噴霧干燥技術(shù)中粘壁現(xiàn)象的起因、結(jié)果及解決辦法

下面從粘壁現(xiàn)象的起因、結(jié)果、解決辦法依次談起：

噴霧干燥過程中，干燥的物料粘附在干燥塔內(nèi)壁上的現(xiàn)象，一般稱為粘壁現(xiàn)象。粘壁現(xiàn)象是噴霧干燥實(shí)驗(yàn)中必須考慮的一個重要問題。

粘壁現(xiàn)象對實(shí)驗(yàn)的影響：

★ 粘壁物料長時間停留干燥塔在內(nèi)壁，可能被燒焦或變質(zhì)，影響樣品質(zhì)量；

★ 粘壁物料結(jié)塊落入收料瓶的樣品中，使樣品不能達(dá)到所規(guī)定的濕含量；

★結(jié)塊物料落入樣品中，使樣品不得不增加粉碎過程，以達(dá)到一定的細(xì)度；

★ 噴霧干燥過程中清除粘壁物料，不得不中途停止實(shí)驗(yàn)，影響了實(shí)驗(yàn)有效操作時間；

粘壁現(xiàn)象分為三種情況：

★半濕物料粘壁（噴干實(shí)驗(yàn)過程中常見的情況）

★低熔點(diǎn)物料的熱熔性粘壁

★干粉表面附著

造成半濕物料粘壁的直接原因是噴出的霧滴在沒有達(dá)到表面干燥前就和干燥塔壁接觸，因而粘在塔壁上。粘壁物料越積越厚，達(dá)到一定厚度便以塊狀脫落，造成樣品燒焦、分解或濕含量過高。粘壁的位置通常是在對著霧化器噴出的霧滴運(yùn)動軌跡的平面上。

粘壁的原因與噴霧干燥機(jī)結(jié)構(gòu)、霧化器結(jié)構(gòu)、安裝和實(shí)驗(yàn)操作、熱氣流在干燥塔內(nèi)的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)。

解決方案

1. 噴霧干燥機(jī)結(jié)構(gòu)

噴霧干燥機(jī)分為三種霧化方式。噴霧干燥機(jī)結(jié)構(gòu)必須與其霧化器相適應(yīng)。實(shí)驗(yàn)型噴霧干燥機(jī)通常采用二流體氣流式霧化器，下面將以氣流式霧化器為例加以討論。

氣流式霧化器噴射出來的霧滴是被壓縮空氣夾帶著前進(jìn)的，霧滴直接噴射的距離很長，但噴霧角較小，粘壁現(xiàn)象容易發(fā)生在干燥塔偏下的位置（圖中紅框位置）。  

圖 1 氣流式噴嘴粘壁位置 氣流式霧化器噴射出的霧滴，軸向速度很大，徑向速度分量卻較小，因此，采用二流體氣流式霧化器的噴霧干燥機(jī)，噴霧干燥塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是細(xì)長，其長徑比大約是 H/D=3~6（H 是干燥塔高、D 是干燥塔直徑），干燥塔要有足夠的高度。

北京來亨實(shí)驗(yàn)型噴霧干燥機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，玻璃干燥塔與二流體噴霧器原理相適應(yīng)，塔?徑?符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.霧化器結(jié)構(gòu)、安裝與操作

許多粘壁現(xiàn)象與霧化器結(jié)構(gòu)、安裝和操作有著密切的關(guān)系。

氣流式噴嘴產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)噴霧圖形是一個和噴嘴軸線對稱的空心錐。當(dāng)噴嘴的氣體通道和液體通道的軸心不重合（不同心）時，這時所產(chǎn)生的噴霧錐是不對稱的圓錐形，氣體通道變小的地方產(chǎn)生大霧滴，大霧滴還沒有達(dá)到表面干燥前就遇到干燥塔壁粘住，這是由于儀器制造原因而產(chǎn)生的偏流現(xiàn)象。

氣流式噴嘴在安裝時應(yīng)注意：噴嘴軸線要在干燥塔的中心垂線上，即二者重合。如果噴嘴軸線有較大偏離，噴霧錐將產(chǎn)生過大的偏離，也會產(chǎn)生局部嚴(yán)重粘壁現(xiàn)象。

在操作方面，存在兩個問題：

一個是液體流量不穩(wěn)定，液體流量波動太大，大流量時霧滴變大，來不及干燥而發(fā)生粘壁。

另一個問題是霧化?的壓縮空?不穩(wěn)定，空氣壓力突然下降，由霧化惡化而產(chǎn)生的粘壁。因此，噴霧干燥機(jī)應(yīng)配備空氣壓縮機(jī)。  

北京來亨實(shí)驗(yàn)型噴霧干燥機(jī)配備外置無油隔膜空氣壓縮機(jī)，大容量45L 儲氣罐，相比內(nèi)置空氣壓縮機(jī)，霧化氣體壓力更加穩(wěn)定均衡，干燥的樣品更加純凈。

3.熱氣流在干燥塔內(nèi)的運(yùn)動

在噴霧干燥機(jī)內(nèi)，空氣（熱氣流）和霧滴的運(yùn)動方向機(jī)混合情況，直接影響干燥時間和樣品質(zhì)量。應(yīng)根據(jù)樣品物料的不同特性，及時調(diào)整適宜的進(jìn)?溫度、?速、上樣量、霧化空?量等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，以消除粘壁現(xiàn)象。

噴霧干燥機(jī)的粘壁問題，確實(shí)讓實(shí)驗(yàn)人頭疼不已，特別是那種比噴霧干燥機(jī)還貴的樣品，“割肉"的體驗(yàn)呀！這些樣品凝結(jié)著實(shí)驗(yàn)人多年的心血和汗水，儀器人是能體會到的，某品牌在干燥塔上噴涂層的方法試圖解決，來亨人則通過儀器的結(jié)構(gòu)及操作等方法來減少粘壁的損失。