噴霧干燥后的物料粒度是可控的。工程師和操作人員通過精確調(diào)控霧化器參數(shù)、優(yōu)化料液配方等,也可以像“編程”一樣,在一個較寬的范圍內(nèi)設(shè)計和生產(chǎn)出具有特定粒度分布的粉末產(chǎn)品,以滿足客戶應(yīng)用對溶解速度、流動性、堆密度等特性的要求。
霧化器是將液體破碎成微小液滴的裝置,而一個液滴最終通常會形成一個粉末顆粒。因此,控制液滴大小是控制粉末粒度的最直接方法。選擇不同類型的霧化器及其操作參數(shù),是控制粉末粒度范圍最有效的方法。
1、離心式霧化器(轉(zhuǎn)盤),調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速,這是最主要的控制方式。轉(zhuǎn)速越高,產(chǎn)生的液滴越細(xì)小,粉末也越細(xì)。轉(zhuǎn)速與粉末粒徑近似成反比關(guān)系,轉(zhuǎn)盤的溝槽設(shè)計和直徑也會影響粒度。
2、氣流式噴嘴(二流體),調(diào)節(jié)霧化氣流的壓力和流量(氣液比),氣液比越大,霧化能量越強,液滴被撕裂得越細(xì)小,粉末粒度也越細(xì)。氣流式噴嘴通常能產(chǎn)生最細(xì)的液滴。
料液的物理性質(zhì)決定了它被霧化的難易程度。
1、固含量:降低固含量,意味著每個液滴里含有的固體物質(zhì)更少,干燥后形成的顆粒自然更小、更輕。但會降低產(chǎn)量,增加能耗。
2、粘度:降低粘度,使料液流動性更好,更容易被霧化器破碎成細(xì)小的液滴??赏ㄟ^加熱或添加溶劑來降低粘度。
3、進(jìn)風(fēng)溫度:適當(dāng)提高進(jìn)風(fēng)溫度,可以加速液滴表面水分的蒸發(fā),使其快速形成一層干燥的“硬殼”,從而固定顆粒形態(tài),防止相互粘連,有助于保持原始的細(xì)小粒度。
盡管可控性很高,但噴霧干燥也有其局限性:
粒度范圍:通常,噴霧干燥能經(jīng)濟地生產(chǎn)的粉末粒度范圍在50 微米到100微米之間。
并非絕對均勻:噴霧干燥得到的是一個粒度分布,即粉末由不同大小的顆粒組成。我們的目標(biāo)是控制這個分布的中位粒徑(D50)和分布的寬窄,而無法得到完全單一粒度的粉末。
顆粒結(jié)構(gòu):噴霧干燥顆粒通常是球形和中空的。這種獨特的結(jié)構(gòu)(如溶解性、密度、流動性)與通過研磨得到的實心不規(guī)則粉末完全不同。
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