噴漿造粒

噴漿造粒是藉助於蒸發直接從溶液或漿體中製取細小顆粒的方法，包括噴霧和乾燥兩個過程。

基本介紹

• 中文名：噴漿造粒
• 外文名：Spray granulation
• 定義：藉助於蒸發直接從溶液製取顆粒
• 過程：噴霧和乾燥
• 套用：食品、醫藥、染料
• 學科：能源

概述

噴漿造粒是藉助於蒸發直接從溶液或漿體中製取細小顆粒的方法，包括噴霧和乾燥兩個過程。料漿首先被噴灑成霧狀微液滴，水分被熱空氣蒸髮帶走後，液滴內的固相物聚集成為乾燥的微粒。對用微米或亞微米級超細顆粒製備平均粒徑為數十微米至數百微米的細小顆粒而言，噴漿造粒幾乎是唯一的有效方法。所製備的顆粒近似球形，有一定的粒度分布。整個造粒過程全部在密閉系統中進行，無粉塵和雜質污染，因此，該方法多被食品、醫藥、染料、非金屬礦加工、催化劑和洗衣粉等行業採用。其缺點是水分蒸發量大、噴嘴磨損嚴重。

噴漿造粒機理

霧滴經受熱蒸發，水分逐漸消失，同時，包含在其中的固相微粒逐漸濃縮，最後在液橋力的作用下團聚成微小顆粒。在霧滴向微粒變化的過程中，也會發生相互碰撞，聚並成較大的微核，微核間的聚並和微粒在核上的吸附包層是形成較大顆粒的主要機制。上述過程必須在微粒中的水分完全蒸發之前完成，否則顆粒難以繼續增大。由於無外力作用，噴漿造粒所製取的顆粒強度較低，且呈多孔狀。

噴漿霧化後的初始液滴的大小和料漿濃度決定著一次微粒的大小。濃度越低，霧化效果越好，所形成的一次微粒越小。然而，受水分蒸發的限制，噴漿的濃度不能太低。改變乾燥室內的熱氣流運動規律，可控制微粒聚並與包層過程，從而調整製品顆粒的大小。熱風的吹入量和溫度可直接影響乾燥強度和物料在乾燥器內的滯留時間，這也是調整產品粒度的手段。

漿體霧化方式

霧化是噴漿造粒的關鍵。漿體的霧化方式主要有加壓自噴式、高速離心拋撒式和壓縮空氣噴吹式三種。

加壓自噴式霧化是用高壓泵將漿體以十幾兆帕的壓力擠入噴嘴，經噴嘴導流槽後變為高速旋轉的液膜射出噴孔，形成錐狀霧化層。欲獲得微小液滴，除提高壓力外，噴孔直徑不能過大，漿體黏度的大小也影響著霧化效果，有些漿體需升溫和降低黏度後再進行霧化。這種霧化噴嘴結構簡單，可在乾燥器內的多個不同位置上設定，以使霧滴在其中均勻分布。缺點是噴嘴磨損較快，漿體的噴射量和壓力也隨噴嘴的磨損而變化，作業不穩定，製備的顆粒比其他霧化方式偏粗。

高速離心拋撒式霧化是利用散料最高速旋轉的離心力將漿體拋撒成非常薄的液膜後在撒料盤的邊緣與空氣作高速相對運動的摩擦中霧化撤出。因撒料盤高速旋轉，故對機械加工和其他質量要求較高。為了能獲得均勻的霧滴，撒料盤表面要光潔平滑、運轉平穩、在高速轉動時無不平衡造成的振動。

壓縮空氣噴吹式霧化是利用壓縮空氣的高速射流對料漿進行衝擊粉碎，從而達到使料漿霧化的目的。霧化效果主要受空氣噴射速度和料漿濃度的影響。氣流速度越高，料漿黏度越低，形成的霧滴就越小、越均勻。按空氣與料漿在吐噴嘴內的混合方式不同，有多種噴嘴形式。該方法可處理黏度較高的物料，並可製備較細的產品，但因動力消耗較大，僅適合於小型設備。