以雾化器分类的喷雾干燥比较

喷雾干燥的型式区别与比较

2.1喷雾干燥的型式区别

    喷雾干燥的型式分类有多种，按流程可分为：开放式、封闭循环式、自惰循环式和半封闭循环式；按喷雾和气体流动方向分为：并流型、逆流型及混合流；按雾化方法可分为：离心式、压力式和气流式。其中，雾化方法分类是常用可见的方式，下文重点谈雾化器。

2.1.1雾化器的作用

    雾化器的作用是整个喷雾干燥的心脏，它直接影响到产品的质量和经济指标。雾化器分散度越高，干燥效率越大；雾化越均匀，产品的含水量变化越小。因此，雾化器既要保证料液的分散度，又要使粒度变化控制在最小限度。

2.1.2“三类”雾化器的特点

2.1.2.1离心式雾化器的特点

    离心式雾化：料液在高速转盘（圆周速度90~160m/s）中受离心力作用从盘边缘甩出而雾化。其 是利用高速旋转盘作用，当液处注入盘面时，液体受到二种力作用，一是离心力和重力作用下得到加速而分裂雾化；二是液体和周围空气同时接触面处，存在摩擦力促使形成雾滴。前者为离心雾化，后者为速度雾化，实际上这二者是同时存在的。

    离心式雾化器的雾化效果与料液特性、流量、圆盘形状直径及速度直接有关。离心式雾化过程的“三大”特点：

    ①直接分裂成液滴，当料液流量较少时，料液受离心力作用，在圆盘周围隆起成半球状，其直径取决于离心力和料液粘度及表面张力。当离心力大于表面张力时，圆盘周边的液滴立即被抛出而分裂雾化。

    ②丝状割裂成液滴，当料液流量较大而转速加快时，半球状物料液被拉成许多丝状射流。液量增加，圆盘周边的液丝也增加，如果液量达到一定数量后，液丝变粗，而丝数不再增加。抛出的液丝极不稳定，在离周边不远处即被分离成球状小液滴。

    ③膜丝分裂成液滴，当料液流量继续增大时，液丝数量与丝经均不再增加，液丝间互相并成薄膜，抛出液膜离圆盘周边一定距离后，被分裂成分布较广的液滴。若液体在圆盘表面滑动能减到最小时，则可使液体高速喷出，在圆盘周边与空气摩擦而分裂雾化。

2.1.2.2压力式雾化器的特点

    压力式雾化：用高压泵使液体获得高压，高压液体通过喷嘴时，将压力能转变为动能而高速喷出时分散为雾滴。当液体从单一孔中经加压后获得的雾化，这是由于受外力作用，液体从喷嘴出口处不远的距离，克服表面张力，从液膜分裂成细线，加上湍流径向分速度和周围空气相对速度的影响，使液线再分裂成大小不同的液滴，压力式雾化器也是从此原理出发的。

    压力式雾化器的特点：①结构简单，操作无噪声；②改变喷嘴内部结构，易得到所需的雾化形状；③大规模生产可采用多喷嘴喷雾。

    压力式雾化器的缺点：①生产过程中流量无法调节；②喷嘴喷孔口径小于1mm时，易产生堵塞；③不适用粘度高的胶状料液及有固相分解的悬浊液喷雾；④喷嘴易磨损。

2.1.2.3气流式雾化器的特点

    气流式雾化（又称二流体喷雾）：采用压缩空气以很高的速度从喷嘴喷出（≥300 m/s），依靠气液两相间的速度差所产生的摩擦力，使料液分裂为雾滴。其利用蒸汽或压缩空气的高速运动，使料液在喷嘴出口处相遇而产生液膜分裂并雾化。由于料液速度不大，而气流速度很高，这二种流体存在着的相对速度，液膜被拉成丝，然后分裂成细小雾滴，雾滴大小取决于相对速度和料液粘度。

    气流式雾化有局限性，只有在热空气温度高于300℃时采用蒸汽喷射才有意义，一般使用蒸汽压力为0.3-0.7MPa，使用压缩空气压力为0.2-0.5MPa时，液滴平均直径为10-60μm。

以雾化器分类的喷雾干燥比较

项目

离心式喷雾

压力式喷雾气流式喷雾料液处理量调节范围大调节范围最小，但处理量最大调节范围较狭粘度变化可改变转速，适用于高粘度物料高粘度喷雾困难可调节压缩空气压力供料压力（MPa）低压，约0.3高压，1-20低压，约0.3高压泵不需要需要柱塞泵不需要雾化价格高便宜便宜维修保养高速旋转的高精度，保养难喷嘴易磨损，高压泵需保容易动力消耗小最小最大产品粒度微粒粗粒微粒均匀性均匀大致相同不均匀堆积密闭轻，粒子中孔呈球状重，粒子中空气含量少干燥塔热风流向逆流与水平流均不适宜并流、逆流、混合流及水平流都可以并流、逆流塔径大小小塔长低高较低安装位置及粘壁现象雾化器装在塔顶，塔顶内壁易粘附喷嘴可装在任意位置，粘壁可防止直径易粘壁型式水平并流型●●垂直向上逆流●●垂直向下并流●●●垂直向上混合流●垂直向不混合流●●