0、前言
    噴霧干燥設備是19世紀末La Mont和Percy等發(fā)明的，是現(xiàn)代干燥新技術之一。在20世紀初這種設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)應用。隨著噴霧干燥技術的不斷開發(fā)和完善，目前這項技術在國內外已得到了廣泛應用，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。
    噴霧干燥設備主要有：壓力噴霧設備（如水平箱式壓力噴霧干燥烘干機、立式并流型圓錐塔噴霧干燥烘干機、MD型噴霧干燥烘干機、K-7型單噴嘴二級噴霧干燥烘干機）和離心噴霧設備（如安海德羅式離心噴霧干燥烘干機、尼羅式離心噴霧干燥烘干機）。本文以日本MD型噴霧干燥烘干機為例，介紹了其噴霧干燥的原理和特點，并結合自己的經(jīng)驗，對實驗中MDRP-5型干燥烘干機在生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題進行了分析。
1、MD型噴霧干燥烘干機的原理和特點
    MD型噴霧干燥烘干機是日本森永公司設計的一種單噴頭立式并流型壓力干燥設備，如圖1所示。其工作原理是通過機械作用，將需要干燥的物料，分散成很細的象霧一樣的微粒（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干燥成粉末，富通新能源生產(chǎn)銷售鋸末顆粒機、木屑烘干機等生物質燃料成型烘干機械設備。
    總結MD型噴霧干燥烘干機的特點，與其它干燥相比，主要有以下幾個方面的特點。
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間內就能完成干燥過程。一般情況下在100—150℃，1～3 s內就能蒸發(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)良的沖調性和很高的溶解度。
1.2減少粘壁和焦粉，提高成品質量
    MD型噴霧干燥烘干機、離心噴霧干燥烘干機和多噴嘴噴霧干燥烘干機是3種典型的噴霧設備。離心噴霧和多噴嘴噴霧的噴霧方向為水平或垂直方向（軸線方向）。水平方向時，為了使熱風和液滴很好地接觸，提高干燥效率，讓熱風形成渦流，這樣易產(chǎn)生附著現(xiàn)象，附著沉積的物料會產(chǎn)生熱變性和清洗困難等問題。而熱風的速度沿著干燥塔軸線方向時，熱風流線常會整體發(fā)生偏移，熱風不能很好地與料液混合，效率低且有部分附著現(xiàn)象。
    MD型設備的噴霧，避免了熱風渦流和軸流的缺點，設置了熱風整流室，在整流室的吹出口裝有蜂窩狀類似轉漿式水輪機導向葉輪的固定葉片，熱風由固定葉片的半徑方向流出，進一步改變熱風方向，吹向干燥塔。這樣由固定葉片把渦流的熱風轉變?yōu)楦稍锼�的軸向供給，達到了整流的目的，對于解決干燥塔內的產(chǎn)品附著問題效果非常明顯。而且整流后防止了熱風回轉，使霧下降時，受熱均勻，使成品的熱變化可以維持在最小限度內，因此提高了成品的質量。
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、沖調性和包裝性能。有的噴霧干燥設備增加了造粒的設備’，但它會增加制品的熱變性和芳香物質的損失，而MD型噴霧干燥烘干機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，粉末的溫度為60℃左右，為防止熱變性，希望干燥終了時迅速冷卻。對此MD型噴霧干燥烘干機在干燥塔的下部安裝了流動冷卻室，這個系統(tǒng)有旋風分離的微粉末，用空氣輸送到分離室下部的流動冷卻室，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），其結果對熱變性有很好的控制作用。
1.4二次熱風的利用
    熱風吹進干燥塔時，吹人處的溫度很高，這個部位若附著有微量的產(chǎn)品，會全部褐變，它不斷地下落，會造成產(chǎn)品品質下降。對此MD型噴霧干燥烘干機在熱風吹進干燥塔的口部設置了兩個同心圓筒，從這兩個圓筒的中間可以回流低溫的二次熱風(70—100℃)，有效地解決了上述因附著而造成的品質下降問題。而且二次熱風風量(Gr)和熱風風量(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空氣進出口多，流速流量難以調節(jié)
    從圖1中可以看出，MD型噴霧干燥烘干機有多處空氣進出口，這種結構造成對流速流量的調節(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，提高排風溫度以達到控制水分的目的。但是由于它有多個空氣進出口，要很快把流量調到最佳的范圍比較困難。流量減小過度時，又容易造成細粉、焦粉等次品。
2、MD型噴霧干燥烘干機在生產(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。它是一種新型高效干燥設備，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，進入干燥室頂部的熱風分配器，通過熱風分配器的熱空氣均勻地進入干燥室，并成螺旋狀流動，同時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)，在極短的時間內形成干燥成品。
    MDRP-5型噴霧干燥烘干機的干燥速度快、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)品質量優(yōu)良，但在操作不熟練、調節(jié)控制缺乏經(jīng)驗時，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救措施總結如下，供操作時參考。
2.1粘壁現(xiàn)象嚴重
    主要表現(xiàn)是干燥室內到處都有粘著的濕粉。其原因是：(1)進料量太大，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，下料流量調節(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：適當減少進料量；適當提高熱風的進口和出口溫度；在開始噴霧時，流量要小，逐步加大，調節(jié)到適當時為止；檢查管道是否堵塞，調整物料固形物含量，保證料液的流動性。
2.2產(chǎn)品水分含量太高
    排風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溫度太低。而排風溫度可由進料量來調節(jié)。因此相應的措施是適當減小進料量，以提高排風溫度。
2.3產(chǎn)品純度低，雜質過多
    造成這種情況的可能原因有以下幾個方面：(1)空氣過濾效果不佳；(2)積粉混入成品；(3)原料純度不高；(4)設備清洗不徹底�？刹捎玫难a救措施有：檢查空氣過濾器中過濾材質敷設是否均勻，過濾器使用時間是否太長，若是應立即更換；檢查熱風入口處焦粉情況，克服渦流；噴物前應將料液過濾；重新清洗設備。
2.4產(chǎn)品粉粒太細
    產(chǎn)品顆粒太細會影響其溶解性、沖詞性能。原因是含固量太低或進料量太小。補救措施是提高料液的含固量，加大進料量，提高進風溫度。
2.5跑粉現(xiàn)象嚴重，產(chǎn)品得率低
    跑粉損失過多，大大影響成品的得率，一般的原因是旋風分離器的分離效果差。若出現(xiàn)這種情況，應檢查旋風分離器是否由于敲擊、碰撞而變形；提高旋風分離器進出口的氣密性，檢查其內壁及出料口是否有積料堵塞現(xiàn)象。當然分離效率還與粉末的比重及粒度的大小有關，某些物料可根據(jù)需要增加第二級除塵。
2.6離心噴頭轉速太低
    主要是離心噴頭部件出了故障，所以要停止使用噴頭，檢查噴頭內部件。
2.7蒸發(fā)量太低
    原因可能是：(1)整個系統(tǒng)的空氣量減少；(2)熱風的進口溫度偏低；(3)設備有漏風現(xiàn)象，有冷風進入干燥室。補救措施為：(1)檢查離心機的轉速是否正常；(2)檢查離心機調節(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)檢查設備各組件連接是否密封。
2.8離心噴頭運轉時有雜聲或振動
    主要由于噴頭的清洗和保養(yǎng)不當引起的噴盤內附有殘留物質或主軸產(chǎn)生彎曲和變形，也可能是離心盤動平衡不好。解決辦法；檢查噴霧盤內是否有殘存物質，若有應及時清洗；發(fā)現(xiàn)主軸有異常，要進行更換；對離心盤的動平衡重新調整或更換。