实验八实验八 干燥实验干燥实验一、实验目的一、实验目的（1）了解微型喷雾干燥装置的结构；（2）熟悉微型喷雾干燥装置的基本原理及应用领域；（3）了解微型喷雾干燥装置的特点；（4）了解喷雾干燥的关键部件——雾化器的基本形式及选择原则；（5）掌握根据物料的特性选择合适喷雾干燥工艺条件，获得合格产品的方法二、基本原理二、基本原理微型喷雾干燥装置具有体积小、重量轻、易操作等优点干燥塔塔体为玻璃制成，塔直径只有 140mm，塔高仅 500mm，在实验操作过程中可观察到塔内喷嘴的雾化情况及造粒过程喷雾干燥是干燥单元操作的特殊过程，主要用在化学工业的造粒，如催化剂的生产、染料的干燥；食品工业的饮料、奶粉制造；生物制药工业的药品生产等，应用十分广泛喷雾干燥的原理是将物料（溶液、浆液、乳浊液或悬浮液）通过雾化装置喷雾成细小的液滴，与干燥介质（热风）接触进行热量、质量交换，使雾状液滴中的溶剂（水）迅速汽化并被干燥介质带走，从而获得粉状或颗粒状成品的干燥过程喷雾干燥不需要将物料预先进行机械分离，而直接将物料液雾化成几十微米的小液滴，直径为 10~60μm，通常 1kg 料液雾化后表面积可达 100~600m2，这样热交换非常迅速，水分汽化极快，干燥时间很短，仅为 5~30s，得到粒径为 30~50μm 质量较好的产品。
雾化是该装置是最基本的条件，根据其雾化机理分为气流式喷雾干燥、压力式喷雾干燥和离心式喷雾干燥三种它依靠喷嘴去完成，喷头结构也有多种类型：通常有压力喷头、转盘和双流式等几种双流式，采用压缩空气以很高的速度（300m/s 或更高）从喷嘴喷出，利用气液二相的速度差产生的摩擦力，使液滴分裂为雾滴雾滴大小取决于相对速度和料液的粘度料雾的分散度取决于气体的喷射速度、料液的物理性质、雾化器的几何尺寸、气液量之比压力式，料浆用泵以较高压力沿切线槽进入旋流室，在旋流室内，料浆高速旋转，形成近似的自由涡流在压力作用下，料液从小孔喷出，形成锥形料雾双流式喷头的结构简单，制造容易，适用于任何年度或较烯的悬浮液，但能耗较大；压力式适用于一般粘度的液体，动力消耗少，但必须有高压液泵，因其盆孔小，易被堵塞及磨损而影响正常雾化，操作弹性小因此，多采用双流式喷头本装置采用用双流式喷嘴操作方式为喷嘴在塔的顶部垂直向下雾化与从顶部进入的热风并流接触，流向塔底，气流在塔的底部带着干燥好的粉粒进入旋风分离器，将粉粒与气体分离即物料在喷嘴的中间管向下流过，经压缩机加压的空气在喷嘴的环隙流过，当离开出口时，浆液被撕裂为雾滴雾滴的大小，与浆料湿含量、粘度、流量、喷嘴进风压力等因素有关。
要选用最佳的操作参数才能得到好的结果当物料的种类和浆液的湿含量已经确定，可调节进风量和喷嘴的进风压力及浆液的进料速度就能得到理想的结果三、实验装置及技术指标三、实验装置及技术指标喷雾干燥器由三部分组成：①热风循环系统、②液料雾化系统、③旋风收集系统1）热风循环系统：由空气过滤器、加热器和风机所组成的干燥介质（空气）的加热和输送系统，是干燥、收集、蒸汽排出的主要动力和载体2）液料雾化系统：由雾化器和干燥室组成的喷雾干燥器雾化喷嘴是喷雾干燥机系统中至关重要的元件，通常多种孔径的喷嘴可供选择，需要根据不同的物料、溶液和产品要求综合考虑3）旋风收集系统：由旋风分离器和袋滤器等组成的气固分离系统压缩机提供的压缩空气经调节器入雾化器，料液由进料蠕动泵控制进入雾化器，雾化器在压缩空气的作用下将料液雾化进入干燥室，空气经滤后，在加热器加热至预定的温度后，进入干燥器，与雾滴并流向下运动时，发生干燥，将雾滴中的湿分去掉，湿分进入热空气中干燥后的产品被热空气流带入旋风分离器进行气—固分离排出的气流再进入袋滤器，进一步分离气流中的细小颗粒技术指标：技术指标：最大水份蒸发量：1.0L/h；最大空气流量：35m3/h；最高进气温度：300℃；用于喷雾的压缩空气压力：0.3Mpa，压缩空气最大流量：0.9 m3/h；四、实验前准备工作四、实验前准备工作（1）检查各部分接线与标识是否相符。
2）连接好气路和液路的管接头，慢慢打开冷却水管调节阀通入冷却水3）浆料的准备工作在喷雾操作前必须对浆料进行过滤处理，防止有较大的颗料物堵塞喷头，处理方法是将料液倒入 100 目的不锈钢筛子内从下部收集浆料，再将放入有搅拌转子的烧杯内，置于搅拌器上，开启搅拌器处于搅动状态为喷出较细的粒子，有些物料还可用胶体磨进行细磨注意：有些浆料是粉体与水的悬浮液，静止时粉体就沉降在底部，这样就无法通过蠕动泵进行输送，故一定要搅拌待用有些浆料是均一的状态，可以不必搅拌直接将蠕动泵的入口管插入该液体内即可4）烧杯中放入清水（供清洗喷嘴用） ，另一烧杯中放入欲喷雾干燥的液体，并把它放在磁力搅拌器上，开启电源投入磁棒进行搅拌5）将蠕动泵的胶管安装好，插入清水杯中，开启泵的电源，调节进液流量达到一定值，停止加液 五、实验操作五、实验操作1、升温（1）打开空气转子流量计下面的放空阀(逆时针开至最大)否则，当开启风机时，转子会把玻璃管打坏2）开启总电源、风机及空压机电源，触摸变频器上的 RUN 键调节至某一空气流量一般在 20-25m3/h 左右3）然后依次开启自动控温电源、测温电源设定进口温度值，温度给定值一般在 180～300℃（注意：温度选择是根据物料性质而定，对有热敏性的物料要选较低的温度，而对其他不受温度影响的物料可选温度高些） 。
到达设定温度后，仪表可自动控制4）调节进风量，控制在 15-25m3/h 左右（视物料的性质选一个固定值， ）观察温度上升情况当温度上升到规定温度时，开启无油空压机，调节喷嘴的进风压力再在0.05～0.15Mpa 选一个固定值2、喷雾操作喷雾操作前一定要用水做一次预喷雾操作这会对整体操作有很大的作用其方法是将蠕动泵的进料管放入清水烧杯内，开启蠕动泵，调节进料量在 20～40r/min 选一个固定值调节喷嘴的进风压力，将喷头向下观察雾滴分散情况，雾滴颗粒过大，可减少进液量或加大喷嘴进气压力；雾滴过细可加大进料量或降低喷嘴压力开启冷却喷头的水阀门通水选取适宜的条件后，记录下各部分的操作参数，将喷头插入喷雾干燥塔的顶部插孔内，同时将蠕动泵的进口管插入放在磁力搅拌器上正在搅拌的烧杯内很快就有温度和压力的变化，并能看到旋风分离器内有粉体出现此时表示在正常喷雾可用手轻轻拍击干燥器的底部锥面，使降落在锥面上的粉体排出3、停车（1）将蠕动泵入口管插入清水杯内，对喷头进行清洗后再关闭蠕动泵电源及压缩机电源2）将加热用的电位器调回原点关闭加热电源3）继续进风降温，当出口温度降至 40 ℃以下可关闭风机4）取下旋风分离器的收集瓶，可进行测试有关指标。
（粒度分布，粒子形状，粒子的强度等 ）4、装置的清洗停车降至室温后要打开上塔体上部的卡环取下塔体进行清洗在不改变产品类型的条件下就不必用水洗方法，只有在干刷时刷不掉附着的粒子时才使用水洗，这样能使内壁光滑，减少附着物5、收集瓶的装卸收集瓶一定要干燥的，在即将装满颗粒后，将进料改为清水，当水进入喷头后就没有物料排出，此时可卸下收集器，换上新的切忌在喷雾料时换收集器，那样会有大量的物料飞出绝对禁止这种操作方法六、注意事项六、注意事项（1）停车前必须停止加热，不能停止风机电源，加热炉的热量要靠通风带出降温，当风机停止转动会把加热丝烧毁2）拆下干燥塔及收集瓶，清除粘在塔壁的物料更换物料时要用清水将塔洗净3）喷头一定要用清水清洗干净4）正常操作时，玻璃干燥塔温度较高，且勿用手摸七、故障处理七、故障处理1．开启电源开关指示灯不亮，并且没有交流接触器吸合声，则保险坏或电源线没有接好2．控温仪表、显示仪表出现四位数字，则告知热电偶有断路现象3．仪表正常但电流表没有指示，可能保险坏或固态变压器，固态继电器坏了4．正常操作时，如果旋风分离器无粉粒出现，检查喷头是否堵塞或输送物料的管路是否畅通当有浆液滴进塔底及下面的收集瓶时，可适当减少进料量。
八、结果处理八、结果处理1．记录实验技术指标与结构参数指标喷嘴的进风压力进气温度压缩空气流量空气流量 数值0.25Mpa180℃10m3/h25m3/h2．要搞清被干燥好的颗粒情况，还应该用高放大倍数的放大镜观察粒子的形状，用筛分法测定粒度分布目数1860100160 质量百分比9.354.231.45.1九、思考题九、思考题1．为什么在喷雾操作前必须对浆料进行过滤处理？2．微型喷雾干燥装置工作的基本原理？。