噴霧干燥試驗的重要性:
目前,噴霧干燥塔的工藝設計,仍然是非常獨特的,主要是基于基本原理和實際經驗。
目前還沒有能力精 確表示出霧滴和空氣的圍繞霧化器的相互作用,非標儀器設備及在干燥塔中的顆粒—空氣流動圖形和其所造成的結果。沒有能力預測和測量系統的動力學,不能預測干燥塔的最佳性能。所以噴霧干燥的技術特性和設計,是基于非理論方法。這個方法是來自于中型設備試驗數據和現存的工業生產的經驗。
即使測量和預測噴霧干燥系統的方法已經充分發展,但噴霧干燥的技術特性和設計,仍然涉及許多由制造商提供的獨特的組合件的部件、霧滴—空氣接觸和運動,以及空氣分布器和霧化器的型式、干燥塔的結構形式等。
一個簡單的方法絕不可能的是普遍適用的。因為霧化器和空氣分布器部件的設計和配置的每一個變化,需要一個獨立的數學模型。任何一套的相互關聯,可以預測干燥塔性能,甚至對于給定的干燥塔始終含有許多簡化的假設或者提出一個有限范圍的最終結果。
如果不能得到已有的設備和產品的經驗,為了確定新干燥器所需的各種條件,滿足技術特性要求,中型設備實驗工作是非常必要的。
中型設備試驗將提供下列各種條件:
①.它將確定基本的噴霧形式是適用的,即逆流、并流或混合流;
②.它將確定最佳干燥條件,即在保證產品質量的前提下,空氣最 高進口溫度和最 低進口溫度,以及獲得最佳干燥器熱效率。如產品含濕量、體積密度、顆粒尺寸分布、顏色、活性流動性等;
③.它將確定完成干燥所需要的停留時間和出口空氣溫度,對產品無不利影響。防止形成不可接受的半干產品粘壁現象;
④.它將確定出口干燥空氣溫度和產品含濕量之間的關系。這一點是個重要特征,因為過程控制是基于恒定的出口干燥空氣溫度;
⑤.它將確定為了保證霧化和產品質量所需的最佳進料固體含量。干燥器可以設計為最佳比熱消耗;
⑥.它將確定是否能夠保證噴霧干燥連續操作,是否需要輔助設備,如錘擊、掃帚及空氣噴射技術,以維持產品由干燥塔連續卸出;
⑦.它將確定霧化器的形式和操作條件,非標儀器設備是用旋轉式霧化器還是噴嘴式霧化器,能滿足顆粒特性尺寸要求,正確的霧化器尺寸及其組合件等。對于旋轉式霧化器能夠確定盤的結構、轉速和顆粒尺寸之間的關系。對于兩流體噴嘴,確定氣也質量比和顆粒尺寸之間的關系。對于壓力噴嘴,確定噴嘴尺寸、操作壓力和顆粒尺寸之間的關系;
⑧.它將確定最適宜的干法收集方式和最后的空氣排放凈化系統;
⑨.它要提供用于評價的樣品。
綜上所述各項,通過試驗應當得到一個結論,即對于給定的產品此系統可以保證安全、連續地操作,產品質量合格。
噴霧干燥試驗應注意的問題:
①.由試驗程序獲得的數據,提供了重要的工業放大的技術資料。但必須小心地將相關的數據,直接應用到工業設備上。一般情況下,在小型干燥器中的干燥試驗和在大型干燥器中的相比較,考察是否有粘壁現象是比較困難的。最簡單的原因是,設備尺寸較小,霧化器與器壁的距離小。在試驗設備中,任何一種形式的粘壁現象必須經過評估以解決在大設備中的類似趨勢的可能性。對于小設備試驗,要確定吸濕型和熱塑性的程度,對于這種評估的幫助是非常有價值的。
②.小型試驗噴霧干燥裝置,由于限制了顆粒尺寸,能夠成功地實現干燥。由相同霧化器產生的粗霧滴,在大型工業干燥器中,也能夠實現干燥。因此,在實驗室小型干燥中,不能產生要求的粗顆粒特性,不能自動地排除在大型設備中成功操作的可能性;
③.試驗設備操作,得到的干燥空氣進出口溫度的關聯數據,涉及吸濕性和熱敏性產品還是有問題的。和工業設備相比較,小設備的散熱損失占總輸入熱量的比例比較大。實際上這就意味著,工業設備準 確的操作溫度可能會低于實驗設備操作得到的干燥空氣進口和出口溫度。在這種情況下,產品工業試驗是不可缺少的;
④.試驗數據和工業設備技術條件之間的關系要普遍化是困難的。因為每一個關系是特別依賴于產品特性。試驗裝置提供的數據,可以盡心熱量和質量衡算,確定需要的干燥空氣流量。實驗得到的數據,非標儀器設備提供進料泵和加熱器、干濕收集器和空氣最后凈化等所需的附屬設備以及產品由干燥塔排出的方法。
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