CN111249758A - 一种喷雾干燥***及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷雾干燥***及其应用，该***包括进料机构、加热机构、雾化干燥机构、产品收集机构和气体循环机构，所述的进料机构与加热机构相连后，一并与雾化干燥机构的上部侧方连接，所述的产品收集机构与雾化干燥机构的下部连接，所述的气体循环机构与雾化干燥机构的下部侧方相连；并应用于微胶囊型土壤调理剂的生产。与现有技术相比，本发明具有保温效果好，干燥速度快，产品纯度高、包覆率高、分散性好，调整、控制、管理方便等优点。

Description

一种喷雾干燥***及其应用

技术领域

本发明涉及土壤调理剂生产领域，尤其是涉及一种喷雾干燥***及其应用。

背景技术

喷雾干燥机是一种可以同时完成干燥和造粒的装置。按工艺要求可以调节料液泵的压力、流量、喷孔的大小，得到所需的按一定大小比例的球形颗粒。喷雾干燥机为连续式常压干燥器的一种。用特殊设备将液料喷成雾状，使其与热空气接触而被干燥。

喷雾干燥机的主要工作原理在于，空气经过滤和加热，进入干燥器顶部，热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液经塔体顶部的雾化器，喷雾成极细微的雾状液珠，与热空气并流接触在极短的时间内可干燥为成品。成品连续地由干燥室底部过滤输出。

喷雾干燥机主要适用于热敏感性物的干燥如生物制品、生物农药、酶制剂等，因所喷出的物料只是在喷成雾状大小颗粒时才受到高温，故只是瞬间受热，能保持这些活性材料在干燥后仍维持其活性成份不受破坏。

土壤调理剂是由农用保水剂及富含有机质、腐殖酸的天然泥炭或其他有机物为主要原料，辅以生物活性成分及营养元素组成，经科学工艺加工而成的产品，有极其显著的“保水、增肥、透气”三大土壤调理性能。采用天然高分子作为包覆材料，能对由腐殖酸等构成的囊芯材料进行包覆，形成微胶囊型土壤调理剂，可提高对富阳离子的吸附性之外，还能对有效营养物质进行吸附和缓释。

但在具体生产实施过程中发现含腐殖酸的土壤调理剂溶液的浓度和pH值难以监控，另外，干燥***的保温能力较低，颗粒干燥成型较为困难，这在一定程度上导致微胶囊型土壤调理剂的颗粒样品粘性过大，容易吸附在***壁上，较难干燥，成型率和包覆率较低，因此需要对喷雾干燥机的内部结构进行改进和优化。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种保温效果好，干燥速度快，产品纯度高、包覆率高、分散性好，调整、控制、管理方便的喷雾干燥***及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种喷雾干燥***，该***包括进料机构、加热机构、雾化干燥机构、产品收集机构和气体循环机构，所述的进料机构与加热机构相连后，一并与雾化干燥机构的上部侧方连接，所述的产品收集机构与雾化干燥机构的下部连接，所述的气体循环机构与雾化干燥机构的下部侧方相连。

进一步地，所述的进料机构包括浓度检测器和pH检测器，所述的浓度检测器一端与进料储罐相连，另一端与pH检测器连接；所述的pH检测器的另一端与加热机构和雾化干燥机构的连接处相接。

所述的浓度检测器，可测量常温状态下浓度，具有空气浮力密度补偿设定，自动显示浓度数值，精准度高，操作方便、省时，具有很好的测量稳定性与可靠性；所述的pH检测器，可对水溶液的pH值进行连续监测和控制，具有电流或电压输出，测量范围自由设定，高低超限报警提示和两组继电器控制开关、迟滞量范围可调。

进一步地，所述的加热机构包括空气加热器，该空气加热器一端与气源相连，另一端与雾化干燥机构连接。

进一步地，所述的空气加热器包括至少一个不锈钢电加热管和多个折流板，引导气体流向，延长气体在内腔的滞留时间，从而使气体充分加热，使气体加热均匀，提高热交换效率。

进一步地，所述的雾化干燥机构包括雾化器、保温外壳、温控器和雾化室，所述的雾化器设于雾化室上部，该雾化器与加热机构相连，所述的温控器设置在雾化室内部，所述的保温外壳设置在雾化室外部，所述的雾化室下部与产品收集机构相连。

进一步地，所述的保温外壳包括壳套和装填在壳套内的保温材料，所述的壳套材质为不锈钢，所述的保温材料包括质量比为(5-4):(3-2):(0.5-1)的蒙脱土、硅藻土和氧化锆，提升保温性能和干燥效率。

进一步地，所述的产品收集机构包括过滤器、粒径检测器和产品储罐，所述的粒径检测器一端与产品储罐相连，另一端与过滤器连接，所述的过滤器与雾化干燥机构下部连接，所述的粒径检测器，根据实验监控要求，焊接摄像头，实施动态摄像与静态拍照，可建立溶液浓度、pH值与粒径的实时关系，为含土壤调理剂的溶液的配方设计提供反馈与保障，在一定程度上可提高微胶囊型土壤调理剂的成功制备产率以及颗粒包覆率。

进一步地，所述的气体循环机构包括旋风分离器和引风器，所述的旋风分离器一端与引风器相连，另一端与雾化干燥机构的下部侧方相连。

所述的引风器，材质为不锈钢，利用喷嘴喷出的高压流体在喷嘴射流的周围造成负压而吸入空气，并在混合管口内混合，将能量传递给被吸入的空气，使之具有通风压力，达到通风的目的。由于土壤调理剂成分中的粘性过大，容易吸附在***壁上，利用气体循环机构中的引风机理将颗粒快速干燥或从壁上吹起，进入产品收集机构。

进一步地，所述的旋风分离器为立式圆筒结构，内部包括旋风子构件，该旋风子构件按圆周方向均匀排布且通过上下管板固设在旋风分离器内部，对进入的空气起到颗粒过滤的作用。

一种如上所述的喷雾干燥***的应用，该***应用于微胶囊型土壤调理剂的生产。

本发明喷雾干燥***的工作原理在于，雾化室顶部导入热风，同时将料液送至顶部，通过雾化器喷成雾状液滴，这些液滴群的表面积很大，与高温热风接触后水分迅速蒸发，在极短的时间内便成为干燥产品。本发明利用浓度检测器，对含腐殖酸等土壤调理剂溶液的浓度进行在线测试，可避免因浓度过大或过小，造成微胶囊难以成型的问题；本发明利用pH检测计，对溶液的酸碱度进行在线测试，可测试溶液的pH值对微胶囊粒径的影响规律，从而可以选择有利于提高土壤调理剂包覆率的制备参数；本发明利用特制保温外壳，通过选择不同配比的蒙脱土、硅藻土和氧化锆隔热保温材料的混合物，蒙脱土：硅藻土：氧化锆，质量比＝(5-4):(3-2):(0.5-1)，提升保温性能和干燥效率。本发明利用引风器的引风模式，解决样品制备粘性过大，吸附在***壁上的难题；本发明利用粒径检测器，可保证对所制备的微胶囊化土壤调理剂进行动态摄像与静态拍照，并进行实时反馈。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)由于***增设了浓度检测器，使得制备过程中溶液的浓度可测可控，制得的微胶囊化土壤调理剂产成品的颗粒基本上能保持液滴近似的球状，产品具有良好的分散性，流动性和溶解性；

(2)由于***增设了pH检测器，使得制备过程中溶液的酸碱度可测可控，制得的微胶囊土壤调理剂产成品的颗粒包覆率大幅度提升；

(3)由于雾化室外采用特制的保温外壳，内含不同配比的蒙脱土、硅藻土和氧化锆隔热保温材料的混合物，保温效果好，干燥速度快，因此料液经离心喷雾后，在高温气流中，瞬间就可蒸发99-100％的水份，完成干燥时间仅需数秒钟；

(4)由于***增设了引风器，可以瞬时解决产成品颗粒的粘性过大，容易吸附于***壁上的难题，对于含湿量60-80％的液体能一次干燥成粉粒产品，干燥后不需粉碎和筛选，减少了生产工序，提高了产品纯度；

(5)由于***设置了可移动样品台及摄像头粒径检测器，可以瞬时完成微胶囊土壤调理剂产成品的颗粒形态拍摄，并可及时在电脑***中反馈，并指导工艺参数的调整，因此，对于产品的粒径、松密度、水分，在一定范围内，可改变操作条件进行调整，控制、管理都很方便。

附图说明

图1为实施例中喷雾干燥***的示意图；

图中标号所示：浓度检测器11、pH检测器12、空气加热器21、雾化器31、保温外壳32、温控器33、雾化室34、过滤器41、粒径检测器42、产品储罐43、旋风分离器51、引风器52。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种喷雾干燥***，该***应用于微胶囊型土壤调理剂的生产，如图1，该***包括进料机构、加热机构、雾化干燥机构、产品收集机构和气体循环机构，所述的进料机构与加热机构相连后，一并与雾化干燥机构的上部侧方连接，所述的产品收集机构与雾化干燥机构的下部连接，所述的气体循环机构与雾化干燥机构的下部侧方相连。

进料机构包括浓度检测器11和pH检测器12，所述的浓度检测器11一端与进料储罐相连，另一端pH检测器12连接；所述的pH检测器12的另一端与加热机构和雾化干燥机构的连接处相接。所述的浓度检测器，可测量常温状态下浓度，具有空气浮力密度补偿设定，自动显示浓度数值，精准度高，操作方便、省时，具有很好的测量稳定性与可靠性；所述的pH检测器，可对水溶液的pH值进行连续监测和控制，具有电流或电压输出，测量范围自由设定，高低超限报警提示和两组继电器控制开关、迟滞量范围可调。

加热机构包括空气加热器21，该空气加热器21一端与气源相连，另一端与雾化干燥机构连接。空气加热器21包括至少一个不锈钢电加热管和多个折流板，引导气体流向，延长气体在内腔的滞留时间，从而使气体充分加热，使气体加热均匀，提高热交换效率。

雾化干燥机构包括雾化器31、保温外壳32、温控器33和雾化室34，所述的雾化器31设于雾化室34上部，该雾化器31与加热机构相连，所述的温控器33设置在雾化室34内部，所述的保温外壳32设置在雾化室34外部，所述的雾化室34下部与产品收集机构相连。保温外壳32包括壳套和装填在壳套内的保温材料，所述的壳套材质为不锈钢，所述的保温材料包括质量比为(5-4):(3-2):(0.5-1)的蒙脱土、硅藻土和氧化锆，提升保温性能和干燥效率。

产品收集机构包括过滤器41、粒径检测器42和产品储罐43，所述的粒径检测器42一端与产品储罐43相连，另一端与过滤器41连接，所述的过滤器41与雾化干燥机构下部连接，所述的粒径检测器42，根据实验监控要求，焊接摄像头，实施动态摄像与静态拍照，可建立溶液浓度、pH值与粒径的实时关系，为含土壤调理剂的溶液的配方设计提供反馈与保障，在一定程度上可提高微胶囊型土壤调理剂的成功制备产率以及颗粒包覆率。

气体循环机构包括旋风分离器51和引风器52，所述的旋风分离器51一端与引风器52相连，另一端与雾化干燥机构的下部侧方相连。所述的引风器，材质为不锈钢，利用喷嘴喷出的高压流体在喷嘴射流的周围造成负压而吸入空气，并在混合管口内混合，将能量传递给被吸入的空气，使之具有通风压力，达到通风的目的。由于土壤调理剂成分中的粘性过大，容易吸附在***壁上，利用气体循环机构中的引风机理将颗粒快速干燥或从壁上吹起，进入产品收集机构。旋风分离器51为立式圆筒结构，内部包括旋风子构件，该旋风子构件按圆周方向均匀排布且通过上下管板固设在旋风分离器51内部，对进入的空气起到颗粒过滤的作用。

本发明喷雾干燥***的工作原理在于，雾化室顶部导入热风，同时将料液送至顶部，通过雾化器喷成雾状液滴，这些液滴群的表面积很大，与高温热风接触后水分迅速蒸发，在极短的时间内便成为干燥产品。本发明利用浓度检测器，对含腐殖酸等土壤调理剂溶液的浓度进行在线测试，可避免因浓度过大或过小，造成微胶囊难以成型的问题；本发明利用pH检测计，对溶液的酸碱度进行在线测试，可测试溶液的pH值对微胶囊粒径的影响规律，从而可以选择有利于提高土壤调理剂包覆率的制备参数；本发明利用特制保温外壳，通过选择不同配比的蒙脱土、硅藻土和氧化锆隔热保温材料的混合物，蒙脱土：硅藻土：氧化锆，质量比＝(5-4):(3-2):(0.5-1)，提升保温性能和干燥效率。本发明利用引风器的引风模式，解决样品制备粘性过大，吸附在***壁上的难题；本发明利用粒径检测器，可保证对所制备的微胶囊化土壤调理剂进行动态摄像与静态拍照，并进行实时反馈。

Claims (10)

1.一种喷雾干燥***，其特征在于，该***包括进料机构、加热机构、雾化干燥机构、产品收集机构和气体循环机构，所述的进料机构与加热机构相连后，一并与雾化干燥机构的上部侧方连接，所述的产品收集机构与雾化干燥机构的下部连接，所述的气体循环机构与雾化干燥机构的下部侧方相连。

2.根据权利要求1所述的一种喷雾干燥***，其特征在于，所述的进料机构包括浓度检测器(11)和pH检测器(12)，所述的浓度检测器(11)一端与进料储罐相连，另一端与pH检测器(12)连接；所述的pH检测器(12)的另一端与加热机构和雾化干燥机构的连接处相接。

3.根据权利要求1所述的一种喷雾干燥***，其特征在于，所述的加热机构包括空气加热器(21)，该空气加热器(21)一端与气源相连，另一端与雾化干燥机构连接。

4.根据权利要求3所述的一种喷雾干燥***，其特征在于，所述的空气加热器(21)包括至少一个不锈钢电加热管和多个折流板。

5.根据权利要求1所述的一种喷雾干燥***，其特征在于，所述的雾化干燥机构包括雾化器(31)、保温外壳(32)、温控器(33)和雾化室(34)，所述的雾化器(31)设于雾化室(34)上部，该雾化器(31)与加热机构相连，所述的温控器(33)设置在雾化室(34)内部，所述的保温外壳(32)设置在雾化室(34)外部，所述的雾化室(34)下部与产品收集机构相连。

6.根据权利要求5所述的一种喷雾干燥***，其特征在于，所述的保温外壳(32)包括壳套和装填在壳套内的保温材料，所述的壳套材质为不锈钢，所述的保温材料包括质量比为(5-4):(3-2):(0.5-1)的蒙脱土、硅藻土和氧化锆。

7.根据权利要求1所述的一种喷雾干燥***，其特征在于，所述的产品收集机构包括过滤器(41)、粒径检测器(42)和产品储罐(43)，所述的粒径检测器(42)一端与产品储罐(43)相连，另一端与过滤器(41)连接，所述的过滤器(41)与雾化干燥机构下部连接。

8.根据权利要求1所述的一种喷雾干燥***，其特征在于，所述的气体循环机构包括旋风分离器(51)和引风器(52)，所述的旋风分离器(51)一端与引风器(52)相连，另一端与雾化干燥机构的下部侧方相连。

9.根据权利要求8所述的一种喷雾干燥***，其特征在于，所述的旋风分离器(51)为立式圆筒结构，内部包括旋风子构件，该旋风子构件按圆周方向均匀排布且通过上下管板固设在旋风分离器(51)内部。

10.一种如权利要求1所述的喷雾干燥***的应用，其特征在于，该***应用于微胶囊型土壤调理剂的生产。

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