0、前言
    噴霧干燥設(shè)備是19世紀(jì)末La Mont和Percy等發(fā)明的，是現(xiàn)代干燥新技術(shù)之一。在20世紀(jì)初這種設(shè)備主要用于脫脂奶粉的制造，并在食品工業(yè)中開始工業(yè)應(yīng)用。隨著噴霧干燥技術(shù)的不斷開發(fā)和完善，目前這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)外已得到了廣泛應(yīng)用，例如用于食品工業(yè)中奶粉、乳清粉、奶油粉、蛋粉、果汁粉、速溶咖啡等的生產(chǎn)中，在其它工業(yè)如藥物、生物制品、洗滌劑、陶瓷、環(huán)保等工業(yè)中也很常用。
    噴霧干燥設(shè)備主要有：壓力噴霧設(shè)備（如水平箱式壓力噴霧干燥烘干機(jī)、立式并流型圓錐塔噴霧干燥烘干機(jī)、MD型噴霧干燥烘干機(jī)、K-7型單噴嘴二級噴霧干燥烘干機(jī)）和離心噴霧設(shè)備（如安海德羅式離心噴霧干燥烘干機(jī)、尼羅式離心噴霧干燥烘干機(jī)）。本文以日本MD型噴霧干燥烘干機(jī)為例，介紹了其噴霧干燥的原理和特點(diǎn)，并結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)中MDRP-5型干燥烘干機(jī)在生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析。
1、MD型噴霧干燥烘干機(jī)的原理和特點(diǎn)
    MD型噴霧干燥烘干機(jī)是日本森永公司設(shè)計(jì)的一種單噴頭立式并流型壓力干燥設(shè)備，如圖1所示。其工作原理是通過機(jī)械作用，將需要干燥的物料，分散成很細(xì)的象霧一樣的微粒（以增大水分蒸發(fā)面積，加速干燥過程），與熱空氣接觸后，在一瞬間將大部分水分除去，而使物料中的固體物質(zhì)干燥成粉末，富通新能源生產(chǎn)銷售鋸末顆粒機(jī)、木屑烘干機(jī)等生物質(zhì)燃料成型烘干機(jī)械設(shè)備。
    總結(jié)MD型噴霧干燥烘干機(jī)的特點(diǎn)，與其它干燥相比，主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。
1.1干燥速度快，產(chǎn)品性能好
    料液經(jīng)噴霧后，霧化成分散的微粒，表面積大大增加，與熱空氣接觸后在極短的時(shí)間內(nèi)就能完成干燥過程。一般情況下在100—150℃，1～3 s內(nèi)就能蒸發(fā)95%—98%的水分。由于干燥過程是在瞬間完成的，產(chǎn)成品的顆粒基本上能保持與液滴近似的球狀，從而具有良好的分散性、優(yōu)良的沖調(diào)性和很高的溶解度。
1.2減少粘壁和焦粉，提高成品質(zhì)量
    MD型噴霧干燥烘干機(jī)、離心噴霧干燥烘干機(jī)和多噴嘴噴霧干燥烘干機(jī)是3種典型的噴霧設(shè)備。離心噴霧和多噴嘴噴霧的噴霧方向?yàn)樗�平或垂直方向（軸線方向）。水平方向時(shí)，為了使熱風(fēng)和液滴很好地接觸，提高干燥效率，讓熱風(fēng)形成渦流，這樣易產(chǎn)生附著現(xiàn)象，附著沉積的物料會(huì)產(chǎn)生熱變性和清洗困難等問題。而熱風(fēng)的速度沿著干燥塔軸線方向時(shí)，熱風(fēng)流線常會(huì)整體發(fā)生偏移，熱風(fēng)不能很好地與料液混合，效率低且有部分附著現(xiàn)象。
    MD型設(shè)備的噴霧，避免了熱風(fēng)渦流和軸流的缺點(diǎn)，設(shè)置了熱風(fēng)整流室，在整流室的吹出口裝有蜂窩狀類似轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)導(dǎo)向葉輪的固定葉片，熱風(fēng)由固定葉片的半徑方向流出，進(jìn)一步改變熱風(fēng)方向，吹向干燥塔。這樣由固定葉片把渦流的熱風(fēng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦稍锼�的軸向供給，達(dá)到了整流的目的，對于解決干燥塔內(nèi)的產(chǎn)品附著問題效果非常明顯。而且整流后防止了熱風(fēng)回轉(zhuǎn)，使霧下降時(shí)，受熱均勻，使成品的熱變化可以維持在最小限度內(nèi)，因此提高了成品的質(zhì)量。
1.3干燥塔、分離室和冷卻室的一體化
    為了滿足市場需要，提高產(chǎn)品溶解性、沖調(diào)性和包裝性能。有的噴霧干燥設(shè)備增加了造粒的設(shè)備’，但它會(huì)增加制品的熱變性和芳香物質(zhì)的損失，而MD型噴霧干燥烘干機(jī)有效地解決了干燥塔、分離室和冷卻室的一體化問題。
    在噴霧干燥的降速干燥階段，隨著水分的降低，粉末的溫度上升。以乳品為例．干燥塔下部的干燥空氣溫度為90～100℃時(shí)，粉末的溫度為60℃左右，為防止熱變性，希望干燥終了時(shí)迅速冷卻。對此MD型噴霧干燥烘干機(jī)在干燥塔的下部安裝了流動(dòng)冷卻室，這個(gè)系統(tǒng)有旋風(fēng)分離的微粉末，用空氣輸送到分離室下部的流動(dòng)冷卻室，和在分離室被重力分離出的粉末一起冷卻到30℃左右，然后排出（見圖2），其結(jié)果對熱變性有很好的控制作用。
1.4二次熱風(fēng)的利用
    熱風(fēng)吹進(jìn)干燥塔時(shí)，吹人處的溫度很高，這個(gè)部位若附著有微量的產(chǎn)品，會(huì)全部褐變，它不斷地下落，會(huì)造成產(chǎn)品品質(zhì)下降。對此MD型噴霧干燥烘干機(jī)在熱風(fēng)吹進(jìn)干燥塔的口部設(shè)置了兩個(gè)同心圓筒，從這兩個(gè)圓筒的中間可以回流低溫的二次熱風(fēng)(70—100℃)，有效地解決了上述因附著而造成的品質(zhì)下降問題。而且二次熱風(fēng)風(fēng)量(Gr)和熱風(fēng)風(fēng)量(G)的比G'／G—0.05，或更大些（可增加到0.3～0.4），有利于提高產(chǎn)品溶解度。
1.5空氣進(jìn)出口多，流速流量難以調(diào)節(jié)
    從圖1中可以看出，MD型噴霧干燥烘干機(jī)有多處空氣進(jìn)出口，這種結(jié)構(gòu)造成對流速流量的調(diào)節(jié)困難，給操作帶來許多困難。例如：在噴霧過程中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的水分偏高，一般可減小流速，提高排風(fēng)溫度以達(dá)到控制水分的目的。但是由于它有多個(gè)空氣進(jìn)出口，要很快把流量調(diào)到最佳的范圍比較困難。流量減小過度時(shí)，又容易造成細(xì)粉、焦粉等次品。
2、MD型噴霧干燥烘干機(jī)在生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題分析
    圖3所示是MDRP-5型離心、二流體二用干燥烘干機(jī)。它是一種新型高效干燥設(shè)備，可使溶液、乳濁液、懸浮液、糊狀液等物料，經(jīng)噴霧干燥成為干燥粉末狀、細(xì)中顆粒的制品。其工作原理如下：空氣通過過濾器和加熱裝置后，進(jìn)入干燥室頂部的熱風(fēng)分配器，通過熱風(fēng)分配器的熱空氣均勻地進(jìn)入干燥室，并成螺旋狀流動(dòng)，同時(shí)將料液送到安裝在干燥室頂部的離心噴霧頭，料液被霧化成極小的霧狀液滴，使料液和熱空氣接觸的表面積大大增加，水分迅速蒸發(fā)，在極短的時(shí)間內(nèi)形成干燥成品。
    MDRP-5型噴霧干燥烘干機(jī)的干燥速度快、效率高、工序少、節(jié)省人力，特別對于熱敏性物料，可以保持其色、香、味，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，但在操作不熟練、調(diào)節(jié)控制缺乏經(jīng)驗(yàn)時(shí)，容易產(chǎn)生一些問題。現(xiàn)將生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題和引起的原因及補(bǔ)救措施總結(jié)如下，供操作時(shí)參考。
2.1粘壁現(xiàn)象嚴(yán)重
    主要表現(xiàn)是干燥室內(nèi)到處都有粘著的濕粉。其原因是：(1)進(jìn)料量太大，不能充分蒸發(fā)；(2)噴霧開始前干燥室加熱不足；(3)開始噴霧時(shí)，下料流量調(diào)節(jié)過大；
(4)加入的料液不穩(wěn)定。
    針對上述產(chǎn)生問題的不同原因，可依次采取以下措施：適當(dāng)減少進(jìn)料量；適當(dāng)提高熱風(fēng)的進(jìn)口和出口溫度；在開始噴霧時(shí)，流量要小，逐步加大，調(diào)節(jié)到適當(dāng)時(shí)為止；檢查管道是否堵塞，調(diào)整物料固形物含量，保證料液的流動(dòng)性。
2.2產(chǎn)品水分含量太高
    排風(fēng)溫度是影響成品水分含量的主要因素，所以造成產(chǎn)品水分含量太高的原因一般是排風(fēng)溫度太低。而排風(fēng)溫度可由進(jìn)料量來調(diào)節(jié)。因此相應(yīng)的措施是適當(dāng)減小進(jìn)料量，以提高排風(fēng)溫度。
2.3產(chǎn)品純度低，雜質(zhì)過多
    造成這種情況的可能原因有以下幾個(gè)方面：(1)空氣過濾效果不佳；(2)積粉混入成品；(3)原料純度不高；(4)設(shè)備清洗不徹底。可采用的補(bǔ)救措施有：檢查空氣過濾器中過濾材質(zhì)敷設(shè)是否均勻，過濾器使用時(shí)間是否太長，若是應(yīng)立即更換；檢查熱風(fēng)入口處焦粉情況，克服渦流；噴物前應(yīng)將料液過濾；重新清洗設(shè)備。
2.4產(chǎn)品粉粒太細(xì)
    產(chǎn)品顆粒太細(xì)會(huì)影響其溶解性、沖詞性能。原因是含固量太低或進(jìn)料量太小。補(bǔ)救措施是提高料液的含固量，加大進(jìn)料量，提高進(jìn)風(fēng)溫度。
2.5跑粉現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)品得率低
    跑粉損失過多，大大影響成品的得率，一般的原因是旋風(fēng)分離器的分離效果差。若出現(xiàn)這種情況，應(yīng)檢查旋風(fēng)分離器是否由于敲擊、碰撞而變形；提高旋風(fēng)分離器進(jìn)出口的氣密性，檢查其內(nèi)壁及出料口是否有積料堵塞現(xiàn)象。當(dāng)然分離效率還與粉末的比重及粒度的大小有關(guān)，某些物料可根據(jù)需要增加第二級除塵。
2.6離心噴頭轉(zhuǎn)速太低
    主要是離心噴頭部件出了故障，所以要停止使用噴頭，檢查噴頭內(nèi)部件。
2.7蒸發(fā)量太低
    原因可能是：(1)整個(gè)系統(tǒng)的空氣量減少；(2)熱風(fēng)的進(jìn)口溫度偏低；(3)設(shè)備有漏風(fēng)現(xiàn)象，有冷風(fēng)進(jìn)入干燥室。補(bǔ)救措施為：(1)檢查離心機(jī)的轉(zhuǎn)速是否正常；(2)檢查離心機(jī)調(diào)節(jié)閥位置是否正確,(3)檢查空氣過濾器及空氣加熱器管道是否堵塞；(4)檢查電網(wǎng)電壓是否正常；(5)檢查電加熱器是否正常工作；(6)檢查設(shè)備各組件連接是否密封。
2.8離心噴頭運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有雜聲或振動(dòng)
    主要由于噴頭的清洗和保養(yǎng)不當(dāng)引起的噴盤內(nèi)附有殘留物質(zhì)或主軸產(chǎn)生彎曲和變形，也可能是離心盤動(dòng)平衡不好。解決辦法；檢查噴霧盤內(nèi)是否有殘存物質(zhì)，若有應(yīng)及時(shí)清洗；發(fā)現(xiàn)主軸有異常，要進(jìn)行更換；對離心盤的動(dòng)平衡重新調(diào)整或更換。