噴霧干燥是在噴霧干燥室內，采用霧化器將原料液分散成極細霧滴后，與干燥介質（熱風）接觸干燥而獲得固體產品的過程。原料液可以是溶液、懸浮液或乳濁液，也可以是熔融液或膏糊液。科研儀器定制根據干燥產品的要求，可以制成粉狀、顆粒狀、空心球或團粒狀。所用的干燥介質大多是熱空氣。對于在空氣中容易發生燃燒或爆炸的有機溶劑，應采用惰性氣體（例如氦氣、過熱蒸汽）或煙道氣作為干燥介質。

  噴霧干燥裝置所處理的料液雖然差別很大，所得產品形狀也不盡相同，但其工藝流程卻基本相同。如圖是一個典型的噴霧干燥裝置工藝流程。原料液由料液儲罐1經料液過濾器2由送料泵3輸送到噴霧干燥器11頂部的霧化器5霧化為霧滴；干燥過程所需的新鮮空氣由鼓風機8經空氣過濾器7和空氣加熱器6加熱到所需要的溫度后，再經熱風分布器4均布后進入噴霧干燥器11的頂部；經霧化器5霧化的霧滴和來自熱風分布器4的熱風在噴霧干燥室內相互接觸混合，進行傳熱傳質，即進行干燥；干燥的產品一部分由噴霧干燥器11的底部經卸料器排出，另一部分與廢氣一起進入旋風分離器10被分離下來；廢氣經引風機9排空。

  噴霧干燥過程分為三個基本過程階段：料液霧化為霧滴；霧滴與熱風接觸、混合及流動即霧滴的干燥；干燥產品與廢氣分離。

  料液的霧化——料液霧化的目的是將料液分散為細微的霧滴，霧滴的平均直徑一般為20～60μm，因此具有很大的表面積，當其與熱風接觸時，霧滴中的水分迅速蒸發而干燥成粉末或者顆粒狀的產品。霧滴的大小和均勻程度對于產品質量和技術經濟指標影響很大，特別是熱敏性物料干燥尤為重要。如果噴出的霧滴大小很不均勻，就會出現大顆粒還未達到干燥要求，小顆粒卻已經干燥過渡變質。因此，液料霧化器是噴霧干燥器的關鍵部件。

  霧滴與熱風的接觸及干燥——霧滴與熱風的接觸、混合及流動是在噴霧干燥器內同時進行的傳熱、傳質過程。霧滴和熱風的接觸方式、混合與流動狀態取決于熱風分布器的結構形式、霧化器的安裝位置及廢氣排出方式等。在噴霧干燥室內，霧滴與熱風接觸的方式有并流式、逆流式和混合流式三種。

  霧滴和熱風的接觸方式不同，貴噴霧干燥室內的溫度分布、霧滴的運動軌跡、物料在干燥室內的停留時間以及產品的質量都有很大影響。對于并流式，最熱的熱風與濕含量大的霧滴接觸，因而濕分迅速蒸發，霧滴表面溫度接近入口熱空氣的濕球溫度；同時熱風溫度也顯著降低；因此從霧滴到干燥成品的整個歷程中，物料的溫度不高，這對于熱敏性物料的干燥特別有利。由于濕分的迅速蒸發，霧滴膨脹甚至破裂；因此，并流式所得到的干燥產品常為非球形的多孔顆粒，具有較低的松密度。對于逆流式，噴霧干燥器頂部噴出的霧滴與噴霧干燥器底部上來的較濕熱風相接觸。因此，濕分蒸發速率較并流式為慢。干燥器底部最熱的濕度低的熱風與最干的顆粒相接觸；所以對于能夠承受高溫、要求濕含量較低和松密度較高的非熱敏性物料，采用逆流式最合適。此外，在逆流操作過程中，全過程的平均溫度差和分壓差較大，物料停留時間較長，有利于過程的傳熱傳質，熱能的利用率也較高。對于混合流式操作，實際上是并流和逆流二者的結合，其特性也介于二者之間。對于能耐高溫的物料，采用這種操作方式最為合適。

  在噴霧干燥室內，物料的干燥與在常規干燥設備中所經歷的歷程完全相同，也經歷著恒速干燥和降速干燥兩個階段。霧滴與熱風接觸時，熱量由熱風經過霧滴表面的飽和蒸汽膜傳遞給霧滴，使霧滴中濕分蒸發，只要霧滴內部的濕分擴散到表面的量足以補充表面的濕分損失，蒸發就可以恒速進行；這時，熱風表面的溫度相當于熱風的濕球溫度，這就是恒速干燥階段。當霧滴內部濕分向表面的擴散不足以保持表面的潤濕狀態時，霧滴表面逐漸形成干殼，干殼隨著時間的增加而增厚，濕分從液滴內部通過干殼向外擴散的速度也隨之降低，亦即蒸發速率逐漸降低，這時物料表面濕度高于熱風的濕球溫度，這就是降速干燥階段。

  干燥產品與廢氣分離——噴霧干燥產品與廢氣的分離有兩種方式。一種是干燥的粉末或顆粒產品落到干燥室的椎體壁上并滑行到錐底，通過星形卸料閥之類的排料設備排出，少量細粉隨廢氣進入氣固分離設備收集下來。另一種是全部干燥成品隨氣流一起進入氣固分離器設備分離收集下來。排放的廢氣必須符合環境保護的排放標準，以防止污染環境。噴霧干燥系統常用的氣固分離有以下幾種方式：只用旋風分離器；只用袋慮器；只用靜電除塵器；旋風分離器與袋慮器組合；旋風分離器與濕式除塵器組合等。在具體實踐中，科研儀器定制具體采用何種方式取決于工藝要求和環保要求。