喷雾干燥是用雾化器将料液喷成雾滴分散于热空气或惰性气体中,使料液所含水分或有机溶剂快速蒸发的一种干燥方法,该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品,可省去蒸发、浓缩、粉碎等工序,且得到的颗粒分布均匀,流动性好。喷雾干燥具有传热快,水分蒸发迅速,干燥时间瞬间的特点,且干燥后的物料溶解性好,此外,喷雾干燥还可用于制备微胶囊。
小型喷雾干燥机工作原理:采用菜单式微处理控制器(PLC),可以直接设置进口温度、气流量、自动通针频率、蠕动泵速,实现数据采集以及过程监控和控制。自吸蠕动泵将样品液体从容器中通过喷嘴进入干燥腔,同时压缩空气从外层套管进入干燥腔使液体微粒化,热空气从上层进入与喷雾后的液体微粒相遇,物品开始干燥,干燥后的粉粒通过旋风分离器与废气分离后进入收集瓶中,废气则通过直径软管直接排到大气或空气过滤装置。
针对不同的物料的物理性质或化学性质,以及实验需要得到的粉末或颗粒的大小和溶解性等,科研人员可能需要不能类型的小型喷雾干燥机,才能得到最理想的实验效果。但是如何选择适合自己科研或者物料干燥要求的喷雾干燥机,是摆在科研工作者面前的一个难题,下面,我就常见的一些物料应用来说明。
一、物料含糖份较高(如果汁,中草药或天然产物提取物)或物料不耐热(热敏性的物料如酶制剂活菌等)
因为大部分多糖双糖低聚糖,熔点比较低,在受热的时候,糖分发生了融化,而且多糖双糖本身比较容易吸潮,所以普通的喷雾干燥机,就会很容易出现黏壁的现象,不容易得到好的干粉或颗粒。另外,像酶制剂,活菌以及一些在高温下比较容易变性的高分子材料等,使用普通喷雾干燥机,因为进风温度起码在180°C以上,物料极易失活或变性,这时,降低喷雾干燥机的进风温度,就能得到比较好的实验效果,一般的含糖量高的物料,都能得到比较好的颗粒。有些物料的糖分,可能熔点更。
二、物料溶剂为有机溶剂或物料易于氧化或有毒性
喷雾干燥中含有机溶媒物料干燥难的问题,一般有机溶媒会呈易燃易爆的特性,防爆型闭式小型喷雾干燥机使物料能在密闭的干燥系统中循环,整个系统充满了惰性气体(如氮气或氩气),可避免有机溶剂气体与外界氧气的接触,确保了安全生产。
三、需要得到大颗粒粉末的物料
在一些实验过程中,科研人员希望得到一些大颗粒的样品,比如催化剂行业,一般需要100微米左右的颗粒才能有比较好的催化效果,但是普通的喷雾干燥机,只能得到30微米以下的颗粒。
四、热敏性极差或需要改良溶解性的物料
有的物料,基本不能受热,传统的冷冻干燥时间又非常长,而且干燥后的物料成块状,流动性差,溶解性也不是很好。与传统冷冻干燥技术相比。
对于需要直接得到纳米材料的物料,YC-3000型实验室喷雾冷冻干燥机也是一个极好的选择。
五、常规的物料如电池材料,矿物,高分子材料,化合物,香精香料,食品,西药等