本發(fā)明涉及一種用于干燥環(huán)節(jié)的系統(tǒng)，尤其涉及一種霧化顆粒均勻、避免粘壁、干燥效率高的多陣列單分散顆粒的宏量噴霧干燥系統(tǒng)。

背景技術：

在食品、制藥和化工等眾多行業(yè)的工藝流程中，噴霧干燥是最為常見的工藝流程之一，它以單一工序?qū)⑷芤?、乳濁液、懸浮液或漿狀物料直接加工成粉狀產(chǎn)品，速度快，效率高，實用性強，省去了傳統(tǒng)工藝中的蒸發(fā)、粉碎等工序。據(jù)不完全統(tǒng)計，截止2006年底，全世界已安裝投產(chǎn)的噴霧干燥器就超過25000套。

現(xiàn)在市面上最常用的霧化干燥方法大體分為三種：（1）離心噴霧干燥法：利用水平方向作高速旋轉的圓盤給予溶液以離心力，使其以高速甩出，形成薄膜、細絲或液滴，經(jīng)過空氣的摩擦、阻礙、撕裂的作用，液體沿著螺旋線自圓盤上拋出后，分散成很微小的液滴；（2）壓力噴霧干燥法：利用高壓泵，以大氣壓的壓力，將物料通過霧化器（噴槍），聚化成霧狀微粒與熱空氣直接接觸，進行熱交換，短時間完成干燥；（3）氣流噴霧干燥法：待干燥物料與加熱后的自然空氣同時進入干燥器，二者充分混合，由于熱質(zhì)交換面積大，從而在很短的時間內(nèi)達到蒸發(fā)干燥的目的。

上述三種噴霧干燥法均采用隨機霧化的形式，由于無法控制干燥時待物料的運動方向，霧化后的物料液滴容易大小不均，因而非常容易產(chǎn)生干燥不均勻的現(xiàn)象，較大顆粒未完全干燥，而較小顆粒則過分干燥；同時，由于物料液滴的飛行軌跡極其復雜，液滴在干燥器內(nèi)的停留時間不各不相同，易出現(xiàn)未干和過干的情況。

此外，當待干燥物料進料量較大時或者干燥室加熱不足時，物料液滴不能充分蒸發(fā)，就會出現(xiàn)嚴重的粘壁現(xiàn)象，這樣一來，不僅噴霧干燥的工作效率極其低下，也很大程度上影響到噴霧干燥器的后續(xù)工作，干燥環(huán)節(jié)的中間脫節(jié)，將嚴重影響到整體生產(chǎn)工藝的流程和效率，耗時耗力耗能源。因而，如何能夠干燥均勻，減少能耗，提高工作效率，這一直是干燥行業(yè)時刻關注且迫切希望盡快解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術中存在的技術問題，提供一種多陣列單分散顆粒的宏量噴霧干燥系統(tǒng)，包括預處理系統(tǒng)、霧化器、干燥腔和尾氣處理收集系統(tǒng)；霧化器由單線微射流霧化單元或一體式多線微射流霧化單元組成，由單線微射流霧化單元或一體式多線微射流霧化單元組成的霧化器可以將高粘度溶液均勻的分散開來，盡量保證產(chǎn)品的大小均一，有效降低液滴之間的相互作用，減少顆粒的掛壁現(xiàn)象；霧化單元按矩陣排列，每列霧化單元之間設有進氣口，使得霧化與氣流相互作用，達到均勻有效干燥；預處理系統(tǒng)和霧化器分別與干燥腔相連接，兩者并列屬于干燥腔的上游工序部件；干燥腔入口處設有用于調(diào)整干燥介質(zhì)流動方向的干燥介質(zhì)再分配器，進一步實現(xiàn)了高溫空氣與物料液滴的均勻混合，產(chǎn)生尺寸均一的產(chǎn)品，干燥充分且均勻，大大提高了霧化干燥的工作效率推動了霧化干燥流程的連續(xù)化生產(chǎn)，結構簡單，普及性高，實用性強，可實現(xiàn)宏量生產(chǎn)。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下：多陣列單分散顆粒的宏量噴霧干燥系統(tǒng)，其特征在于：包括預處理系統(tǒng)、霧化器、干燥腔和尾氣處理收集系統(tǒng)；

所述霧化器由單線微射流霧化單元或一體式多線微射流霧化單元組成；

所述預處理系統(tǒng)和霧化器分別與干燥腔相連接，兩者并列屬于干燥腔的上游工序部件；

所述干燥腔入口處設有用于調(diào)整干燥介質(zhì)流動方向的干燥介質(zhì)再分配器；

所述尾氣處理收集系統(tǒng)與干燥腔出口相連接，進行顆粒與尾氣的分離。

作為本發(fā)明的一種改進，所述霧化器內(nèi)的單線微射流霧化單元或一體式多線微射流霧化單元按矩陣排列，每列霧化單元之間設有進氣口。

作為本發(fā)明的一種改進，所述霧化器與干燥腔相連接，霧化器中的霧化單元陣列與通過進氣口進入的氣流并行工作；

作為本發(fā)明的另一種改進，所述矩陣，每列至少包括三個單線微射流霧化單元或一體式多線微射流霧化單元。

作為本發(fā)明的另一種改進，所述干燥介質(zhì)再分配器根據(jù)單線微射流霧化單元或一體式多線微射流霧化單元個數(shù)的增加而變化，兩者的數(shù)量比例為1:1。

作為本發(fā)明的又一種改進，所述預處理系統(tǒng)包括離心風機和熱交換器，所述熱交換器的出口與干燥腔入口相連接。

作為本發(fā)明的又一種改進，所述尾氣處理收集系統(tǒng)包括排風機和顆?；厥昭b置，所述排風機位于尾氣處理收集系統(tǒng)內(nèi)上方。

作為本發(fā)明的更進一步改進，所述干燥腔的橫截面為圓形或矩形；所述進氣口為矩形。

為了解決上述技術問題，利用本發(fā)明所采用的多陣列單分散顆粒的宏量噴霧干燥系統(tǒng)的具體使用方法如下：

（1）離心風機將空氣泵入熱交換器內(nèi)進行加熱，當加熱后的空氣溫度到達140攝氏度時，高溫空氣經(jīng)熱交換器的出口，進入干燥腔內(nèi)，干燥腔入口處設有的干燥介質(zhì)再分配器能夠調(diào)整空氣的運動方向，使空氣在干燥腔內(nèi)自上往下以0.015-0.020米/秒的速度運動；

（2）待干燥物質(zhì)經(jīng)霧化器霧化后進入干燥腔內(nèi)；

（3）自上往下低速運動的霧化后待干燥物質(zhì)與高溫空氣在干燥腔內(nèi)碰撞，發(fā)生質(zhì)量和熱量傳遞，進行干燥作用；

（4）混合碰撞后的物質(zhì)經(jīng)過干燥，形成顆粒并產(chǎn)生尾氣，通過干燥腔出口進入尾氣處理收集系統(tǒng)；

（5）尾氣被尾氣處理收集系統(tǒng)內(nèi)上方的排風機排出，顆粒由尾氣處理收集系統(tǒng)內(nèi)的顆?；厥昭b置統(tǒng)一回收。

本發(fā)明的有益效果：

由單線微射流霧化單元或一體式多線微射流霧化單元組成的霧化器可以將高粘度溶液均勻的分散開來，盡量保證產(chǎn)品的大小均一，有效降低液滴之間的相互作用，減少顆粒的掛壁現(xiàn)象；霧化單元按矩陣排列，每列霧化單元之間設有進氣口，使得霧化與氣流相互作用，達到均勻有效干燥；干燥腔入口處設有干燥介質(zhì)再分配器，干燥介質(zhì)再分配器可以用于調(diào)整干燥介質(zhì)的流動方向，當干燥介質(zhì)，如高溫空氣進入干燥腔后，干燥介質(zhì)再分配器可以控制高溫空氣在干燥腔內(nèi)自上往下低速流動，可以保證其與物料液滴充分接觸，進行有效的熱量和質(zhì)量交換，進一步實現(xiàn)了高溫空氣與物料液滴的均勻混合，產(chǎn)生尺寸均一的產(chǎn)品，干燥充分且均勻，這樣就可以采用較低的干燥溫度，提高干燥效率和熱效率；本發(fā)明中的霧化器可采用多個，或者單個霧化器內(nèi)可以設有多個單線微射流霧化單元，進一步提高了霧化的工作效率，使得霧化顆粒分配更加均勻；同時，干燥介質(zhì)再分配器的數(shù)量可以根據(jù)霧化器的個數(shù)或霧化單元的個數(shù)增加而增加，這樣一方面，干燥介質(zhì)再分配器可以用于隔離不同的單線微射流霧化單元或者隔離霧化器，使得每個部件獨立工作，互不影響，另一方面也實現(xiàn)了干燥介質(zhì)與物料液滴的均勻混合，對防止液滴、顆粒粘壁以及顆粒相互粘連起到了很好的輔助作用，大大提高了霧化干燥的工作效率，推動了霧化干燥流程的連續(xù)化生產(chǎn)；微射流噴霧干燥系統(tǒng)整體結構簡單，普及性高，實用性強，節(jié)省空間，可實現(xiàn)宏量生產(chǎn)，是各領域使用便捷，操作無負擔，大幅度提高工作效率，省能源省力氣的有力工具設備。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例多陣列單線微射流霧化單元或一體式多線微射流霧化單元的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例微射流噴霧干燥系統(tǒng)的的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例霧化單元陣列的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例多陣列單分散宏量噴霧干燥系統(tǒng)干燥塔的結構視圖。

圖中：1.預處理系統(tǒng)、11.離心風機、12.熱交換器、2.霧化器、、3.干燥腔、31.干燥腔入口、32.干燥腔出口、4.尾氣處理收集系統(tǒng)、41.排風機、42.顆?；厥昭b置、5.干燥介質(zhì)再分配器。

具體實施方式

以下將結合附圖和實施例，對本發(fā)明進行較為詳細的說明。

實施例1

如圖1所示，圖1是本發(fā)明實施例多陣列單線微射流霧化單元或一體式多線微射流霧化單元的結構示意圖。上排從左到右分別是單線、雙線、三線微射流霧化單元；下排從左到右分別是四線、五線、六線微射流霧化單元。由單線微射流霧化單元或一體式多線微射流霧化單元組成的霧化器可以將高粘度溶液均勻的分散開來，盡量保證產(chǎn)品的大小均一，有效降低液滴之間的相互作用，減少顆粒的掛壁現(xiàn)象；

我們以一種具有一體式三線微射流霧化單元的多陣列單分散宏量噴霧干燥系統(tǒng)作為實施例1，如圖2所示，待干燥物料為牛磺酸，干燥介質(zhì)為空氣。

多陣列單分散宏量噴霧干燥系統(tǒng)，包括預處理系統(tǒng)1、霧化器2、干燥腔3和尾氣處理收集系統(tǒng)4；霧化器2由單線微射流霧化單元或一體式多線微射流霧化單元構成，本實施例中的霧化器2內(nèi)為三線微射流霧化單元，進一步提高了霧化的工作效率，使得霧化顆粒分配更加均勻；預處理系統(tǒng)1和霧化器2分別與干燥腔3相連接，兩者并列屬于干燥腔3的上游工序部件，?；撬峤?jīng)過霧化器2霧化成?；撬嵝∫旱危瑫r空氣經(jīng)過預處理系統(tǒng)1的預處理后，共同流入到干燥腔3內(nèi)進行下一步的干燥工作；干燥腔3是長60~120厘米，寬20~40厘米，高1~3米的不銹鋼筒，外面包裹玻璃纖維保溫棉，以減小熱量散失，提高熱效率；干燥腔入口31處設有用于調(diào)整干燥介質(zhì)流動方向的干燥介質(zhì)再分配器5；干燥介質(zhì)再分配器5根據(jù)霧化器2個數(shù)的增加而變化，兩者的數(shù)量比例為1:1，因而本實施例中，干燥介質(zhì)再分配器5的數(shù)量也為三個，這樣一方面，干燥介質(zhì)再分配器5可以用于隔離三個霧化器2，使得每個霧化器2獨立工作，互不影響，另一方面也實現(xiàn)了高溫空氣與?；撬嵋旱蔚木鶆蚧旌希瑢Ψ乐古；撬嵋旱巍⑴；撬犷w粒粘壁以及?；撬犷w粒與顆粒相互粘連起到了很好的輔助作用，大大提高了霧化干燥的工作效率，推動了霧化干燥流程的連續(xù)化生產(chǎn)；

此外，所述預處理系統(tǒng)1包括離心風機11和熱交換器12，熱交換器12的出口與干燥腔入口31相連接，方便經(jīng)熱交換器12加熱后的高溫空氣進入干燥腔3內(nèi)。

工作時，啟動離心風機11，離心風機11將空氣泵入到熱交換器12內(nèi)進行加熱，當加熱后的空氣到達100~150攝氏度時，進入干燥腔3內(nèi)，溫度到達140攝氏度時最優(yōu)；初步進入干燥腔3內(nèi)的高溫空氣會干燥腔入口31處的干燥介質(zhì)再分配器5進行調(diào)整，調(diào)整高溫空氣的流動方向；經(jīng)過調(diào)整后的高溫空氣在干燥腔3內(nèi)自上往下低速流動，速度大約為0.015~0.020米/秒；另一方面，牛磺酸液體經(jīng)過三個具有單線微射流霧化單元21的霧化器2霧化為大小均一的?；撬嵋旱?，牛磺酸液滴由干燥腔入口31處進入干燥腔3內(nèi)，由于自身重力作用，向下做垂直運動；干燥腔3內(nèi)，豎直向下運動的牛磺酸液滴與慢速豎直向下運動的高溫空氣接觸，發(fā)生質(zhì)量和熱量傳遞，?；撬嵋旱伪桓稍锍深w粒；干燥介質(zhì)再分配器3保證高溫空氣與?；撬嵋旱纬浞纸佑|，進行有效的熱量和質(zhì)量交換，進一步實現(xiàn)了高溫空氣與?；撬嵋旱蔚木鶆蚧旌?，產(chǎn)生尺寸均一的產(chǎn)品，干燥充分且均勻，這樣就可以采用較低的干燥溫度，即便高溫空氣高溫偶有不足，也能完成干燥的全過程，提高干燥效率和熱效率；

由于干燥腔內(nèi)的橫截面為圓形或者矩形，擴大了牛磺酸液滴與高溫空氣的反應空間，大大提高了干燥效率。

由于進氣口為矩形，整個干燥系統(tǒng)使得液體和氣體的分布裝置也呈矩形，這種分布裝置使得氣體與液體有效接觸，形成節(jié)能干燥。

完成噴霧干燥工作后，干燥腔出口32排出的熱風與牛磺酸液滴接觸后溫度顯著降低，熱風濕度增大，變?yōu)閺U氣；本實施例的尾氣處理收集4系統(tǒng)包括排風機41和顆粒回收裝置42，所述排風機位于尾氣處理收集系統(tǒng)4內(nèi)上方，產(chǎn)生的廢氣直接由排風機41排出，干燥后形成的牛磺酸顆粒由顆?；厥昭b置42統(tǒng)一回收保存。

如圖3所示，以每列霧化器含有10個霧化單元；相鄰兩列霧化單元之間有矩形進氣口，一列進氣，從而形成排列有序的霧化與氣流相互作用，達到均勻有效干燥，同時節(jié)省空間的單分散微射流噴霧干燥裝置，實現(xiàn)宏量生產(chǎn)。如圖4所示，圖4為運用本發(fā)明實施例多陣列單分散宏量噴霧干燥系統(tǒng)的干燥塔的結構視圖。

須說明的是，上述實施舉例的說明并非限制本創(chuàng)作之應用，僅例示性說明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明的權利保護范圍，應如權利要求書中所述。