喷雾干燥研究进展
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药物制剂中的粉末喷雾干燥技术研究药物制剂的研究与开发一直是医药行业的重要领域之一。
在药物的制备过程中,选择合适的制剂形式是至关重要的,其中粉末喷雾干燥技术作为一种重要的处理手段,被广泛应用于药物的制剂过程中。
本文将对粉末喷雾干燥技术在药物制剂中的研究进行探讨。
一、粉末喷雾干燥技术概述粉末喷雾干燥技术是将溶液或悬浮液通过喷雾装置将液滴喷雾到热空气中,使液滴在空气中迅速蒸发,形成粉末颗粒的过程。
该技术能够将液体药物制剂快速转化为固体粉末,提高药物的稳定性和储存性能。
同时,粉末喷雾干燥技术还可以控制颗粒的形态和大小,使制剂具有良好的可溶性和可吸收性,提高药物的生物利用度。
二、粉末喷雾干燥技术在药物制剂中的应用(一)微球制备利用粉末喷雾干燥技术,可以将药物制剂制备成微球形式,提高药物的溶解度和生物利用度。
通过控制粉末喷雾干燥过程中的各项参数,如喷雾速度、喷雾角度、干燥温度等,可以得到理想的微球形状和尺寸。
(二)改善可吸入性对于气雾剂、干粉吸入剂等需要通过呼吸道给药的制剂而言,粉末喷雾干燥技术可以改善药物的可吸入性能。
通过控制粉末颗粒的大小和密度,使其适应于不同的吸入装置,并且满足药物在呼吸道中的沉积和释放要求。
(三)保护药物活性成分某些药物的活性成分对温度、湿度等环境条件非常敏感,容易失去活性。
粉末喷雾干燥技术可以通过在制剂中添加保护剂,或者调节喷雾干燥的温度和湿度等条件,保护药物的活性成分,提高制剂的稳定性。
三、粉末喷雾干燥技术的优势和挑战粉末喷雾干燥技术在药物制剂中有许多优势,如操作简便、生产效率高、制剂质量稳定等,因此得到了广泛的应用。
然而,该技术也面临一些挑战。
首先,粉末喷雾干燥技术需要对各项参数进行精确控制,如液滴大小、干燥温度等,以获得理想的制剂性能。
这对于操作人员的技术水平要求较高。
其次,粉末喷雾干燥技术在制剂过程中会对药物产生一定程度的热应力,可能导致药物的物理性能和化学活性发生变化。
因此,在采用粉末喷雾干燥技术进行制剂设计时,需要对药物的特性进行充分的了解和评估。
喷雾干燥产品研究报告喷雾干燥产品研究报告摘要:本报告主要介绍了喷雾干燥技术及其在产品制造中的应用。
通过对喷雾干燥的原理、工艺流程、设备特点等方面的分析,总结了喷雾干燥技术的优点和不足之处,并探讨了其在不同领域的应用情况。
最后,提出了进一步研究的方向和建议。
关键词:喷雾干燥;工艺流程;设备特点;应用情况;研究方向一、引言喷雾干燥是一种常用的干燥技术,广泛应用于食品、化工、制药等领域。
其原理是将液体通过喷嘴喷成微小颗粒,然后在热空气中进行干燥,最终得到干燥的产品。
喷雾干燥具有干燥速度快、产品质量好、操作简便等优点,因此备受青睐。
二、喷雾干燥的原理喷雾干燥的原理是将液体通过喷嘴喷成微小颗粒,然后在热空气中进行干燥,最终得到干燥的产品。
喷雾干燥的关键在于喷嘴的设计和热空气的控制。
喷嘴的设计决定了颗粒的大小和形状,而热空气的控制则决定了干燥的速度和质量。
三、喷雾干燥的工艺流程喷雾干燥的工艺流程包括液体预处理、喷雾干燥、干燥后处理等步骤。
液体预处理包括搅拌、过滤、调整pH值等操作,以保证液体的稳定性和均匀性。
喷雾干燥的过程中,液体通过喷嘴喷成微小颗粒,然后在热空气中进行干燥,最终得到干燥的产品。
干燥后处理包括筛分、包装等操作,以保证产品的质量和稳定性。
四、喷雾干燥的设备特点喷雾干燥的设备主要包括喷雾干燥机、热风炉、除尘器等部分。
喷雾干燥机是喷雾干燥的核心设备,其主要由喷嘴、干燥室、热风炉等部分组成。
热风炉是提供热空气的设备,其主要由燃烧室、热交换器、风机等部分组成。
除尘器是用于除去干燥过程中产生的粉尘和废气的设备,其主要由过滤器、风机等部分组成。
五、喷雾干燥的应用情况喷雾干燥技术在食品、化工、制药等领域都有广泛的应用。
在食品领域,喷雾干燥技术主要应用于乳制品、咖啡、茶叶等产品的制造中。
在化工领域,喷雾干燥技术主要应用于染料、颜料、洗涤剂等产品的制造中。
在制药领域,喷雾干燥技术主要应用于药物微粒的制造中。
六、喷雾干燥技术的优点和不足喷雾干燥技术具有干燥速度快、产品质量好、操作简便等优点。
喷雾干燥技术研究现状及发展趋势喷雾干燥技术的研究现状与展望摘要:喷雾干燥技术应用比较广泛,利用喷雾干燥发制作的奶粉,产品质量高,近年来在果蔬粉加工中的应用研究也较多。
本文综述了喷雾干燥技术的发展历程、技术原理、特点、应用,并对今后喷雾干燥技术发展前景做了展望。
关键词:喷雾干燥;技术;应用前景The research situation of spray drying technology and prospectAbstractthe spray drying technology is applied more widely, use the spray drying powder, high product quality, in recent years its application in fruit and vegetable powder processing research more also.This article summarizes the development course of spray drying technology, technology principle, characteristics, applications, and spray drying technology for the future development prospects were discussed.Key words: spray drying;Technology;The application prospect喷雾干燥技术已有一百多年的历史, 它在工业上的应用也有近百年的历史。
喷雾干燥技术具有干燥速度快、时间短、物料温度低、易于连续化生产等特点, 适合于热敏性物料的干燥, 在食品干燥中显示出很强的优越性。
我国是农业大国, 果蔬、奶的产量很大,但是由于这些物质都不易保藏,因为其自身含有很好的适宜微生物生长繁殖的条件,因此,人们就考虑将它们制成粉末,而且粉末的重量轻,易于携带,还能保持原有水果蔬菜、奶的营养风味以及营养成分, 可以作为配料加工其他食品。
喷雾干燥机研究报告1、研究报告简介喷雾干燥机是指以吸收充湿空气的湿物料,在蒸发池中大量喷洒空气,从而使物料粒度变细,粒度相均匀,并使物料逐渐干燥,从而得到全固化产品的“喷雾干燥机”。
本报告将对传统喷雾干燥机在系统构成、原理、工艺、工艺参数、主要部件及其特点等方面进行深入研究,从不同角度探讨喷雾干燥机技术发展趋势以及未来发展趋势,希望能提出一些有益的实践经验。
2、系统构成传统的喷雾干燥机由送料系统、蒸发系统、净化系统和出料系统等部分组成。
(1)送料系统送料系统由控制系统、给料装置、干燥介质泵和搅拌仓组成,该系统负责以等流量将质料(湿物料或混合物)送入蒸发室内。
给料装置一般采用增重秤或齿轮计量泵,泵可根据流量变化自动控制。
(2)蒸发系统蒸发系统主要由蒸发室、蒸发器和除湿机构组成,蒸发室采用全反应式工艺,负责将湿物料带入蒸发室并搅拌均匀后,在空气中凝华蒸发水分。
蒸发器蒸汽喷射器将热蒸汽喷入蒸发室,从而不断加热物料,从而实现快速蒸发,加快物料的干燥速度。
(3)净化系统喷雾干燥机净化系统由除尘器、快速换热器和除渍机组成。
除尘器的功能是负责清除蒸发室内的尘埃,快速换热器的作用是将进入蒸发室的烟气调节至室内规定温度,而不同种类的除渍机则是用于处理蒸发室内的各种油污,从而使过滤后的排气除尘达到环保要求。
(4)出料系统出料系统由出料器、贮存仓和微细粉碎仪组成,出料器负责将蒸发室内的物料送出流程线,贮存仓则是用于回收干燥后的物料。
微细粉碎仪是一种具有物料再加工功能的机械设备,它可以将物料进行研磨、研磨和粒度控制工作。
3、原理喷雾干燥机以质料注入蒸发室,并搅拌均匀,然后以热气体形式将蒸汽喷入蒸发室。
空气和气温由蒸发器传送到蒸发室,从而使物料蒸腾潮,产生大量水蒸气和气液两相混合。
物料的水分会剥离,形成气液两相混合状态,气体含湿量会飞扬而出,物料落到蒸发室中,被热气体加热,水分从物料中蒸发,达到固化的目的。
4、工艺参数工艺参数是喷雾干燥机运行的重要参数,它们对喷雾干燥机的性能有很大的影响,包括超声波功率、蒸发温度、物料湿性、物料比重、抽水量、物料粒度大小等。
中药喷雾干燥技术的分析与研究进展_胡洪中药喷雾干燥技术是一种常用于中药制剂生产的干燥技术,可以将中药液体制剂迅速转变为粉末或小颗粒的形式,提高药物的稳定性和可溶性,方便携带和使用。
本文将分析和总结中药喷雾干燥技术的研究进展,包括其原理、技术参数和应用领域等方面。
中药喷雾干燥技术是一种将中药液体制剂通过喷雾器雾化成小颗粒,然后通过加热和干燥使其蒸发并形成粉末或小颗粒的干燥技术。
其原理是将中药液体制剂喷射到高温高速气流中,使中药液体迅速蒸发,并在空气中形成小颗粒,然后通过干燥设备将颗粒收集并制成粉末。
该技术具有干燥速度快、能耗低、物料处于干燥状态的时间短等特点。
中药喷雾干燥技术的主要技术参数包括喷雾温度、喷雾压力、进料速度和出料速度等。
喷雾温度是控制中药液体蒸发的关键参数,一般应根据中药的成分和特性来确定。
喷雾压力影响颗粒的大小和分布,一般增大喷雾压力可以得到较小的颗粒。
进料速度和出料速度直接影响到干燥设备的处理能力和干燥效果,需要根据设备的处理能力来确定。
中药喷雾干燥技术在中药制剂生产中有广泛的应用领域。
首先,它可以将液体制剂转变为粉末或小颗粒形式,方便携带和使用。
其次,喷雾干燥技术可以提高中药制剂的稳定性和可溶性,延长药物的保存期限。
此外,该技术还可以制备复杂的中药制剂,如固体分散体、纳米粉末和微球制剂等。
目前,中药喷雾干燥技术的研究进展主要包括以下几个方面。
首先,研究人员对喷雾干燥技术的工艺参数进行了优化,以提高干燥效率和药物质量。
其次,他们研究了不同类型的喷雾器对中药液体的雾化效果,并提出了一些改进措施。
此外,一些研究还关注喷雾干燥过程中药物的热敏性和稳定性等问题,并提出相应的解决方案。
另外,一些研究还探索了中药喷雾干燥技术与其他技术的联合应用,以进一步提高中药制剂的质量和效果。
综上所述,中药喷雾干燥技术是一种常用的中药制剂生产技术,能够将中药液体制剂迅速转变为粉末或小颗粒的形式,提高药物的稳定性和可溶性。
喷雾干燥产品研究报告引言喷雾干燥是一种常用的物料干燥技术,通过将物料雾化成细小液滴,并在热气流中迅速蒸发,实现物料的快速干燥。
喷雾干燥产品广泛应用于食品、化工、制药等领域,具有干燥效率高、产品质量好等优势。
本报告将对喷雾干燥产品的研究进行全面、详细、完整且深入地探讨。
喷雾干燥产品的原理在喷雾干燥过程中,物料首先被喷雾器雾化成细小液滴,然后与热气流接触,液滴迅速蒸发,形成固态的颗粒状产品。
喷雾干燥产品的基本原理如下: 1. 喷雾器将物料喷雾成细小液滴。
2. 热气流与液滴接触,液滴中的水分迅速蒸发。
3. 残留的固态物料形成颗粒状产品。
喷雾干燥产品的优点喷雾干燥产品相比于其他干燥技术具有以下优点: 1. 干燥速度快,能够在短时间内完成物料的干燥。
2. 干燥过程温度可调,适合不同物料的干燥需求。
3. 干燥过程中物料与热气流充分接触,热量利用率高。
4. 干燥产品质量好,颗粒状度高,营养物质保持较好。
5. 干燥设备结构简单,易于操作和维护。
喷雾干燥产品的应用领域由于喷雾干燥产品具有出色的性能,广泛用于以下领域: 1. 食品行业:喷雾干燥产品被广泛应用于奶粉、蛋白粉、咖啡粉等食品的制备过程中,以提高产品的质量和口感。
2. 化工行业:喷雾干燥产品在制造染料、颜料、洗涤剂等化工产品时起到重要作用,能够控制产品的颗粒大小和一致性。
3. 制药行业:喷雾干燥产品在制造药物微粒、颗粒剂型等方面具有广阔的应用前景,能够提高药物的生物利用度和稳定性。
4. 粉末冶金行业:喷雾干燥产品在制造粉末冶金材料时广泛使用,能够控制粉末的粒度和流动性。
喷雾干燥产品的市场现状和发展趋势目前,全球喷雾干燥产品市场呈现稳步增长的态势。
随着食品、化工、制药等行业的快速发展,喷雾干燥产品的需求不断增加。
未来几年,喷雾干燥产品市场有望进一步扩大,主要体现在以下方面: 1. 技术改进:喷雾干燥技术将更加成熟,设备的性能将得到提升,同时也会降低能耗和生产成本。
喷雾干燥产品研究报告引言喷雾干燥是一种常用的物料干燥方法,它通过将液体物料雾化成小颗粒,并在热气流中进行干燥,从而得到粉状或颗粒状的干燥产品。
喷雾干燥产品广泛应用于食品、制药、化工等领域。
本研究报告将对喷雾干燥产品进行深入探讨,探究其原理、应用以及发展趋势。
一、喷雾干燥产品原理喷雾干燥产品的制备原理主要包括液体雾化、热气流干燥和固体颗粒形成三个关键步骤。
液体物料通过喷雾器雾化成小颗粒。
喷雾器通常采用压缩空气或压力泵将液体物料喷出,形成细小的液滴。
液滴的大小和形状会影响后续的干燥效果。
接着,热气流对液滴进行干燥。
热气流通常由燃气烧炉或蒸汽发生器产生,并通过干燥器送入。
热气流与液滴之间进行传热传质交换,使液滴中的水分蒸发,从而得到干燥的颗粒。
固体颗粒形成。
当液滴中的水分蒸发完全后,剩余的物料成分以固体颗粒的形式存在。
这些固体颗粒会通过干燥器的底部排出,形成最终的干燥产品。
二、喷雾干燥产品的应用喷雾干燥产品在各个领域都有广泛的应用。
1. 食品领域在食品加工中,喷雾干燥产品常用于制备粉状食品添加剂、乳制品粉末、咖啡粉等。
喷雾干燥可以保持食品原料的营养成分和口感,延长其保存期限,方便储存和运输。
2. 制药领域喷雾干燥产品在制药工业中也得到广泛应用。
例如,药物微粒的制备常采用喷雾干燥技术。
通过控制液滴大小和干燥条件,可以得到均匀颗粒分布的药物微粒,提高药物的溶解性和生物利用度。
3. 化工领域化工行业中的颗粒材料制备也常使用喷雾干燥技术。
例如,颜料、塑料颗粒和粉末涂料等的制备过程中,喷雾干燥可以实现物料的粒径控制和均匀性改善,提高产品的质量和市场竞争力。
三、喷雾干燥产品的发展趋势随着工业技术的不断发展,喷雾干燥产品也在不断创新和改进。
1. 提高产品质量喷雾干燥产品的主要挑战之一是如何提高产品的质量。
因此,研究人员正在努力改进喷雾干燥工艺,探索新的干燥介质和控制方法,以提高产品的颗粒均匀性、溶解性和生物利用度。
喷雾干燥的技术进展和干燥特点在溶液状或浆状物料的干燥方面获得了较新的发展,除使用得较多的喷雾干燥有了新的发展外,近年来已成功地采用了锥形流化床进行喷雾造粒生产并已逐步在发展和完善中。
喷雾流化造粒干燥器首先在化肥上采用,目前已在医药、食品等工业中采用。
喷雾干燥在国内使用已有二十几年,在设计和操作等方面都已较成熟。
近年来喷雾干燥有以下几方面的进展:(1)干燥室除向大型化发展外,喷头雾化器性能方面有关单位也作较多的实验研究工作,并取得了显著效果;(2)除热敏性溶液更加广泛采用喷雾干燥外,近年浆液也成功地采用了喷雾干燥;(3)喷雾干燥与其他干燥技术结合以达到干燥或干燥造粒同时进行的目的,这也是我国干燥技术水平进一步发展的体现;(4)目前正在进行低温喷雾干燥的实验,它是将含湿量极低而温度不高的空气作载体,空气经过预先脱水干燥,在干燥过程中产品温度不超过35’C,因此适用于热敏性物料的干燥,如医药、食品脱水等。
同其他工业技术一样,干燥技术在应用过程中也得到长足的进步。
目前已开发出的干燥设备的种类已达400多种,而且有约200多种干燥设备已应用于工业化生产,其中出现了许多新型干燥设备,它们有的是对普通干燥设备进行结构上的改进,有的借鉴吸收了其他干燥设备的优点,有的完全是一种新想法。
干燥又是工业耗能相当大的一个单元操作,据资料记载,发达国家工业耗能的14%被用于干燥,有些行业的干燥耗能甚至占到生产总耗能的35%,而且这个数字在不断地增大。
同时,运用矿物燃料作为热源进行干燥操作产生大量的二氧化碳等气体。
干燥设备的尾气(这些气体中夹带一些粉尘)对大气环境有不良的影响,这对于日益引起全球关注的“环境保护”是一个极大的挑战。
几乎所有的工业都离不开干燥操作,虽然正确地了解干燥及干燥设备的工作机理有助于成功地完成干燥过程,但是仍然需要我们不断地投人人力和物力去进一步进行干燥技术的研究和开发,以使其在生产高质量产品的同时,有效地利用能源,减少对环境的不利影响,并且更易于实现过程操作和控制。
中国喷雾干燥技术研究及进展摘要:在我国的化学工程研究领域中,喷雾干燥技术一直是重点研究的课题之一,并且也取得了丰硕的研究成果。
本文则是从介绍中国喷雾干燥技术的工作原理出发,主要讨论中国喷雾干燥技术的研究进展以及未来的发展趋势。
关键词:喷雾干燥技术;研究进展;发展趋势从20世纪20年代开始,美国便对喷雾干燥技术展开了研究,距今已有近一个世纪。
起初,喷雾干燥只有在乳制品加工行业被频繁使用,但是如今的社会大不相同,时代在不断的创新和进步,喷雾干燥技术的使用范围逐渐增大,能够被应用于各行各业,包括食品、化学、陶瓷等。
1中国喷雾干燥技术的工作原理喷雾干燥就是将物料雾化处理后,使其与热空气充分融合,直到将大部分的水分汽化,这时的物料状态完全不同于之前,已经变成了粉末。
通过这种干燥方法不仅可以省去复杂的工业程序,例如蒸发、粉碎等操作,还可以将溶液或者乳浊液转化为粉末或颗粒。
喷雾干燥技术主要有三种不同的方法[1]。
对于压力喷雾干燥法,它的工作原理是需要在70至200的大气压环境下,利用高压水泵,使物料通过雾化器凝聚成10至200个小颗粒,并与热空气密切接触进行大面积的换热工作,能够在极短的时间内完成整个干燥工作。
压力喷雾使物料微粒化的装置主要有俩种,分别是M型和S型,其导向槽能够使液体流动进而发生转动。
M型导向槽的轴线是与喷嘴的轴线处于垂直关系,不发生交叉和重叠;而S型导向槽的轴线则存在一定的角度倾斜,它的目标是能够尽量在喷射的过程中提高溶液的湍流程度。
对于离心喷雾干燥法,它的工作原理是通过飞速转动圆盘,借助溶液在转动的过程中产生的离心力作用,以极快的速度抛掷出去。
由于空气的阻挡作用,圆盘在转动的过程中会由于物理作用合成加速度,并在圆盘上面形成一条直线,这条直线的形状比较特殊,呈现出螺旋式的形态。
当液体沿着螺旋线持续不断地转动,直到被抛出去后,会在空气中产生极小的液化水滴,它是沿着圆盘切向速度的方向匀速前进,但是液化水滴会被重力拉下来,这是因为喷射的颗粒尺寸不一样。
喷雾干燥摘要:随着喷雾干燥技术的日益完善,以及人们对于食品方面的严格要求,该技术在食品工业凸显重要作用。
本文综述了喷雾干燥系统、其分类特点及在食品工业中运用。
对未来该技术在各个领域中的运用进行了相应的展望。
关键字:喷雾干燥;分类;食品工业喷雾干燥技术的研究始于19世纪初期,在世界上已有一百多年的历史。
早在1865年,La Mont提出了用喷雾干燥方法来处理蛋品,这种由液态经雾化和干燥在极短时间内直接变成固体粉末的过程,在20世纪取得了长足的进展。
而喷雾干燥技术在我国起步较晚,最早是在20世纪50年代从前苏联引进喷雾干燥机用于染料的喷雾干燥[1-2]。
目前,喷雾干燥技术已日渐成熟,在食品工业中的应用也越来越广泛,如用于奶粉[3]、乳清粉[4]、豆奶粉[5]、蛋粉、果汁粉、速溶咖啡[6]等的生产。
喷雾干燥技术具有蒸发面积大、干燥速度快、物料温度低、易于连续化生产等特点,在食品干燥中显示出很强的优越性。
它使许多有价值但不易保存的物料得以大大延长保质期,使一些物料便于包装、贮存和运输。
同时,也简化了一些物料的加工工艺[7]。
近几年来,喷雾干燥技术在固体饮料中的应用也日益广泛,如草莓粉、乳粉、南瓜粉、番茄粉及各种植物蛋白粉的加工等。
本文阐述了喷雾干燥技术的分离及特点,同时综述了喷雾技术在食品工业的运用,为进一步利用该技术及对其改进提供一些参考。
1喷雾干燥技术及分类1.1喷雾干燥技术喷雾干燥是以单一工序将溶液、乳浊液、悬浮液和浆状物料加工成粉状、颗粒状、空心球或团粒状干燥产品的一种干燥方法[8],主要是利用雾化器将料液分散成细小的雾滴,并在热干燥介质中迅速蒸发溶剂形成干粉产品的过程。
一般喷雾干燥阶段为料液雾化、雾群与热干燥介质接触混合、雾滴的蒸发干燥、干燥产品与干燥介质分离。
料液的形式可以是溶液、悬浮液、乳浊液等经泵可以输送的液体形式,干燥所得产品可以是粉状、颗粒状或经过团聚的[9]。
与传统的干燥方法相比,喷雾干燥技术有很多优点,其干燥速度快,时间短(3~10 s),特别适合于热敏性物料的干燥;干燥过程瞬间完成,可由液体直接得到干燥产品,避免了干燥过程中造成粉尘飞扬;无需蒸发、结晶、固液机械分离等操作;产品具有良好的分散性和溶解性,能极大地保留原料本身的色、香、味和营养成分;生产过程简单,操作控制方便。
但喷雾干燥方法也有一些不易克服的缺点,如动力消耗大、传热系数低导致热效率低;干燥器的体积大、操作弹性小,易发生粘壁现象等[10-11]。
1.2喷雾干燥系统喷雾干燥系统包括空气加热系统、供料系统、热风分配系统、雾化和干燥系统、回收系统以及控制系统等。
[12]1.2.1加热系统工业性的喷雾干燥设备的空气加热形式很多,如蒸汽加热、电加热、导热油加热、燃煤热风炉、燃气热风炉和燃油热风炉等。
实验室用的喷雾干燥器由于干燥所需空气量很少,所以选用了电加热,这样使得设备更紧凑,温度调控便利,而且所需的电耗也少。
此外,为了满足生化产品的卫生要求及工艺参数的可调性,加热系统则包括空气过滤器、电加热器和调压加热等控制装置。
1.2.2供料系统工业性生产的喷雾干燥设备的供料系统一般采用螺杆泵加调节装置。
而微型喷雾干燥器选用医用蠕动泵,可满足小流量、可调节的要求。
1.2.3热风分配系统工业性生产的喷雾干燥设备的热风分配系统采用DAR型、DHS 型或直通型,根据雾化方式进行选择,通常对于喷嘴型式雾化的采用直通型热风分配器。
对于二流体喷嘴雾化方式,采用改进型直通型热风分配器。
1.2.4雾化系统本系统包括空气压缩机、雾化器、压缩空气的流量调节等。
雾化器包括压力式、二流体及离心式三种。
空气压缩机采用增氧泵型,流量调节用转子流量计。
1.2.5干燥系统干燥系统主要指干燥室和相关的管路、控制等。
干燥室采用耐热玻璃作为干燥室直筒(250 mm×300 mm),便于观察,且直观性好,下部采用不锈钢锥体连接,锥体角度不同于工业性生产的喷雾干燥设备的锥体55°或60°,采用30°锥体以有利于干粉的卸落和增加一定的干燥流程。
在干燥室的进出口管道上装有温度检测及显示仪表。
在食品料滴表面形成的饱和蒸汽膜迅速进行蒸发,蒸发温度近似等于干燥空气的湿球温度。
所设计的干燥室可提供有效的料滴逗留时间,使料滴在不发生热降解的情况下被彻底干燥。
从喷雾干燥器排出的产品温度近似等于25~30℃, 低于干燥空气排出口的温度。
在蒸发阶段,雾化形成的料滴分布也是可变的,主要取决于产品要求的外观形状。
1.2.6回收系统本系统包括旋风分离器、增氧泵及产品收集器等。
工业性生产喷雾干燥设备的回收系统一般有旋风分离器、湿式洗涤器和袋滤器等。
一般采用两种方式进行物料的有效回收:两处排出,即从干燥室底部和旋风分离器排出;一处排出, 即粉料与干燥空气一起从干燥室排出再经旋风分离器回收。
2喷雾干燥分类2.1按微粒化方法分类[13]已知溶液在喷雾干燥时,其表面积越大,则干燥速度越快,所以,为了增大被干燥溶液的表面积,必须使溶液微粒化,这是喷雾干燥非常关键的问题,微粒化的方法有三种,即压力喷雾、离心喷雾和气流喷雾。
因气流喷雾在食品工业中较少采用,故此处只做简要概述。
2.1.1压力喷雾干燥2.1.1.1压力喷雾干燥原理利用高压泵使料液的压力达到(200大气压),对于高粘度物料的高压泵可达300-400大气压。
在一定的初速度下以切线方向进入喷咀的旋转室中,使料液形成旋转运动。
而聚化成直径在10-20微米的雾状微粒喷入干燥室,由于同热空气直接接触,进行热交换和水分的传递,其表面水分迅速蒸发,在很短的时间内被干燥成球状颗粒,沉降千室底。
旋转速度与旋涡半径成反比,故喷成的液雾呈空心园锥形。
2.1.1.2压力喷雾微粒化装置压力喷雾微粒化装置是保证成品质量,提高干燥效率的关键性部件,目前较为常用的有“M ”型和“S ”型两种。
喷嘴一般均有使液流产生旋转的导沟结构。
2.1.2离心喷雾干燥2.1.2.1离心喷雾干燥的原理离心喷雾是利用在水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液以离心力,使其以高速甩出,形成薄膜、细丝或液滴,同时又受到周围空气的摩擦、阻碍与撕裂等作用,此时作用的两种力是:由料液与热风界面之间的相对速度而产生的摩擦力;料液进入到离心盘周缘处的惯性产生的离心力。
随着圆盘旋转而产生的切向速度与离心力作用而产生的径向速度,结果以一合速度在圆盘上运动,其运动轨迹可设想为一螺旋形,液体沿着此螺旋线自圆盘上抛出后,就分散成很微小的液滴以平均速度沿着圆盘切线方向运动,同时液滴又受到地心吸力的作用向下落。
由于微洒出的微粒大小不同,因而它们飞行距离也就不同,因此在不同的距离落下的微粒形成一个以转轴中心对称的圆柱体。
2.1.2.2离心喷雾器结构它与压力喷雾不同,不用高压也可获得很大的速度,当溶液进入旋转盘而获得旋转运动时,因离心力的作用,成薄膜状的溶液以不断增长的速度,向盘边缘移动而喷出成微细的雾状。
对于较优良的离心盘设计,要求润湿周边长,能使溶液达到高转速,喷雾均匀。
离心盘本身结构要求坚固、质轻、结构简单、无死角、易拆洗、并有较大的生产率。
目前在工业生产采用离心盘的式样很多。
对于碟式、碗式、僧帽式而言,它们均有较大的润湿周边,使溶液形成扁平之薄膜,有利于雾化,结构也较简单,其缺点是因表面平滑,溶液在转盘内产生较大的滑动,使之不能得到较高的喷雾速度。
另一方面,碟式离心盘在加料时,易发生液滴飞溅,碗式离心盘上的螺钉易脱落,造成危险。
2.1.3气流喷雾干燥利用空气的动能如二流体(喷咀)雾化,从喷咀喷出的气体速度一般为200-300米/秒,有时甚至达到声速或超音速,但溶液流出的速度并不太大,因此在二种流体之间存在很大的相对速度,由此而产生的摩擦,使料液成为细丝状,然后断裂为微细雾滴。
由细丝状断裂为细雾滴的快慢是与料液粘度和二流体之间的相对速度有关。
2.2按干燥室形式分类[14]可根据干燥室中热风和被干燥颗粒之间运动方向来分类,一般分作并流型、逆流型和混流型三种。
但是在食品工业中,如牛奶、果汁、鸡蛋液等等,都是热敏感物质,故绝大多数采用并流型,也有采用混流型的。
并流型的主要优点可采用较高进风温度来干燥,而不影响产品质量,因为干燥至最后的产品温度,取决于干燥室的排风温度,溶浪与热风在干燥室同一边进入,而在水平的喷矩下进行工作,称为水平并流型,仅适用于压力喷雾,我国老式啧雾设备多采用此法。
其缺点是当处理量增加时,需增加压力喷枪数目,但由于喷雾距离小,喷雾角等受到一定限制,在清扫产品时存在问题不小,渐渐被淘汰。
3喷雾干燥技术在食品工业中的运用3.1在食品添加剂中的应用在食品添加剂中,微胶囊香料是最早应用喷雾干燥技术的此技术的应用,大大提高了香料耐氧光热的能力,提高了各种香料和风味物质的可加工性,延长了贮存期限,大大拓宽了香料和风味物质的使用范围[15]。
如木瓜蛋白酶作为一种酶制剂,易被氧化失活,且耐热性差,易与金属离子发生反应;用β-环糊精喷雾干燥制成微胶囊可防止其氧化失活,减轻木瓜的特殊气味,提高其热稳定性和利用率,从而拓宽了它的应用范围[16]。
几乎所有的油脂如芝麻油、花生油、棉籽油、大豆油、色拉油、猪油、玉米油、椰子油等均可经喷雾干燥制成微胶囊,将其转化成固体粉末油脂,从而可以方便地用作各种食品添加剂[17]。
以大豆蛋白与麦芽糊精为壁材,将姜油树脂喷雾干燥制成微胶囊,在改变姜油树脂状态的同时,也满足了作为香料快速释放的要求[18]。
3.2在乳制品中的运用乳制品干燥最广泛应用的技术是喷雾干燥。
由于乳制品中含有许多生物活性成分及营养物质,因而不进行强烈的热处理,且允许产品在常温条件下贮存是喷雾干燥技术的优势所在。
[19]对于奶粉粘壁问题,L Ozmen等人研究了脱脂奶粉玻璃态转化温度和粘点温度的对应关系,用试验证明了粘点曲线和玻璃态转变温度曲线之间的正向对应关系,得出可以用DSC(差式量热扫描仪)测定玻璃态转化温度曲线来模拟和研究颗粒挂壁现象。
[20]从而通过粘点曲线这一半定量标准对产品进行一次评估,有利于后续工艺的改善。
此外,乳制品制粉后如何提高其速溶性也是研究的方向,在此过程中加热程度、颗粒直径等因素都会对其有影响。
MAA Cruz等用实验型喷雾干燥塔生产高质量的速溶全脂奶粉,采用的条件是:较低的进料量和进口温度(1.4 kg/h,160℃),较高的喷雾转速(50 000 rpm);得到的奶粉参数为:水分含量4.0%,Hausner比值1.6,表观密度531 kg/m3[21]。
随着自动化及信息化技术的完善,如今可通过技术模拟来进行产品的预测,从而在保证高质量的同时降低成本的输出。
3.3在速溶茶饮料中的应用茶饮料具有良好的功能性,其中含有丰富的营养物质以及对人体有益活性成分。