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噴霧干燥
噴霧干燥技術(shù),始于20世紀20年代,經(jīng)歷了近一個(gè)世紀的發(fā)展歷程?,F在,噴霧干燥技術(shù)已成為干燥領(lǐng)域的主流技術(shù),在工農業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中占有極為重要的地位。其典型的應用范例,當屬食品行業(yè)的奶粉、蛋粉的生產(chǎn),化工行業(yè)的分散染料的生產(chǎn),能源生產(chǎn)中燃煤產(chǎn)生的煙道氣中二氧化硫的脫出等。目前,該技術(shù)已在化工、食品、醫藥等領(lǐng)域得到廣泛應用。特別值得提及的是,噴霧干燥技術(shù)在新型功能性材料的制備中,諸如微膠囊制備、建筑行業(yè)中乳膠粉的制備中有著(zhù)廣闊的發(fā)展背景。噴霧干燥技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)外延到噴霧吸收、噴霧冷卻、噴霧蒸發(fā)等。噴霧干燥技術(shù)與其他很多學(xué)科技術(shù)的發(fā)展一樣,是先于噴霧干燥理論的發(fā)展的,技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,也極大地促進(jìn)了理論研究工作的深入。建立在氣液、氣固多相流基礎上的傳熱與傳質(zhì)的理論不斷豐富和完善,噴霧干燥塔內的溫度場(chǎng)分布,顆粒飛行軌跡等的流體力學(xué)的模擬研究也有很多的報道。
噴霧干燥技術(shù)在我國是進(jìn)展最快的一種干燥技術(shù),它已經(jīng)帶動(dòng)了我國的乳品業(yè)、染料業(yè)、醫藥業(yè)、陶瓷業(yè)等的迅速發(fā)展。但對噴霧干燥技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)和完善依然還有很長(cháng)的路要走。一般認為,噴霧干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢將沿著(zhù):有效利用能源、提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量、減少環(huán)境影響、安全操作、易于控制、一機多用等方向發(fā)展。具體地將,噴霧干燥技術(shù)的未來(lái)發(fā)展將著(zhù)重于:
1)采用組合干燥。當采用噴霧干燥本身不能完成干燥任務(wù)時(shí),首先要想到組合干燥。如噴霧干燥+振動(dòng)流化床干燥(或冷卻)、噴霧干燥+盤(pán)式干燥等。
2)霧化器的改進(jìn)。當某種料液霧化很困難時(shí),可以改進(jìn)原有霧化器的結構,以適應新料液的霧化要求。如旋轉霧化器已作了多種改進(jìn),能夠霧化黏性大的物料及噴霧造粒等。此外,企業(yè)界需要繼續投入人力進(jìn)行新型霧化器的研究開(kāi)發(fā),以適應市場(chǎng)對于干燥產(chǎn)品的特殊需求。
3)靜電霧化技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。此項技術(shù)正處于研究與開(kāi)發(fā)階段,它可以制造出微米及亞微米級粒子,制造出功能性粒子,制造出薄膜和噴涂等,預計將來(lái)會(huì )有更為廣闊的發(fā)展前景。
4)使用模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)路等實(shí)現過(guò)程的控制;開(kāi)發(fā)和完善在線(xiàn)測量系統,使系統操作自動(dòng)化,確保產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。
5)新型噴霧干燥技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。例如噴霧冷凍干燥、過(guò)熱蒸汽噴霧干燥、超臨界噴霧干燥等,這些新的噴霧干燥技術(shù)有待于理論上的提高和實(shí)驗室的小試證明。
6)利用計算流體力學(xué)(CFD)的方法,解決噴霧干燥器的設計問(wèn)題。將來(lái),根據一些可靠的實(shí)驗數據(包括流動(dòng)圖形),利用CFD的方法,比較準確地計算出噴霧干燥器尺寸及熱風(fēng)分布方式,代替目前誤差太大的半理論、半經(jīng)驗的方法。噴霧干燥器的設計除了依靠設計人員的本身經(jīng)驗外,還需要進(jìn)一步總結過(guò)去的設計經(jīng)驗和教訓,來(lái)完善噴霧干燥的設計理論,提高設計的準確度。利用迅速發(fā)展的計算機和軟件技術(shù),提高噴霧干燥的數學(xué)模擬結果的準確性。
7)開(kāi)發(fā)專(zhuān)用噴霧干燥機,以適應特殊物料的需要。如軟化點(diǎn)低的中藥、番茄粉、特殊的食品等。專(zhuān)用干燥機應該達到這樣的水平~不用做實(shí)驗,按物料性質(zhì)直接進(jìn)行型號選擇和購置。
8)控制環(huán)境污染。在噴霧干燥器設計時(shí),必須考慮到系統的噪聲、粉塵、排放的氣體、濕法除塵的液體等對環(huán)境不構成污染。
目前,噴霧干燥技術(shù)主要用于化工生產(chǎn)中的液體干燥或將液體轉化為粉末。離心噴霧干燥機在這方面起著(zhù)重要的作用。
噴霧干燥技術(shù),始于20世紀20年代,經(jīng)歷了近一個(gè)世紀的發(fā)展歷程?,F在,噴霧干燥技術(shù)已成為干燥領(lǐng)域的主流技術(shù),在工農業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中占有極為重要的地位?!?
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