噴霧干燥具傳熱快,水分蒸發(fā)迅速,干燥時(shí)間瞬間的特點(diǎn),且制品質(zhì)量好,質(zhì)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(lèi)染料的干燥??梢愿稍锶玖霞?xì)粉、超細(xì)粉、無(wú)粉塵粉劑及空心顆粒劑。按染料霧化方式可分為三類(lèi):
(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(zhuǎn)式霧化,用料液加到霧化器內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的甩盤(pán)(7000~20000r/min)中,將料液快速甩出而霧化。
第三種方法的效果好,時(shí)間短,勞動(dòng)生產(chǎn)率高,為染料界所青睞,其缺點(diǎn)是設(shè)備投資大,能耗較高。
噴霧干燥原理 通過(guò)機(jī)械作用,將需干燥的物料,分散成很細(xì)的像霧一樣的微粒,(增大水分蒸發(fā)面積,加速干燥過(guò)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(zhì)干燥成粉末。
噴霧干燥的優(yōu)缺點(diǎn)噴霧干燥的優(yōu)點(diǎn)
1.干燥過(guò)程非常迅速;
2.可直接干燥成粉末;
3.易改變干燥條件,調(diào)整產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);
4.由于瞬間蒸發(fā),設(shè)備材料選擇要求不嚴(yán)格;
5.干燥室有一定負(fù)壓,保證了生產(chǎn)中的衛(wèi)生條件,避免粉塵在車(chē)間內(nèi)飛揚(yáng),提高產(chǎn)品純度;
6.生產(chǎn)效率高,操作人員少。
噴霧干燥的缺點(diǎn)
1.設(shè)備較復(fù)雜,占地面積大,一次投資大;
2.霧化器,粉末回收裝置價(jià)格較高;
3.需要空氣量多,增加鼓風(fēng)機(jī)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(duì)設(shè)備的要求
1.與產(chǎn)品接觸的部位,必須便于清洗滅菌;
2.應(yīng)有防止焦粉措施,防止熱空氣產(chǎn)生渦流與逆流;
3.防止空氣攜帶雜質(zhì)進(jìn)入產(chǎn)品;
4.配置溫度、壓力指示紀(jì)錄儀裝置,便于檢查生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn);
5.具有高回收率的粉塵回收裝置;
6.應(yīng)迅速出粉冷卻,以提高溶解度、速溶性;
7.干燥室內(nèi)溫度及排風(fēng)溫度,不允許超過(guò)100℃,保證安全與質(zhì)量;
8.噴霧時(shí)濃奶液滴與熱空氣均勻接觸,提高熱效率;
9.對(duì)粘度物質(zhì)盡量減少粘壁現(xiàn)象。
噴霧干燥設(shè)備的分類(lèi)按微粒化方法分類(lèi)
(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(guò)霧化器(噴槍?zhuān)?,聚化?0~200的霧狀微粒與熱空氣直接接觸,進(jìn)行熱交換,短時(shí)間完成干燥。
②壓力噴霧微?;b置:M型和S型,具有使液流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)溝,M型導(dǎo)溝軸線垂直于噴嘴軸線,不與之相交;S型導(dǎo)溝軸線與水平成一定角度。其目的都是:設(shè)法增加噴霧時(shí)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(zhuǎn)的圓盤(pán)給予溶液以離心力,使其以高速甩出,形成薄膜、細(xì)絲或液滴,由于空氣的摩擦、阻礙、撕裂的作用,隨圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切向加速度與離心力產(chǎn)生的徑向加速度,結(jié)果以一合速度在圓盤(pán)上運(yùn)動(dòng),其軌跡為一螺旋形,液體高著此螺旋線自圓盤(pán)上拋出后,就分散成很微小的液滴以平均速度沿著圓盤(pán)切徑方向運(yùn)動(dòng),同時(shí)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(gè)以轉(zhuǎn)軸中心對(duì)稱(chēng)的圓柱體。
②獲得較均勻液滴的要求:a.減少圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)的震動(dòng)b.進(jìn)入圓盤(pán)液體數(shù)量在單位時(shí)間內(nèi)保持恒定c.圓盤(pán)表面平整光滑d.圓盤(pán)的圓周速率不宜過(guò)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(pán)近處的一群細(xì)液滴組成,并隨轉(zhuǎn)速增高而減小。
③離心噴霧器的結(jié)構(gòu):要求:潤(rùn)濕周邊長(zhǎng),能使溶液達(dá)到高轉(zhuǎn)速,噴霧均勻,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、質(zhì)輕、簡(jiǎn)單、無(wú)死角、易拆洗、有較大生產(chǎn)率。 按干燥室形式分類(lèi)
根據(jù)干燥室中熱風(fēng)和被干燥顆粒之間運(yùn)動(dòng)方向分類(lèi):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(jìn)風(fēng)溫度來(lái)干燥,而不影響產(chǎn)品的質(zhì)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(yíng)養(yǎng)成份會(huì)因高溫而喪失,對(duì)這些植物來(lái) 說(shuō),冷凍干燥是一個(gè)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(duì)這些植物而言,噴霧干燥技術(shù)則是再理想不過(guò)的了。以大豆為例,其濃縮過(guò)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(zhì) ( 這種物質(zhì)會(huì)阻礙消化和分解蛋白質(zhì) ) 。 噴霧干燥往往是制造過(guò)程中最后的一個(gè)步驟,它就是經(jīng)由不斷的噴霧、混合和干燥來(lái)使物質(zhì)從液體變?yōu)榉勰?。在眾多?chǔ)存食物的技術(shù)中,噴霧干燥法有其獨(dú)特的優(yōu)越性。因?yàn)榇思夹g(shù)所使用的溫度并不是很高,所以在去除微生物污染的同時(shí),仍可以有效保留食物的味道、色澤和營(yíng)養(yǎng)。 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(zhì)的大小、外形或密度,它能在生產(chǎn)過(guò)程中協(xié)助添加其它成份,有助于生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最嚴(yán)格的產(chǎn)品。 噴霧干燥法的運(yùn)作 大豆在噴霧干燥前,必需進(jìn)行清洗和去皮,并削減脂肪等非蛋白 質(zhì)成份,從而濃縮出大豆中最有營(yíng)養(yǎng)的成份,經(jīng)過(guò)這樣濃縮后的大豆才能進(jìn)行噴霧干燥。噴霧干燥的實(shí)際過(guò)程分好幾個(gè)步驟:首先,液體產(chǎn)品被輸入霧化器中,霧化器中一個(gè)高速運(yùn)作的轉(zhuǎn)輪將液體霧化,從而使產(chǎn)品變?yōu)楣桃后w混合的微粒子狀態(tài)。 在第二個(gè)步驟中,霧化微粒被導(dǎo)向一個(gè)可控溫度及氣流的干燥室中,熱空氣會(huì)微粒里的液體蒸發(fā)掉。為了使最終的產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn),微粒接觸熱空氣時(shí)間必須能夠恰到好處,以保持粉末品有一定的水份;同時(shí)干燥室里的狀態(tài)也要受到良好的控制,因?yàn)?,干燥室體積的大小和氣流狀況都會(huì)影響到產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)。 第三個(gè)步驟也就是整個(gè)程序中的最后一步,將氣流中的粉末通過(guò)分離器收集到一個(gè)容器中,這樣形成的最終產(chǎn)品就可以進(jìn)行包裝或與其它成份混合了。特點(diǎn) 干燥速度快。料液經(jīng)離心噴霧后,表面積大大增加,在高溫氣流中,瞬間 就可蒸發(fā)95%-98%的水份,完成干燥時(shí)間僅需數(shù)秒鐘。 采用并流型噴霧干燥形式能使液滴與熱風(fēng)同方向流動(dòng),雖然熱風(fēng)的溫度較高,但由于熱風(fēng)進(jìn)入干燥室內(nèi)立即與噴霧液滴接觸,室內(nèi)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。