低溫噴霧幹燥,一種複刻原料本身特性的技術
低(di)溫(wen)噴(pen)霧(wu)幹(gan)燥(zao)是(shi)一(yi)種(zhong)新(xin)興(xing)的(de)幹(gan)燥(zao)技(ji)術(shu),是(shi)指(zhi)在(zai)低(di)溫(wen)下(xia)進(jin)行(xing)噴(pen)霧(wu)幹(gan)燥(zao),既(ji)具(ju)有(you)噴(pen)霧(wu)幹(gan)燥(zao)的(de)優(you)點(dian),又(you)可(ke)以(yi)保(bao)護(hu)熱(re)敏(min)物(wu)質(zhi)的(de)有(you)效(xiao)成(cheng)分(fen)不(bu)受(shou)到(dao)破(po)壞(huai),適(shi)用(yong)於(yu)幹(gan)燥(zao)乳(ru)液(ye),懸浮液,漿糊和溶液等液體。由於其幹燥速度快,結構簡單,控製方便等優點,發展越來越快。
低溫噴霧幹燥技術利用物料蒸汽壓與溫度的關係,通過高真空度來lai減jian少shao幹gan燥zao塔ta內nei溫wen度du,進jin而er減jian少shao高gao溫wen對dui菌jun體ti的de傷shang害hai。與yu常chang規gui的de幹gan燥zao設she備bei相xiang比bi,采cai用yong真zhen空kong低di溫wen噴pen霧wu係xi統tong,將jiang常chang規gui壓ya力li下xia的de熱re風feng直zhi接jie用yong作zuo熱re源yuan,采cai用yong低di溫wen飽bao和he蒸zheng汽qi間jian接jie進jin行xing幹gan燥zao。在zai真zhen空kong狀zhuang態tai下xia改gai變bian菌jun懸xuan液ye中zhong水shui的de蒸zheng汽qi壓ya,並bing使shi物wu料liao充chong分fen翻fan滾gun可ke以yi更geng好hao地di接jie受shou霧wu化hua料liao液ye的de浸jin潤run和he包bao覆fu,達da到dao粉fen粒li顆ke粒li充chong分fen幹gan燥zao的de目mu的de。
低溫噴霧幹燥技術的研究
低溫噴霧幹燥技術很早之前就已應用於食品生產行業,很多食品生產領域都成功運用這項技術獨立生產優質產品。早在1865年,在雞蛋液的幹燥處理上首次運用了低溫噴霧幹燥技術。1888年,低溫噴霧幹燥技術擴大應用到糖漿、葡萄糖以及乳製品上。在1950年nian,脫tuo脂zhi速su溶rong奶nai粉fen在zai歐ou美mei國guo家jia投tou入ru工gong業ye化hua生sheng產chan。運yun用yong低di溫wen噴pen霧wu幹gan燥zao技ji術shu將jiang脫tuo脂zhi奶nai加jia工gong成cheng脫tuo脂zhi速su溶rong奶nai粉fen,使shi得de成cheng品pin具ju有you良liang好hao的de流liu動dong性xing。長chang期qi以yi來lai,低di溫wen噴pen霧wu幹gan燥zao技ji術shu及ji設she備bei在zai眾zhong多duo的de幹gan燥zao技ji術shu中zhong占zhan有you重zhong要yao地di位wei。
低溫噴霧幹燥技術的優點
(1)瞬間幹燥。料液經過高溫霧化形成霧滴,霧滴會增大與熱空氣接觸的麵積,幹燥能夠在瞬間完成。
(2)產品質量好。產品的分散性、流動性和溶解性能夠得到有效提高,密封的環境使產品還能夠防塵。
(3)物料本身不承受高溫。
(4)生產控製方便。係統能夠自動化操作,從而消除人為因素,使產品質量保持穩定。
(5)減少公害,保護環境。
(6)可組成多級幹燥。噴霧幹燥還可以同其他幹燥技術組合使用,發揮不同幹燥方法的優點,進行優化重組,能夠發揮出更大作用。
(7)應用領域廣泛。
低溫噴霧幹燥技術的原理
噴霧幹燥包括3個步驟:料液霧化、料液幹燥、產品分離。噴霧幹燥過程如圖所示,空氣通過過濾器和加熱器,進入幹燥器頂部的空氣分配器,熱re空kong氣qi呈cheng螺luo旋xuan狀zhuang均jun勻yun進jin入ru幹gan燥zao器qi。料liao液ye由you料liao液ye槽cao流liu經jing過guo濾lv器qi,再zai由you泵beng送song至zhi幹gan燥zao器qi頂ding部bu的de霧wu化hua器qi,使shi料liao液ye噴pen成cheng小xiao的de霧wu狀zhuang液ye滴di,料liao液ye和he熱re空kong氣qi混hun合he接jie觸chu,水shui分fen迅xun速su蒸zheng發fa,在zai極ji短duan時shi間jian內nei幹gan燥zao成cheng成cheng品pin,成cheng品pin由you幹gan燥zao塔ta底di部bu和he旋xuan風feng分fen離li器qi排pai出chu,廢fei氣qi由you風feng機ji排pai出chu。
噴霧幹燥工藝流程示意圖
影響低溫噴霧幹燥技術效果的因素
噴霧幹燥工藝過程中涉及到幾個重點因素都分別對成品品質有相應的影響。這些重點因素主要包括幹燥溫度、幹燥風量、進料速度(進料流量)、助幹劑用量以及樣品的水分含量等,根據不同的噴霧幹燥機型號還會有不同的影響因素。
01
幹燥溫度
幹(gan)燥(zao)溫(wen)度(du)是(shi)低(di)溫(wen)噴(pen)霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術(shu)中(zhong)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)的(de)工(gong)藝(yi)參(can)數(shu),溫(wen)度(du)影(ying)響(xiang)著(zhe)幹(gan)燥(zao)的(de)效(xiao)果(guo)和(he)成(cheng)品(pin)的(de)理(li)化(hua)性(xing)質(zhi)。幹(gan)燥(zao)溫(wen)度(du)越(yue)高(gao),水(shui)分(fen)蒸(zheng)發(fa)越(yue)快(kuai),但(dan)容(rong)易(yi)破(po)壞(huai)物(wu)料(liao)中(zhong)有(you)效(xiao)成(cheng)分(fen)的(de)活(huo)性(xing);反之,若幹燥溫度越低,水分蒸發越慢,但能夠保持物料中有效成分的活性。
Papadakis、徐xu學xue玲ling等deng研yan究jiu了le進jin口kou溫wen度du對dui幹gan燥zao物wu料liao的de影ying響xiang,結jie論lun表biao明ming,幹gan燥zao溫wen度du過guo高gao,物wu料liao水shui分fen蒸zheng發fa過guo快kuai,然ran而er過guo高gao的de溫wen度du會hui導dao致zhi霧wu滴di表biao麵mian硬ying化hua,阻zu礙ai內nei部bu水shui分fen向xiang外wai部bu擴kuo散san,易yi出chu現xian粘zhan壁bi現xian象xiang,造zao成cheng幹gan燥zao成cheng品pin含han水shui率lv高gao,幹gan燥zao效xiao果guo差cha。因yin此ci,幹gan燥zao溫wen度du不bu宜yi過guo大da,要yao根gen據ju實shi際ji對dui生sheng產chan的de工gong藝yi要yao求qiu選xuan取qu合he適shi的de溫wen度du。
02
幹燥風量
ganzaofengliangshiyingxiangshuifenzhengfadelingyigezhongyaoyinsu。ganzaofengliangyueda,ganzaohoudewuliaohanshuiliangyuedi,danruoganzaofengliangguoda,huidaozhibufenkelisuirefengyiqipaidaodaqi,zaochenglangfei。ganzaofengliangyuexiao,jinfengsuduyueman,ganzaoshijianyuechang,duirefengnengliangliyonglvyuegao,shuifenzhengfaxiaoguoyuehao,danruoganzaofengliangguoxiao,dabudaoshuifenzhengfasuoxuyaodenengliang,zuizhongdebudaoyuqidedihanshuilvdeganzaochengpin。
03
進料速度
進料速度影響著物料的幹燥效率和幹燥效果。進料速度越快,噴霧幹燥效率越高,但物料與熱風接觸時間越短,傳熱傳質效xiao率lv越yue低di,最zui終zhong幹gan燥zao成cheng品pin水shui分fen含han量liang越yue大da。反fan之zhi,進jin料liao速su度du越yue慢man,物wu料liao與yu熱re空kong氣qi接jie觸chu時shi間jian越yue長chang,幹gan燥zao得de越yue徹che底di,成cheng品pin得de率lv就jiu越yue高gao,但dan進jin料liao速su度du過guo低di會hui造zao成cheng能neng源yuan浪lang費fei,降jiang低di生sheng產chan效xiao率lv。
低溫噴霧幹燥技術的應用
01
在食品領域的應用
muqian,dabufennaifendoushicaiqupenwuganzaodefangfalaizhibei,youyunaifenjuyouhengaodeyingyangwuzhihedanbaizhi,guogaodewenduhuipohuaiqihuoxing,ercaiyongdiwenpenwuganzaodefangfazenenghenhaodemanzuqishengchanyaoqiu。rujin,diwenpenwuganzaojishudeyingyongyikuozhandaogezhongshipinshengchanlingyu,rujidanzhipin、飲料、植物蛋白、果蔬提取物、碳水化合物、茶葉提取物、酸奶等。
02
在醫藥領域的應用
在醫藥領域中,低溫噴霧幹化技術在將液體藥物製劑轉化為粉末方麵起著至關重要的作用。低溫噴霧幹燥技術不僅可以用於幹燥、製粒、還可以用於製備提取物,例如揮發油微囊的製備。在藥物包封應用方麵,噴霧幹燥的主要優點是具有控釋性能的顆粒設計、封裝效率高、保質期延長、具有多種包覆輔料的通用技術。中藥具有熱敏性、易揮發、粘度高等特點,需要考慮在低溫環境下對其進行幹燥處理。目前,根據中藥最初的含水量和狀態不同,可以采用低溫熱風幹燥、低溫真空幹燥、真空冷凍幹燥、低溫吸附幹燥等多種不同方式。在七十年代,我國逐漸開始采用噴霧幹燥的方法幹燥中藥,目前,該技術被廣泛用於中藥提取液的幹燥、製粒、製備微囊、包衣。
03
在化工領域的應用
梁永昌概述了低溫噴霧幹燥技術在活性染料生產中的應用,Chen在2002年(nian)提(ti)到(dao)使(shi)用(yong)噴(pen)霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術(shu)作(zuo)為(wei)直(zhi)接(jie)幹(gan)燥(zao)汙(wu)泥(ni)的(de)可(ke)能(neng)性(xing),後(hou)續(xu)多(duo)位(wei)學(xue)者(zhe)進(jin)行(xing)研(yan)究(jiu)證(zheng)明(ming)低(di)溫(wen)噴(pen)霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術(shu)的(de)可(ke)行(xing)性(xing),幹(gan)燥(zao)後(hou)的(de)汙(wu)泥(ni)還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)水(shui)泥(ni)、建築等其他行業,同傳統汙泥幹化方法相比,具有更好的節能效果和環境優勢。同時,低溫噴霧幹燥技術越來越多的應用於製備催化劑、洗滌劑、染料、鋰離子電池材料等,該方法穩定性高,效率高。
小結:
低di溫wen噴pen霧wu幹gan燥zao技ji術shu對dui於yu熱re敏min性xing物wu質zhi有you非fei常chang好hao的de效xiao果guo,能neng夠gou讓rang它ta們men在zai維wei持chi自zi身shen活huo性xing的de同tong時shi還hai保bao持chi幹gan燥zao,不bu會hui受shou到dao成cheng分fen上shang的de損sun壞huai。該gai技ji術shu在zai應ying用yong過guo程cheng中zhong要yao考kao慮lv多duo種zhong因yin素su,可ke能neng會hui對dui幹gan燥zao成cheng品pin產chan生sheng影ying響xiang,需xu要yao優you化hua幹gan燥zao溫wen度du、幹(gan)燥(zao)風(feng)量(liang)和(he)進(jin)料(liao)速(su)率(lv)等(deng)工(gong)藝(yi)因(yin)素(su),使(shi)其(qi)能(neng)夠(gou)高(gao)效(xiao)節(jie)能(neng)的(de)獲(huo)得(de)到(dao)更(geng)好(hao)的(de)幹(gan)燥(zao)成(cheng)品(pin)。經(jing)處(chu)理(li)的(de)幹(gan)燥(zao)成(cheng)品(pin)品(pin)質(zhi)優(you),效(xiao)果(guo)好(hao),該(gai)技(ji)術(shu)被(bei)越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)泛(fan)的(de)用(yong)於(yu)食(shi)品(pin)、醫藥、化工等多個領域。
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