香精喷雾干燥机的设计原理主要包括以下几个关键方面:
一、雾化原理
1.目的
将液态的香精物料分散成微小的雾滴。这是喷雾干燥的关键第一步,因为只有将物料充分雾化,才能在后续的干燥过程中实现快速且均匀的干燥。
2.雾化方式
压力式雾化:通过高压泵将香精物料加压,然后从喷枪的小孔中高速喷出。由于液体在高压下挤出,受到外界空气的摩擦和自身的高速运动,会破碎成细小的雾滴。这种雾化方式的优点是雾化后的雾滴大小相对较均匀,并且可以通过调节压力来控制雾滴的大小。例如,在较高的压力下,雾滴会更小,有利于加快干燥速度。
离心式雾化:利用高速旋转的转盘(雾化盘)将香精物料甩出。当物料被送到高速旋转的雾化盘上时,在离心力的作用下,物料向四周扩散并形成雾滴。这种方式可以处理高粘度的物料,而且能够产生较大粒径范围的雾滴,通过改变雾化盘的转速可以调节雾滴的大小。
1.热空气分配
喷雾干燥机中有热空气分配器,其作用是将加热后的空气均匀地分配到干燥室的各个部位。热空气通常由加热系统(如蒸汽加热、电加热等)加热到一定的温度,一般在100 - 300℃之间,具体温度取决于香精的性质和所需的干燥速度。
合理的热空气分配能够确保香精雾滴在干燥室内与热空气充分接触,避免出现局部过热或干燥不均匀的情况。例如,如果热空气分配不均匀,可能会导致部分香精雾滴过度干燥而变质,或者部分区域有未干燥的香精残留。
2.传热传质过程
当香精雾滴与热空气接触时,热量从热空气传递到雾滴表面,使雾滴中的水分(或其他溶剂)蒸发。同时,香精中的溶剂分子从雾滴内部向周围空气扩散,这是一个传热和传质同时进行的过程。
由于雾滴的表面积很大(这是因为雾化使得液体形成了许多微小的液滴),所以蒸发速度很快。例如,在良好的干燥条件下,微小的香精雾滴可能在几秒钟内就失去大部分的溶剂,变成固体或半固体的颗粒。
三、香精喷雾干燥机粉末收集原理
1.旋风分离器
干燥后的香精颗粒随着气流排出干燥室,首先进入旋风分离器。在旋风分离器中,含颗粒的气流沿切线方向进入,形成旋转运动。由于颗粒的离心力大于气流的向心力,颗粒被甩向旋风分离器的壁面,并沿着壁面下落,最后从底部的排料口排出,实现颗粒的收集。
旋风分离器的分离效率较高,能够有效地将大部分香精颗粒从气流中分离出来。例如,对于粒径较大的香精颗粒,旋风分离器的收集效率可以达到90%以上。
2.布袋过滤器(可选)
对于一些更细小的颗粒,可能会在旋风分离器后仍有少量残留在气流中。此时可以采用布袋过滤器进一步过滤。布袋过滤器是通过纤维布袋拦截微小颗粒,当含尘气流通过布袋时,颗粒被阻挡在布袋的外侧,而干净的空气则通过布袋排出。这样可以进一步提高香精颗粒的收集率,减少产品损失和对环境的污染。
