作用下迅速蒸发干燥,雾滴因表面张力作用而形成球形,zui终收缩形成干燥的球形颗粒粉料。形成的球形颗粒粉料在干燥塔内逐渐沉降,与热空气分离。
(5) 流化造粒:从流化床内随热气流飞扬上浮的细粉与下落的湿固体细粉在雾化造粒区相互接触,通过涂布、粘结等作用使颗粒逐渐长大。母液或粘结剂也可由压力泵等造压设备分别送到雾化喷嘴,雾化后涂布于流化颗粒表面或使颗粒相互粘结,经不断地流化、涂布、干燥,颗粒进一步长大至所需的粒度。
(6) 颗粒排出与收集:达到所要求粒度的颗粒从流化床出料口排出,进入成品收集装置。而较细的颗粒料与干燥空气一起由与漏斗形上部相连的抽风机抽取进入除尘系统。
(7) 除尘与尾气处理:除尘系统由高效旋风分离器、布袋除尘器、离心风机等组成。抽风机将含细颗粒的空气送入高效旋风分离器,经过有效分离,较细颗粒料进入分离器底部的收集筒回收。所剩的含有极少量微细颗粒料的废气再由离心风机吸入布袋除尘器进行再次除尘收集,实现废气的无害化处理,zui后的废气从烟囱排出。
(8) 系统监测与控制:电器控制柜以及安装于进风口和出料口监测温度的现场传感器等组成的电器系统,会对整个干燥机的各个主要环节进行监测和控制,包括温度、压力、风速、物料流量等参数,以保证整个设备的正常运行,并确保产品质量稳定。
多级流化造粒喷雾干燥机 PID图
多级流化造粒喷雾干燥机 性能优势
(1) 产品质量方面
颗粒形态好:能够生产出粒度均匀、球形度高的颗粒,颗粒的流动性、溶解性和分散性良好,这使得产品在使用过程中能够更好地发挥其性能,例如在食品、药品等领域,良好的溶解性和分散性可以提高产品的口感和吸收效果。
产品纯度高:干燥过程中,物料中的水分迅速蒸发,杂质等难以在短时间内随水分一同去除,因此得到的产品纯度相对较高,有利于提高产品的质量和稳定性,满足各行业对高品质产品的要求。
(2) 生产过程方面
干燥速度快:料液经雾化后形成大量细小的雾滴,表面积大大增加,与热空气接触时,水分能够在极短的时间内迅速蒸发,一般仅需十几秒到数十秒钟即可完成干燥,大大提高了生产效率,特别适用于热敏性物料的干燥,能够有效减少热敏性物质在高温下的变质和分解,更好地保留物料的活性成分和营养成分。
连续化生产:设备运行稳定,易于实现自动化操作,可进行连续化大规模工业生产,通过调整喷嘴类型、压力、流量等参数以及干燥温度、风速等操作条件,能够精que控制生产过程和产品质量,保证产品质量的一致性和稳定性,降低人工成本和劳动强度,提高生产效率和经济效益。
一步法造粒:将干燥和造粒两个过程合二为一,直接将液态物料转化为颗粒状产品,无需后续的粉碎、筛选等工序,简化了生产流程,减少了生产设备的占地面积和投资成本,同时也避免了在粉碎、筛选等过程中可能产生的粉尘污染和物料损失,提高了生产的安全性和环保性。
(3) 物料适应性方面
适用物料广泛:可用于溶液、悬浮液、乳浊液等多种形态的物料干燥造粒,对不同性质的物料,如热敏性物料、高粘度物料、吸湿性强的物料等均有良好的适应性,能够满足化工、食品、制药、陶瓷等多个行业的生产需求。
可处理高湿含量物料:能够连续处理高湿含量的产品,对于一些初始水分含量较高的物料,无需进行预干燥处理,可直接进行喷雾干燥造粒,进一步简化了生产工艺,降低了生产成本。
(4) 能源利用及环保方面
能源利用率高:干燥过程在较低的排风温度下完成,相比其他干燥方式,能够有效减少热量的散失,提高能源的利用效率,降低能源消耗和生产成本。
尾气粉尘含量低:设备配备了有效的除尘系统,如旋风分离器、布袋除尘器等,能够将尾气中的粉尘充分分离和收集,使尾气中的粉尘含量极低,一般能符合排放标准,减少了对环境的污染,实现了清洁生产。
(5) 操作维护方面
操作简单:设备的操作相对简单,易于掌握,通过彩色大液晶触摸屏等操作界面,可实现全自动控制和手动控制相结合,方便用户根据生产需求进行灵活调整,同时,设备的运行状态可以通过相应的仪表设备进行实时监控和调整,确保生产过程的稳定。
维护方便:设备的结构设计合理,主要部件易于拆卸和清洗,便于日常的维护和保养,降低了设备的维修成本和停机时间,延长了设备的使用寿命。
多级流化造粒喷雾干燥机 应用领域
(1) 食品行业
乳制品:可用于奶粉、乳清粉等的生产,将牛奶等原料经过预处理后进行喷雾干燥,得到易于保存和运输的粉状产品,且能较好地保留其营养成分。
调味品:如鸡精、味精、食盐等的造粒干燥,使调味品具有良好的流动性和溶解性,方便使用。
饮料:可用于咖啡、茶、果汁等饮料的干燥制粒,制成速溶饮品,满足消费者对便捷性的需求。
食品添加剂:例如山梨酸钾、果胶、维生素等食品添加剂的干燥成型,能保证产品的质量和稳定性,便于在食品生产中添加使用。
(2) 化工行业
催化剂:用于制备各种催化剂,如聚合催化剂、石油化工催化剂等,通过控制干燥和造粒过程,可得到粒度均匀、活性高的催化剂产品,有利于提高催化反应的效率和选择性。
染料:如分散染料、活性染料等的干燥造粒,使染料具有良好的分散性和溶解性,提高染色效果。
无机盐:硫酸锌、碳酸钙、硫酸钾等无机盐的生产,可将其溶液或悬浮液进行喷雾干燥,得到符合要求的粉状或颗粒状产品。
有机化学品:像有机催化剂、白炭黑、偏硅酸钠、氟化钾等有机化学品的干燥成型,有助于提高产品的质量和性能,满足不同的工业应用需求。
(3) 制药行业
西药制剂:可用于抗生素、维生素、解热镇痛药等药物的颗粒制备,使药物具有良好的流动性和溶解性,便于制剂加工和患者服用。
中药制剂:对于中药浸膏等的干燥制粒,解决了中药提取物粘性大、不易干燥成型的问题,制成的颗粒剂便于储存、运输和服用。
(4) 陶瓷行业
陶瓷原料:可将氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钛等陶瓷原料的浆料进行喷雾干燥造粒,得到粒度均匀、流动性好的陶瓷颗粒,有利于提高陶瓷制品的成型质量和性能。
(5) 环保领域
污水处理:可用于处理污水中的污泥,将污泥进行干燥固化,减少污泥的体积和重量,便于后续的处理和处置。
废气处理:在废气处理中,可用于制备吸附剂、催化剂等材料,用于吸附和分解废气中的污染物,实现废气的净化。
(6) 其他领域
聚合物:如 E-PVC、苯乙烯、UF、PF 树脂等聚合物的干燥造粒,可改善聚合物的加工性能和产品质量。
磁性材料:用于磁性材料的干燥成型,保证磁性材料的性能和质量。
电子材料:一些电子材料的制备过程中,需要对原料进行干燥和造粒,以满足电子元器件的生产要求 。
多级流化造粒喷雾干燥机 技术改进
(1) 优化热风系统
提高进风温度:在出塔温度恒定的情况下,适当提高热风的进塔温度,能够增加带入的总热量,使单位质量的热风传递给物料的热量增多,从而在生产能力不变时,减少所需的热风风量,降低喷雾干燥机制粉的热量消耗,提高热风的利用率及热效率。但需注意进塔热风温度不可过高,一般不超过600℃,以免烧坏塔顶分风器等设备。
降低出风温度:在进塔热风温度一定时,降低热风出塔温度,可增大进出塔温差,使热风传递给物料用于干燥的热能增加,进而提高热风利用率。不过,排风温度也不能过低,通常低于75℃时,粉料会因太湿而影响正常干燥。
余热回收利用:安装余热回收装置,对出塔的热风(废气)进行回收利用。例如,可将尾气中的热能用于预热进入干燥机的空气或物料,减少能源浪费,提高能源的综合利用率 。常见的余热回收设备有热交换器、热管换热器等,通过热传递的方式,使冷空气或物料吸收尾气中的热量,达到节能的目的。
(2) 改进设备结构
优化干燥室设计:通过调整干燥室的形状、尺寸和内部结构,改善热空气在干燥室内的流动分布,减少气流死角,使物料与热空气能够更充分、更均匀地接触,加快干燥速度,提高干燥效率,从而降低能耗。例如,采用新型的导流装置、优化干燥室的高径比等方法,可使热空气在干燥室内形成更合理的流场。
提升雾化器性能:研发和应用更高效、更精准的雾化器,能够产生更均匀、更小粒径的雾滴,增大物料与热空气的接触面积,使水分蒸发更快,缩短干燥时间,进而降低能源消耗。如采用新型的离心雾化器或压力雾化器,提高雾化效果和质量,有助于提升干燥机的整体节能水平。
(3) 设备性能提升
增强颗粒质量控制:进一步改进内置流化床结构,优化分布板设计、增加流化气速调节范围,提高物料流化效果和颗粒生长效率,使颗粒粒度分布更均匀、球形度更高、流动性和溶解性更好,满足不同行业对颗粒质量的严格要求。
扩大处理物料范围:对设备的材质、结构及工艺参数进行调整,使其能够更好地适应高粘度、热敏性、易团聚等特殊物料的干燥和造粒需求,拓展在更多领域和行业的应用。
(4) 节能与环保优化
节能设计:采用高效换热器、余热回收利用技术等,如在干燥机出口设置热交换器,回收尾气中的余热用于预热进入干燥机的空气或物料,降低能源消耗,提高能源利用率 。
尾气处理升级:配备更先进的尾气处理装置,如高效旋风分离器、布袋除尘器、湿式洗涤器等组合使用,进一步降低尾气中的粉尘含量,使其更符合严格的环保排放标准。还可研发新的尾气净化技术,减少挥发性有机物等污染物的排放。
(5) 智能化控制发展
自动化程度提高:结合先进的传感器技术、自动化控制技术和计算机技术,实现对干燥过程中关键参数的实时精que监测和自动调节,如物料流量、温度、湿度、雾化压力等,确保干燥过程稳定、产品质量一致,降低人工操作强度和失误率 。
远程监控与数据分析:配备远程监控系统,使操作人员可通过网络远程监控设备运行状态、参数设置和故障报警等信息,及时进行调整和处理。同时,利用大数据分析技术对生产数据进行深度挖掘和分析,为优化生产工艺、提高生产效率和产品质量提供依据。
(6) 设备小型化与集成化
小型化设计:针对一些中小企业或实验室的需求,研发体积更小、结构更紧凑的多级流化造粒喷雾干燥机,在保证性能的前提下,减少设备占地面积和空间占用,降低设备投资和运行成本 。
集成化系统:将多级流化造粒喷雾干燥机与其他相关设备或工艺进行集成,如与物料预处理系统、粉碎系统、筛分系统等组合成一体化的生产线,实现物料从进料到成品出料的连续自动化生产,提高生产效率和产品质量稳定性,减少中间环节的物料损耗和污染风险。
(7) 定制化服务深化
个性化设计:根据不同客户的特定需求,提供定制化的设备设计和制造服务,如针对不同物料特性、处理量、产品粒度要求等,设计出zui适合客户生产工艺的干燥机结构、尺寸和配置,满足客户的个性化需求。
全方位服务:除设备制造外,还提供包括安装调试、操作培训、售后服务、技术支持等在内的全方位服务,帮助客户更好地使用和维护设备,确保设备长期稳定运行,提高客户满意度和忠诚度。