Изготовление распылительных сушилок

Распылительная сушилка превращает жидкую или суспензионную подачу в сухой порошок за один непрерывный этап, распыляя её на мелкие капли и приводя эти капли в контакт с потоком горячего воздуха. Поскольку каждая капля имеет огромную площадь поверхности относительно своего объёма, влага испаряется за считаные секунды, прежде чем частица успеет перегреться, именно это делает распылительную сушку методом выбора для термочувствительных продуктов, которые деградировали бы при более медленных методах сушки. Результатом является свободно текучий порошок, размер частиц и морфология которого почти полностью зависят от того, как была распылена подача и как она встретилась с сушильным воздухом, поэтому основное инженерное внимание уделяется не источнику тепла, а форсунке и камере.

Распыление

Форсунка задаёт распределение размера капель, а размер капель в конечном счёте определяет размер частиц порошка, насыпную плотность и растворимость. Ротационная форсунка (вращающийся диск или колесо в верхней части камеры) отбрасывает подачу наружу центробежной силой и является распространённым выбором для высокопроизводительных, абразивных или вязких подач, поскольку допускает широкий диапазон свойств подачи без засорения. Сопловые форсунки (либо напорные сопла, продавливающие подачу через небольшое отверстие, либо двухпоточные сопла, разрезающие её сжатым воздухом) создают более узкий и, как правило, более тонкий спектр капель и предпочтительны там, где более строгая спецификация размера частиц важнее сырой производительности. Выбор между ними: одно из первых решений при расчёте сушилки, поскольку он также определяет диаметр камеры, необходимый для того, чтобы капли высыхали до достижения стенки.

Конструкция камеры и воздушный поток

Сушильная камера должна дать каждой капле достаточное время пребывания в горячем воздухе для полного высыхания до контакта с поверхностью, иначе продукт налипает и накапливается на стенках. Прямоточная подача, при которой подача и горячий воздух входят вместе сверху, подвергает влажные капли воздействию самого горячего воздуха первыми и является стандартной конфигурацией для термочувствительных пищевых и фармацевтических продуктов, поскольку к моменту воздействия на почти сухую частицу воздух уже остыл. Противоточная и смешанная конфигурации подвергают продукт воздействию более горячего воздуха позже по ходу сушки, что повышает тепловую эффективность, но подходит только для подач, способных выдержать более высокие конечные температуры. Геометрия камеры (угол конуса в основании, соотношение диаметра к высоте) определяется исходя из картины распыла форсунки и кинетики сушки подачи, чтобы траектория капли миновала стенки до завершения сушки.

Улавливание порошка

Воздух, выходящий из камеры, всё ещё несёт значительную долю мелкой фракции, поэтому улавливание это второй технологический этап, а не запоздалая мысль. Циклонный сепаратор удаляет основную массу увлечённого порошка методом центробежного разделения и является стандартным для большинства установок; рукавный фильтр или мокрый скруббер после циклона улавливают более тонкую фракцию, которую циклон отделить не может, что важно как для выхода продукта, так и для соблюдения норм выбросов твёрдых частиц. На многих линиях уловленная ниже по потоку мелкая фракция возвращается в зону распыления для агломерации с новыми каплями, что улучшает текучесть и восстанавливаемость готового порошка.

Типичные области применения

Распылительная сушка: стандартный метод для получения молочного и сывороточного порошка, экстрактов растворимого кофе и чая, а также широкого спектра пищевых ингредиентов, где целью является стабильный, легко восстанавливаемый порошок. Она столь же широко распространена в производстве моющих средств для получения порошковых основ, а также в фармацевтическом и тонкохимическом производстве для сушки активных веществ и вспомогательных компонентов, не переносящих температуры или время пребывания при лотковой или барабанной сушке.

Makfen проектирует и изготавливает распылительные сушилки, включая форсунку, сушильную камеру, воздуховоды и циклонную или рукавную систему улавливания, в исполнении из нержавеющей стали, рассчитанном под свойства подачи и спецификацию продукта для предполагаемой задачи.