2022-09
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噴霧干燥法簡介及應(yīng)用
噴霧干燥是利用霧化器將料液霧化成直徑微小的霧滴，并在干燥塔中與熱空氣或其它的熱介質(zhì)直接接觸過程中迅速蒸發(fā)料液中的水分或其它溶劑，料液在極短的時間內(nèi)干燥成粉狀或顆粒狀產(chǎn)品后從干燥塔排出至旋風(fēng)分離塔實(shí)現(xiàn)氣固分離從而獲得干燥產(chǎn)品的干燥技術(shù)。
與其它干燥技術(shù)相比，噴霧干燥技術(shù)主要有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：
①干燥速度快，一般只需5-15秒，具有瞬時干燥特點(diǎn)；
②物料短時間內(nèi)完成干燥過程，適應(yīng)于熱敏性物料干燥，能保持物料色、香、味；
③生產(chǎn)過程簡化，操作控制方便，適宜連續(xù)控制生產(chǎn)；
④通過改變工藝參數(shù)，可以以非常高效的方式生產(chǎn)出符合粉體粒度和形狀、密度、分散性、多態(tài)性和流動特性等精確粉體特性的復(fù)雜粉體。
常常利用噴霧干燥法的優(yōu)點(diǎn)來制備一些特殊要求微囊粉，比如香料香精微膠囊、油脂類維生素微膠囊、中藥類微膠囊等等，既能保持其的固有特性，又彌補(bǔ)其對耐氧、光、熱的敏感的缺點(diǎn)。
噴霧干燥法制備微膠囊的原理
先將芯材乳化分散于包囊材料的溶液中形成穩(wěn)定料液，然后通過霧化裝置將此料液在干燥的熱氣流中霧化成微細(xì)液滴，溶滴壁材的溶劑受熱迅速蒸發(fā)，從而使包覆在微細(xì)化芯材周圍的壁材形成一種具有篩分作用的網(wǎng)狀膜結(jié)構(gòu)，分子較大的芯材被包留在形成的囊膜內(nèi)，而壁材中的水或其它溶劑等小分子物質(zhì)因熱蒸發(fā)而透過“網(wǎng)孔”順利移出，使膜進(jìn)一步干燥固化，得到干燥的粉狀或顆粒狀微膠囊。
噴霧干燥法制備微膠囊可分為料液制備、霧化、干燥、分離等四個步驟：
①? 料液制備：將芯材穩(wěn)定地乳化分散于包囊材料的溶液中形成穩(wěn)定料液。
②? 物料霧化：料液通過霧化器的霧化作用霧化成直徑細(xì)小的霧滴，增大料液的傳熱面積。
③? 物料干燥：霧化之后的細(xì)小霧滴與高溫?zé)峥諝庵苯咏佑|過程中迅速蒸發(fā)大部分水分，把乳液干燥成粉體或顆粒狀產(chǎn)品。
④? 氣固分離：干燥之后的乳液為粉末狀物料和氣體狀溶劑，生產(chǎn)過程中一般采用旋風(fēng)分離加布袋除塵器的方法加以分離。
影響微囊粉制備的主要因素
1）、壁材
壁材是指用于包裹、制作微膠囊所需的材料，它是決定微膠囊性能的關(guān)鍵因素之一。一般對其要求主要有：成膜性好，性能穩(wěn)定、無毒、無刺激性、能與芯材配伍且不影響芯材的作用及含量、有芯材有合適的釋放速率、有一定的強(qiáng)度及可塑性，具有符合要求的粘度、滲透性、親水性和溶解性等。
微囊粉的常用壁材為碳水化合物，主要有：天然高分子囊材（明膠、阿拉伯膠、海藻酸鹽、殼聚糖等）；淀粉類囊材（淀粉及其衍生物、麥芽糊精、糊精和β-環(huán)糊精等）；纖維素類囊材（纖維素、羧甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素等）；合成高分子囊材（有聚乙烯醇、聚碳酯、聚乙二醇、聚苯乙烯、聚酰胺等）。
2）、料液溫度
料液溫度指進(jìn)入噴霧塔的料液實(shí)際溫度，料液實(shí)際溫度會影響料液的粘度和干燥效果，干燥時料液溫度均有一定的限制；溫度較高時會使料液中的粘度降低和更容易干燥，溫度較低時會使料液中的粘度增加和難于及時干燥。一般來說，如果不影響料液其他其物性，例如分子結(jié)構(gòu)、物料穩(wěn)定性等，料液溫度盡可能設(shè)置高些，滿足快速干燥要求。
3）、料液固含
料液固含指料液中物料占比（或濃度）。一般來說，料液固含越高粘度越大，料液的粘度越大制備的微囊粉粒徑和包封率越良好；但是料液固含有一定的限制，料液粘度太大的話，會導(dǎo)致噴霧干燥時容易拉絲，影響噴霧干燥效果。一般來說，在噴霧干燥時不拉絲情況下，盡量提高料液固含。
4）、干燥溫度
干燥溫度指料液進(jìn)入噴霧塔的干燥空氣溫度，每一種料液因其物性，例如分子結(jié)構(gòu)、比重、比熱、含水率等因素，干燥時溫度均有一定的限制；溫度太高時會使料液中的部分物料高溫變質(zhì)或干燥過快破壞微囊結(jié)構(gòu)，太低又會使料液不能達(dá)到所需干燥條件，容易黏壁和堵塞管道等；一般來說，料液干燥溫度約60～100℃。
5）、風(fēng)量
風(fēng)量為帶走料液中水分的唯一媒介，風(fēng)量大小會影響除濕效果的好壞。風(fēng)量太大會造成回風(fēng)溫度過高，造成過熱現(xiàn)象而影響其穩(wěn)定性，風(fēng)量太小則無法將原料中的水分完全帶走，風(fēng)量也是代表噴霧干燥機(jī)的除濕能力。一般來說，風(fēng)量根據(jù)噴霧干燥設(shè)備實(shí)際功率設(shè)定。
6）、進(jìn)料速度
進(jìn)料速度指料液進(jìn)入噴霧塔霧化的速度，每一種料液因其物性，例如粘度、比重、比熱、含水率等因素，進(jìn)料速度均有一定的限制；進(jìn)料速度太慢時白白損耗能量，太快又會使料液不能達(dá)到所需干燥條件，容易黏壁和堵塞管道等；一般來說，進(jìn)料速度在料液穩(wěn)定及時干燥條件下，盡量提高進(jìn)料速度。
7）、霧化效果
??? 霧化效果指料液進(jìn)入噴霧塔霧化的液滴大小，液滴大小直接與霧化氣壓（壓力式噴霧干燥機(jī)）和離心轉(zhuǎn)速（離心式噴霧干燥機(jī)）相關(guān)。液滴太大，導(dǎo)致液滴難于及時干燥；液滴太小，常導(dǎo)致微囊粉粒徑較小；霧化效果一般根據(jù)設(shè)備情況和粒徑要求等因素綜合調(diào)節(jié)。
