喷雾干燥连续生产的条件

刘殿宇

（华禹乳品机械制造有限公司，黑龙江哈尔滨151400）

喷雾干燥连续生产的条件

刘殿宇

（华禹乳品机械制造有限公司，黑龙江哈尔滨151400）

喷雾干燥连续生产的长短与物料特性有关，与喷雾干燥的结构型式有关。当物料一定时，连续生产的效果主要取决于喷雾干燥塔捕粉的结构型式。以CGYP01-1000型立式压力喷雾干燥塔在速溶茶粉生产中的应用为例进行阐述，比较了不同捕粉结构型式的喷雾干燥塔，提出了喷雾干燥连续生产的注意事项，以帮助设计者确定适合物料生产的喷雾干燥塔捕粉结构，避免设备性能问题的发生，提高干燥效能。

喷雾干燥；物料特性；捕粉结构型式；选择

前言

喷雾干燥连续生产的长短与物料特性有关，与喷雾干燥的结构型式有关。当物料一定，连续生产效果主要取决于喷雾干燥塔捕粉的结构型式。近些年来喷雾干燥生产出了一些问题，这些问题主要是：设计者没有真正了解物料特性，干燥塔捕粉结构存在问题，导致连续生产效果不佳，停机问题频频出现，喷雾干燥效能下降。本文以CGYP01-1000型立式压力喷雾干燥塔在速溶茶粉生产中的应用为例进行阐述，比较了不同捕粉结构型式的喷雾干燥塔。

1　主要技术参数

1）物料介质：浓缩茶液

2）生产能力：1 000 kg/h

3）进料质量分数：35%

4）出粉质量分数：95%～97%

5）进风风量：45 000 m3/h

6）进风温度：150～160℃

7）排风风量：58 500 m3/h

8）排风温度：75～80℃

9）喷头支数：3支

2　不同结构喷雾干燥塔生产的比较

2.1单级布袋捕粉的立式压力喷雾干燥塔

这种喷雾干燥塔的捕粉采用一级布袋捕粉。它分为一体式的布袋捕粉及独立布袋捕粉两种。如图1所示。图1中（a）、（b）为一体式布袋捕粉，（c）为独立布袋捕粉。

图1　不同布袋捕粉结构

前两种捕粉在过去奶粉生产中都有应用，尤其（b）种捕粉应用比较多见。这两种捕粉的干燥塔结构紧凑简单，占用空间比较小，过去奶粉生产中都有应用，尤其是后种偏心布袋式的干燥塔。这两种结构干燥塔的不足之处是：排风携带的粉尘与塔内粉尘直接从干燥塔出粉口排出，粉尘颗粒不均匀，虽经混合、筛分，最终产品冲调效果差，尤其针对现代奶粉、豆粉等对粉尘颗粒度有要求的产品来说很难满足要求，因此，这两种干燥塔已经不多见。

独立的布袋捕粉如图1（c）所示。其最大特点是排风携带的粉尘独立出粉，这部分细粉可通过罗茨风机送回干燥塔雾化区内进行付聚造粒，与干燥塔内粉混合进入排粉口排出，这样就能实现对细粉的整形造粒。但是，这种独立布袋捕粉适用范围也受到一定限制，对茶粉、麦芽糊精粉等易吸潮的粉尘来说容易堵塞滤袋，采用人工定时击滤袋（一般间隔时间为3～5 h）效果比较好，采用脉冲反吹也存在生产时间久了粉尘吹不彻底的缺点，连续性较差。因此，多用于粘度不大的物料的喷雾干燥生产上，在奶粉生产中仍有应用。

2.2两级捕粉

上述捕粉结构在粘度较高易吸潮的粉尘应用上受到限制，除了上述捕粉结构还有图2所示的捕粉型式。这两种都是两级捕粉，图2（a）为双级旋风串联捕粉。这种捕粉结构的喷雾干燥系统连续生产效果较好，干燥塔内负压都是在一定范围内波动，基本是恒定的，所以适应范围较广，如用于奶粉、豆粉、低聚糖粉等的生产上，近年来也有用于茶粉的生产。需要指出的是旋风的捕捉率较低，大致在98%左右，接近2%的粉尘要跑掉，对颗粒度较小、堆积密度较轻的粉尘跑粉要超过2%。粉尘较细、堆积密度较小的速溶茶粉、麦芽糊精等不宜采用此结构，在选用这种捕粉结构时首先必须接受跑粉的事实。

图2　两级捕粉结构

图2（b）也是两级捕粉。这种捕粉的特点是采用两级旋风并联再与袋滤器串联。其优点是：排风携带的细粉先经过旋风捕集一部分，然后剩余粉尘再经由袋滤器进行捕捉。袋滤器捕粉接近100%，这是与旋风捕粉不同的地方。经过旋风捕集后可减轻袋滤器的负荷，可缓解粉尘粘袋的压力，对规模化大生产袋滤器则可采用连续清理粉尘的方法，即采用脉冲反吹的方法清理滤袋上的挂粉，即可达到连续生产，中间不必停机进行清理袋滤器的挂粉。因此，这种捕粉结构的喷雾干燥生产效果好，产品得率高，接近100%。近年来在奶粉、麦芽糊精、胶原蛋白及茶粉等生产上都有应用［1-4］

3　注意事项

目前喷雾干燥主要出现的问题是连续生产效果不佳，主要原因是没有充分了解物料特性，干燥塔捕粉结构型式确定有问题，如采用一体式袋滤器捕粉很难用于茶粉或豆粉的连续生产，需要停机清理滤袋上的挂粉，清理间隔时间较短，一般在3～5 h之间，甚至更短。采用脉冲反吹清理滤袋方法实践应用表明清理也不够彻底，如果压缩空气除湿处理不够好反而使滤袋粘粉更加严重。物料一经确定，确定喷雾干燥的捕粉结构型式是关键，能不能连续生产，能不能使喷雾干燥生产处于最高效的生产状态，很大程度都取决于捕粉的结构型式。设计工作者应广泛了解喷雾干燥在各种物料生产应用中的情况，当遇到陌生物料时最好能通过实验方法了解物料在生产过程中的情况。豆粉、麦芽糊精含糖量较高，粘袋现象比较严重，茶粉易吸潮，采用一体式布袋捕粉中间清理滤袋间隔时间短，生产效率低，甚至还可能影响产品质量，这两种粉可采用旋风或旋风加布袋捕粉的方式进行生产［1］，采用旋风生产的前提是必须接受跑粉的事实。

4　结束语

采用什么型式的喷雾干燥系统进行生产，完全取决于物料特性。选择并确定喷雾干燥系统要从以下几个方面进行综合考虑：1）掌握物料物理及化学性质，能否连续生产，连续生产时间是多少，效果如何；2）参数中对粉尘冲调、颗粒、堆积密度等物理指标是否有要求；3）粉的得率是多少，用户能不能接受。上述都是设计喷雾干燥系统之初首先要考虑的最基本参数。确定这些基本参数后选择并确定出适合物料生产的喷雾干燥系统的结构，这样才能避免设备性能问题的发生。

［1］刘殿宇，梁素梅.压力喷雾干燥系统在速溶茶粉生产的应用［J］.中国茶叶，2009（7）：21-22.

［2］刘殿宇.喷雾干燥系统捕粉结构形式的发展及其应用效果［J］.中国供销商情：乳业导刊，2005（2）：35-36.

［3］刘殿宇.脉冲反吹捕粉装置在奶粉喷雾干燥生产中的设计及应用［J］.乳业科学与技术，2006，28（3）：123-124.

［4］刘殿宇.防止喷雾干燥塔壁挂粉严重的方法［J］.化工装备技术，2008，29（4）：27-28.

（责任编辑：朱小惠）

The conditions of continuous operation of spray drying

LIU Dianyu
（Huayu Dairy Machinery Manufacturing Co.，Ltd.，Harbin 151400，China）

The continuous duration of spray drying depended on the material properties and its structure types.When the material is ascertained，the effect of continuous operation mainly depends on the structural type of powder collector of the spray-drying tower.With CGYP01-1000 vertical pressure spray drying tower used in the production of instant tea powder as an example，the spray-drying tower with different structural types of powder collector was compared.In order to avoid the occurrence of the equipment performance problems and improve the drying efficiency，precautions during continuous spray drying and methods for selection of the appropriate powder collector were proposed.

spray drying；material properties；structure types of powder collector；selection

TQ051

A

1674-2214（2015）03-0037-03

2015-04-14

刘殿宇（1962—），男，黑龙江安达人，高级工程师，主要研究方向为乳品机械、轻化工机械，E-mail：ldy620519@163.com.