微型有機溶劑噴霧干燥機通過霧化、熱交換和分離回收的協同作用,將含有機溶劑的液態物料轉化為干燥粉末,同時實現溶劑的高效回收。其核心工藝原理如下:
一、霧化階段:液態物料分散
高壓霧化技術:通過高壓泵(壓力范圍5-20 MPa)將液體物料壓入噴嘴,利用液流與噴嘴內壁的摩擦力形成旋渦,在出口處因壓力驟降而破碎成霧滴。典型霧滴粒徑為10-100 μm,可通過調節壓力和噴嘴結構(如旋流式、離心式)控制粒徑分布。
離心式霧化器:電機驅動霧化盤高速旋轉(轉速10,000-30,000 rpm),液體在離心力作用下沿盤面鋪展成薄膜,并在邊緣處撕裂成霧滴。該方法適用于高粘度物料(如聚合物溶液),霧滴粒徑均勻性優于壓力式噴嘴(D50偏差<5%)。
二、干燥階段:熱交換與溶劑蒸發
熱風干燥:霧化后的液滴進入干燥塔,與加熱后的惰性氣體(如氮氣)逆流或并流接觸。氮氣提供熱量使液滴中的有機溶劑迅速蒸發(僅需數秒受熱),液態物料轉化為固態粉末。
惰性氣體保護:氮氣環境隔絕氧氣,避免有機溶劑與氧氣接觸,降低燃爆風險,同時防止熱敏性物料因高溫氧化或分解。
三、分離與回收階段:粉末收集與溶劑回收
粉末收集:干燥后的粉末通過旋風分離器或袋式過濾器與廢氣分離,收集得到成品。
溶劑回收:含溶劑蒸汽的氮氣進入冷凝回收裝置,溶劑蒸汽被冷凝成液態后回收再利用,凈化后的氮氣重新加熱進入下一輪循環,形成閉路循環系統。
四、密閉循環系統的核心組件與協同作用
霧化器:壓力式、離心式或氣流式霧化器,功能是將液態物料分散為微小液滴,確保霧化均勻性,直接影響干燥效率與粉末粒徑分布。
干燥塔:密閉腔體,內部設計優化氣流分布,確保液滴與熱氮氣充分接觸,功能是提供干燥環境,實現溶劑快速蒸發與物料固化。
加熱與冷卻系統:加熱器將氮氣加熱至適宜溫度(根據物料特性調整),提供干燥所需熱量;冷凝器將溶劑蒸汽冷凝為液態,實現溶劑回收,同時降低氮氣溫度以循環使用。
分離與回收裝置:旋風分離器/袋式過濾器分離干燥粉末與廢氣,確保粉末收集率;溶劑回收罐儲存回收的有機溶劑,供后續生產循環使用。
五、應用場景
微型有機溶劑噴霧干燥機廣泛應用于化工、制藥、食品等領域,如制藥中的抗生素、疫苗載體、中藥顆粒干燥,化工中的催化劑、陶瓷粉體、染料干燥等。
