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如何为你的材料挑选合适的喷雾干燥机

你是否在忧虑处理量不匹配,物料粘壁,粒径不均,含水量过高等干燥问题,如果你想解决这些问题,那么这篇文章请你一定要耐心读完,本指南将帮助你选择最适配你的物料的干燥方案。

  • 了解你的物料特性

首先最重要的是,确定你的材料本身的属性。

  • 物料是否具有热敏性:
  • 由于热敏感性物料高温下易失活,故而在设计进出口温度时需格外注意干燥效率和保留物料活性二者之间的平衡。所以热敏性物料优先选择低温喷雾干燥机(控温35℃-100℃),搭配闭式循环系统以避免高温破坏活性。
  • 非热敏性物料则可选择进风温度在150℃-300℃之间的中高温机型。
  • 物料粘度与流动性情况:
  • 高粘度液料优先选择离心式喷雾干燥机,雾化器转速高,防止粘壁。并优先选用不同的螺杆泵、软管泵、柱塞泵等,输送力强、压力稳定、防堵。
  • 低粘度液料可以选择压力式喷雾干燥机,雾化均匀且产能稳定。优先选取离心泵、齿轮泵,流量大、成本低。
  • 腐蚀性:

如果你的物料是强酸或强碱类的腐蚀性液料,那么在选择合适的设备之余需要选择316L不锈钢或者钛合金材质的机身,并搭配防腐蚀的雾化器,以避免物料污染和设备损耗。

  • 含固量:

液料的含固量影响粉末收率和喷嘴寿命。含固量高的液料不易雾化,容易粘壁,堵塞喷嘴,导致粉末收率下降。所以含固量高的液料需选择离心式干燥机,或者带有预浓缩的干燥机。含固量低的液料可选压力式或者气流式喷雾干燥机。

  • 选择系统类型

喷雾干燥机主要分两种系统类型,一种是传统的开式喷雾干燥机,一种是闭式循环喷雾干燥机。

  • 开式喷雾干燥机:适用于水基溶液和常见粉末(食品/陶瓷),成本低,配置简单。
  • 闭式循环喷雾干燥机:采用氮气或其他惰性气体作为干燥气体,主要用于有机溶剂物料的干燥,也用于易燃易爆、有毒、易氧化物料的干燥。

简而言之,如果你的液料中如果含有机溶剂,那么必须搭配闭式循环系统,在对溶剂进行回收、提高液料利用率的同时隔绝空气、防止燃爆。

Closed-loop-spray-dryer

  • 选择合适的处理量

按照喷雾干燥机的处理量主要分为实验室小试型、中试型、工业型三种类型。

类型 处理量 优势
实验室小试型喷雾干燥机 500ML/H-3L/H 体积小,操作灵活;参数可微调,出风温度不可调,符合创新生产工艺的要求。
中试型喷雾干燥机 3L/H-20L/H 参数可微调,出风温度不可调,能兼顾实验和量产,降低工业化转型风险。
工业型喷雾干燥机 20L/H以上 参数可调,连续作业,适合大规模工业化生产。

 

从实验室到中试再到工业化,设备的转变可以说是企业从配方配比到工艺优化再到生产这一系列流程的外化。所以想为你的材料选择合适的设备,物料处理量是喷雾干燥机选型的一个重要指标。

Pilot-scale-spray-dryer

  • 粉体标准

不同的行业对粉体产品的粒径,纯度,流动性等要求不同,因此需要进行有针对性的选型。粒径大小、含水量、流动性、堆积密度等决定了对喷嘴/干燥箱/过滤器等的选配。

  • 粒径大小
 粒径大小 雾化器类型 适用
1–50 μm (细粉) 双流体喷嘴(压缩空气) 实验室研发,小样本
50–200 μm (小颗粒) 压力喷嘴 工业生产
80–300 μm (均匀球形粉末) 旋转雾化器离心盘 陶瓷/化学品/高容量
  • 粉末如需良好的流动性,则需选带二次造粒功能的机型;如有低含水率要求,则需要控制喷雾干燥机的出风温度以及关注尾气回收系统。
  • 安全性,清洁度和自动化程度

工业生产选取自动化程度高的机型,如配备了全自动PLC+触摸屏控制系统、CIP系统,可用CFD模拟预测粉末数据等的机型。

实验室操作则首选结构简单、易清洗维护的型号。

  • 热源选择以及运行方式

请根据您的企业日常热源的供能方式和生产模式,选取不同的喷雾干燥机。

热源:

  • 电热:清洁能源、污染小,控制精准,运行成本高。最适合实验室。
  • 蒸汽加热:成本适中,控制稳定,但需要蒸汽供应,适合中试。
  • 燃气/油加热:运行成本最低,效率高,适合工业化生产,但污染大,需处理后再排放。

运行方式

  • 连续生产:适合量产,产品质量稳定,适合大规模量产。
  • 批量生产:生产灵活,适合多种物料,适合研发场景。
  • 评估设备的可扩展性

如果扩大产能,原有的喷雾干燥机能否在提升产能的同时保证质量与效率。所以在选取合适的喷雾干燥机时优先考虑扩展性好的设备。

  • 预算和总体拥有成本(TCO):

在选购合适的喷雾干燥机时,我们不仅要注意核心功能是否适配,也要考虑设备的预算和总体拥有成本(TCO),在预算允许的情况下选取可获更高经济效益的设备。

  • 选型注意事项
  • 高配的喷雾干燥机并不一定适合所有,选型时满足核心需求即可,避免功能浪费。
  • 订购设备前务必提供样品进行小试,验证干燥效果等。
  • 优先考虑提供定制化干燥方案与售后服务的厂家。
  • 结论:您的材料决定了你需要的喷雾干燥器

我们必须树立起没有最好的喷雾干燥机设备,只有与不同的材料或者不同的使用场景等最适配的喷雾干燥机的观念。结合您的物料、生产方式、产品要求等选取最适合您的喷雾干燥机。

还不确定哪种设备适合你?

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