離心噴霧干燥機在酶制劑粉末生產中的應用

王青山

摘 ?要：介紹了離心噴霧干燥機的工作原理、技術參數、工藝流程和干燥控制參數的優化組合，針對酶制劑粉末試生產過程中離心噴霧干燥系統存在清洗后的污水排放不徹底問題提出解決方案，總結了離心噴霧干燥機在使用中的優缺點，提出了離心噴霧干燥機在以后使用中的一些建議。

關鍵詞：離心式;噴霧干燥;干燥塔;霧化器

在傳統的干燥工藝中，產品從液態制成粉末需要經過蒸發、結晶、過濾、干燥、粉碎、篩分等一系列工藝過程。義馬煤業集團煤生化高科技工程有限公司在酶制劑干燥精制工藝中，研究使用了離心噴霧干燥機，將酶制劑酶液以淀粉為載體，酶液通過高速離心霧化器噴出來的均勻霧狀液珠被熱空氣流直接干燥成粉末狀成品，省去了粉碎、篩分等工藝過程，大大的簡化了工藝流程，同時提高了產品的質量和產量。

一、離心噴霧干燥機的工作原理

空氣經過濾和加熱，進入干燥塔頂部的空氣分配器，使熱空氣呈螺旋狀均勻的進入干燥塔。酶液經干燥塔頂部的高速離心霧化器，快速輸送到高速旋轉的霧化盤上，由于離心力的作用，使酶液通過旋轉的霧化盤被霧化成極細微的霧狀液滴，再與熱空氣并流接觸，在極短的時間內可干燥為酶制劑粉末成品。成品連續地由干燥塔底部和旋風分離器中輸出，廢氣由引風機排空。

二、離心噴霧干燥機的技術參數

水份蒸發量：W=500Kg/h

進風溫度：常溫—220℃（可調）

出風溫度：80—90℃（可調）

鼓風機：4—72—NO6C—2240—15Kw

全壓/風量（1733Pa/20628m3/h）

引風機：9—19—11.2D—1450—75Kw

全壓/風量（6609Pa/19603m3/h）

霧化器型號：DGP—500型—7.5Kw

布袋過濾器單個尺寸：φ120mm*2000mm*225只

蒸汽散熱器：500m?

電加熱：300Kw

塔體尺寸：5.5m*5.5m

椎體夾角：55度

三、離心噴霧干燥機的干燥控制原理

影響酶制劑粉末干燥效果的主要因素是離心噴霧干燥機中干燥塔的進風溫度、出風溫度，霧化器的轉速及供料流量。通過對進風口溫度變化對酶制劑粉末產品干燥指標的影響，以及出風口溫度變化對酶制劑粉末產品含水量的影響，定量分析霧化器轉速大小對酶制劑粉末產品顆粒度的影響，得出結論：離心霧化后的霧滴小，則干燥后酶制劑粉末產品顆粒小;離心霧化后的霧滴大，則酶制劑粉末產品顆粒就大。

根據上述結論，反復對干燥塔進風溫度、出風溫度、霧化器轉速及供料流量進行實驗、研究與總結，摸索出酶制劑粉末產品干燥的最佳溫度：干燥塔進風溫度 165～175℃，干燥塔出風溫度70～80℃。根據霧化器轉速、物料流量、進出風溫度與風量之間的關系，優化出了離心噴霧干燥機適用于酶制劑粉末生產的控制系統參數。

四、離心噴霧干燥機的工藝流程

離心噴霧干燥機由供料系統、加熱系統、干燥塔系統、收料系統、控制系統五部分組成，圖1為離心噴霧干燥機流程圖 。

當進風空氣加熱到控制參數設定的溫度范圍后，酶制劑酶液由莫諾泵經料液過濾器通過物料管道輸送至高速運轉的離心霧化器，再由霧化器迅速地把酶液連續不斷地、均勻地轉變成霧滴狀，霧化的酶液滴與經過濾器濾過的潔凈熱空氣形成良好的熱交換，使水分瞬間蒸發汽化，再由引風機將熱交換后的空氣抽出至室外。收料系統由二臺高效旋風分離器并聯組成，在旋風分離器出口處完成產品的收集和包裝工作，產品回收率達到99.9%。

五、離心噴霧干燥機在調試運行階段存在的問題及其解決方案

目前，現有的噴霧干燥塔使用后都需要清洗，清洗后的污水放出時很不方便，干燥塔內的污水很難排放干凈，無法滿足使用需求。

為避免干燥塔內的污水排泄不徹底，我們采取了以下改進措施：在干燥塔的塔體下部設計一個倒錐形的塔底，塔底設有一個V型出料管，出料管連接至旋風分離器，在出料管的下端尖部設有一個向一側透明的玻璃觀察窗和一個向下的污水排泄口，在玻璃觀察窗外側設置一個防塵蓋板，可以有效防止室內粉塵弄臟玻璃觀察窗。改進后的干燥塔結構簡單、使用方便，干燥塔清洗后的污水排泄方便，還可以從玻璃觀察窗檢查出料管路是否沖洗干凈，圖2為改進后的噴霧干燥塔結構示意圖。

六、離心噴霧干燥機使用中的優缺點

離心噴霧干燥機的優點：

（1）離心噴霧干燥機不需要嚴格的過濾設備，酶液中無纖維狀物質，因此不會堵塞酶液通道。

（2）與壓力式噴霧干燥機相比，離心噴霧干燥機可以適應較高黏度的料液。

（3）因霧化器的轉速很容易調節，所以比較容易控制產品粒度，可以實現產品粒度大小均勻。

（4）在調節干燥塔處理量時，不需要改變霧化器的工作狀態，只需通過在人機界面對進料流量進行調節，便可以調整整個干燥塔的處理量。

離心噴霧干燥機的缺點：

（1）干燥塔內霧滴與氣體的接觸方式基本屬于并流形式，因此離心霧化器的分散盤不能垂直放置。

（2）對離心霧化器分散盤的加工精度要求較高，要有良好的動平衡性能，如果平衡狀態不佳，高速離心霧化器的主軸及軸承容易被損壞。

（3）與壓力式噴霧干燥機相比，粉末產品的堆密度要小一些。

七、結論

本次離心噴霧干燥機的投入使用，大大簡化了生產流程，是酶制劑粉末生產的新技術革命，提高了我公司酶制劑產品質量及整體技術水平，形成了年產2000噸酶制劑粉末產品的生產規模，提高了我公司酶制劑產品在國內外市場的競爭能力。但同時，在大規模工業化生產前，要繼續優化離心噴霧干燥工藝參數，應注意進料流量、進風壓力、進出風溫度、進風風量等幾項參數的最優化組合;改進霧化盤及除塵布袋材質，延長設備折舊周期，降低安全風險，要加強離心噴霧干燥和其他干燥方式的優勢互補，使干燥工藝更加適合酶制劑粉末的生產。