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            噴霧干燥---粉體顆粒度分布控制
            點擊次數:10306 發布時間:2018-07-09

            噴霧干燥---粉體顆粒度分布控制

            大量生產實踐表明,影響粉體顆粒粒度分布的工藝參數有:料液濃度、進料速度、霧化壓力、溫度、噴嘴結構、干燥介質流量、氣液接觸方式以及溶劑和溶質的性質等。這些因素都從不同角度影響液體的霧化效果和干燥成粒機理。以下將分別對其中一些主要的影響因素進行討論和分析。

            1、料液濃度的影響

            研究顯示,高濃度料液所得微粒粒徑比低濃度料液要大。這是因為料液濃度是影響霧滴形成和大小的重要物性參數。濃度高,相應的固體含量高,粘度大,形成霧滴所需的能量也就高。因而高濃度液體形成的霧滴較大,使氣液接觸面積減少,傳質效果減弱,霧滴達到過飽和狀態的時間延長,瞬間成核數量減少,顆粒的沉積以生長為主要機理,所以形成的顆粒粒徑較大。另外,濃度高的溶液所得顆粒易出現團聚現象。但是料液濃度的增加存在一個上限,如果超過此上限則不能得到顆粒。

            2、進料速率的影響

            試驗結果表明,隨著進料速率的增加,粒度有逐漸增大的趨勢。這可能是由于在其它條件相同的情況下,進料速率增大時,被霧化的液滴直徑增大,較大霧滴包含較多的溶質,因此形成的粉體顆粒粒徑就相應較大。此外,進料速率增大的同時,未干燥的液滴數目增加,液滴之間相互碰撞而發生聚并,使產品團聚加重。而且進樣速度太快也不利于料液霧化,會影響干燥效果。

            3、霧化壓力的影響

            霧化壓力是噴霧干燥技術的關鍵參數,只有達到一定的壓力才能形成霧滴。隨著噴霧壓力的增加,微粒粒徑減小。這是因為在其它條件不變的情況下,當壓力增大時,液滴中溶劑的蒸發干燥速度增大。另一方面噴嘴處壓降增大,霧化液滴粒徑因氣流沖擊能量增加而變小,增大了氣液接觸面積,增強了氣液間傳質效果,使得液滴的干燥速度增大。兩者的共同作用使得液滴達到過飽和的時間縮短,瞬間成核速度加快,成核數量增多,微粒的沉積此時以均勻析出為主。因此,所得產品的粒徑隨之減小,粒徑分布隨之變窄。但壓力過大也會對微形狀產生負面影響,如破碎、孔洞、凹陷等形狀不規則等現象,影響產品性能。

            4、溫度的影響

            溫度可分為進口溫度和出口溫度,其中進口溫度較為重要,低溫時所得微粒的粒徑比高溫時大,粒徑分布也寬,即在其它條件不變的情況下,溫度較低時,溶液霧滴達到過飽和的時間延長,瞬間成核速度降低,成核數量減少,因此,所得微粒粒徑增大。而此時由于微粒的析出以生長為主,相應地形成產品的時間延長,微粒相互間的團聚和碰撞也導致產品的均勻性變差,故粒徑分布變寬。隨著溫度的升高,溶劑蒸發速度加快,液滴達到過飽和態的時間縮短,故形成的微粒粒徑相應減小,粒徑分布變窄。研究發現,溫度過高時,形成的顆粒容易團聚,這樣顆粒粒徑反而增大。

            5、噴嘴出口直徑的影響

            噴嘴又稱霧化器,是噴霧干燥設備的關鍵部件,其結構的不同直接影響液體霧化分散效果,進而影響微粒的粒徑和性能。在進樣速率相同的條件下,噴嘴出口直徑較大時所得粒徑普遍較直徑較小的小。這可能是由于當出口直徑較大時,所形成的液膜較薄,經氣流沖擊、摩擦后分散成的霧滴更小。同時,氣液間的傳質因霧滴總表面積的增大而加強,溶劑蒸發速度加快,霧滴更快達到過飽和狀態。所以在液體流量一定的情況下,微粒沉積以成核析出為主,瞬間成核數量增多,粒徑減小。

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