基本介紹
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噴霧乾燥器,熱風和霧滴的運動方向,噴霧乾燥乳液的形成,
(1)噴嘴安在乾燥室底部,向上噴霧,即垂直上升混流型。熱風從塔頂部進入,霧滴先與空氣逆流向上運動,達到一定高度後又與空氣並流向下運動,最後,物料從底部排出,空氣從底部的側面排出。
(2)噴嘴安在塔的中上部,即垂直下降混流型。物料向上噴霧,與塔頂進入的高溫空氣接觸,使水份快速蒸發,霧滴到達一定高度後又與空氣並流向下運動,最後氣——固同時從塔底排出。
(3)這二種混合流都是氣一液先逆流運動,具有逆流熱利用率高的特點。霧滴升到一定高度後,與降低許多溫度的空氣並流向下運動,乾燥的物料和已經降低到出口溫度的空氣接觸,避免了物料的過熱變質,具有並流操作的特點。故此型適用於熱敏性物料的乾燥。這種流向顯著的延長顆粒在塔內的停留時間,從而可降低塔的高度。在設計與操作時,要注意避免在顆粒返回區域內,產生嚴重的粘壁現象。
噴霧乾燥乳液的形成
噴霧乾燥法製備微膠囊,是將含有芯材和壁材的混合溶液經過乳化均質,得到原始乳液,再進入噴霧乾燥器被霧化成小液滴,與熱氣流接觸,溶劑迅速蒸發,最終得到乾燥乳液(粉末)的操作過程。芯材可以是固體粉末、懸浮液、溶液;壁材一般溶解在水中,也可以是其他溶劑。乳化均質一般通過物理攪拌、高壓渦旋和微射流等處理完成。液體的霧化是噴霧乾燥過程中最關鍵的一個步驟,它直接關係到顆粒形成的好壞,所以在實際操作過程中一定要根據需要選定好相關的參數,如進風溫度、噴嘴直徑。噴霧乾燥器中的熱氣流通常是高溫空氣,很少情況下選用氮氣。相比親水性芯材的包埋,噴霧乾燥法更適用於疏水性芯材的包埋。
噴霧乾燥法製備微膠囊大致可分為以下兩步。第一步是製備穩定的O/W乳液:將具有親水性的壁材充分溶解於水中,加入疏水性芯材和適當的乳化劑,再經過乳化均質形成粒徑約為0.1-10μm的原始乳液。第二步是乳液通過噴霧乾燥器霧化乾燥成粉:霧化的目的是形成乳液液滴,增加與乾燥熱空氣接觸面,以提高熱交換和質交換效率;液滴與熱空氣接觸的過程中,空氣向液滴的傳熱升高了液滴的溫度,並達到一個恆定值,形成一個恆溫和恆壓的環境,此時液滴水分開始蒸發;當液滴中水分達到臨界值,液滴表面形成了乾燥的外殼,水分蒸發速率降低,直到顆粒溫度與空氣溫度一樣時,乾燥過程結束。芯材是分散相,壁材是連續相且具有一定的粘度、成膜性和表面活性,因而霧化後霧滴表面是壁材成分,霧滴內部為芯材成分,霧化後液滴表面積大大增加,在噴霧乾燥室入口處,高溫氣流會迅速蒸發掉液滴中的水分,此時壁材形成一種既禁止芯材粒子又使水分子可以從中蒸發的網狀結構,液滴中水分蒸發後,壁材形成更為緻密的玻璃體結構,不但芯材粒子難以通過,甚至連氧氣分子的進入也受到阻礙,從而保護芯材。