噴霧干燥設備國內外研究現狀

蔡玉林

（咸陽非金屬礦研究設計院有限公司，陜西 咸陽 712021）

干燥，即物品脫離水分，最早見于春秋時期的《管子·度地》：“春三月，天地乾燥，水糾列之時也。”在經歷數千年發展變革之后，干燥成為了工業時代不可或缺的重要加工方式之一，在食品、醫療乃至化工領域都有廣泛的應用。而作為干燥使用最早的食品領域，干燥技術的應用革新也最為明顯。100 多年前在牛奶制品領域就已經開始使用噴霧的方式進行干燥加工，而到現在，噴霧干燥的霧化方式也由壓力噴霧、離心噴霧兩式各行其位，逐步發展為壓力噴霧、離心噴霧共同作用的方式。機體的設立方式也由臥式變為立式、臥式共存、兼有特種安裝方式，操作方式也由純人工轉變為半機械的電傳操縱模式更有更加先進的數字化操作平臺在研。

1 國內噴霧干燥設備概況研究

由于我國近代長期收到帝國主義、封建地主、買辦官僚三座大山的長期壓迫，我國工業化進展緩慢，僅有的工業也是以輕工業為主，所以我國噴霧干燥設備應用較晚。至世紀50年代，我國才由前蘇聯引進第一臺噴霧干燥設備用以牛奶加工。而由于帝國主義的長期封鎖，我國噴霧干燥設備技術比較落后、生產效率不高，導致產品的質量和產量都不能滿足需求。

1.1 技術落后導致的設備問題

1.1.1 設備制造材質較差

由于我國材料學發展與國外的較大差距，我國在噴霧干燥設備的生產中應用品質較高的合金鋼成本較高，生產廠家無法承受，所以廠家只能采用價格較為低廉的碳鋼作為生產原料。而碳鋼由于其化學品質不穩，易產生銹蝕、腐蝕等問題。產生問題較多的熱風箱及進風系統由于其封閉性，導致銹跡等問題不易清理，長期使用之后，對產品的質量必將造成影響。

1.1.2 加工工藝不精良

由于加工過程中采用的技術較為落后，導致產品的細節處理較為粗糙，以設備干燥塔內壁為例，由于其內部較為粗糙，導致內部掛粉嚴重，長期會導致干燥塔內部原材料堆積，造成原材料浪費及容量減小，在食品領域也會導致食品腐敗變質，在粉塵較大的領域甚至可能導致爆炸。

1.2 人員思想較為保守

在設備使用中，由于工人害怕噴霧干燥設備進氣溫度過高導致產品質量下降，導致設備使用過程中長期溫度不足，而為了應對這種問題，只能擴大干燥塔體積，導致材料浪費。而噴霧設備長期使用的單噴頭和大板眼的組合生產大顆粒，也是由觀念中“速溶的只能是大顆粒”導致的。經過實踐研究發現，當生產的細顆粒相互附聚，其溶解效果比大顆粒更佳。

由于技術人員與一線工人對老的設備進行的卓有成效的改造，在內部粉塵堆積、進出風系統熱量交互等問題都被較為完善的處理的前提下，由于對新設備的不信任，現在大多數的噴霧干燥設備應用廠家依然在使用制動化程度較低的老式設備，從而導致工人勞動強度大、自動化水平較低等問題。

2 國外噴霧干燥設備概況研究

國外的噴霧干燥設備起步較早，應用與研究也更為全面，現已實現了較為全面的標準化定級，以適應不同客戶的不同需求。

2.1 設備技術先進科技含量較高

在設備制造材料方面，由于研究、實踐實踐較長，材料方面選擇更加豐富。而噴霧干燥設備應用時間較長，經驗較為豐富，所以在設備制造中能夠更多地進行較為匹配的原料選擇。在設備制造中，由于采用機床的精度較高，細節處理較為完善，內部積壓問題不明顯，而合金材料的使用，使銹蝕問題得到了較為完善的解決，延長了設備使用的時限。

2.2 人員思想較為開放

由于長期工業化的成就，以及西方人口相對較少的原因，設備的研發制造方面與設備使用方面都致力于減少人工成本的消耗，自動化成果更能方便的進入噴霧干燥設備領域。而由于噴霧干燥設備使用時間較長，經驗總結較為豐富，對設備的使用也就更為得心應手。

3 噴霧干燥設備的發展趨勢

在工業化成果日加深入生活的今天，對噴霧干燥設備的需求也必將日益增大，對噴霧干燥設備的需求也越來越復雜。

3.1 更大的處理能力

由于工廠的大型化發展趨勢，各工廠的生產處理要求也就更多，這就要求噴霧干燥設備擁有更大的處理能力。在單次處理中處理更多的原料，從而盡量在單位時間內生產更多的產品，以擴大產量、壓低生產成本。

3.2 更加合理的布局

3.2.1 提高熱利用率

由于噴霧干燥設備采用的是熱風吹粒，而提高熱的利用率就是設備是否更加完善的總要標準。傳統的設備單管加熱，熱利用率不高，而未來噴霧發展的趨勢必將是增加熱利用率。將熱風進氣口與出氣口進行并列排列，進氣口采用多管薄壁進氣，運用出氣口的熱量對進氣進行加熱。

3.2.2 改進進氣方式防止冷卻塔內部粉塵附著

傳統的噴霧干燥設備進氣口是上部單口向下進氣，冷卻塔內粉塵運動不活躍，易附著與內壁，而新型的進氣方式改為延冷卻塔內壁多孔進氣，熱風首先作用于內壁，粉塵活動性增強，不易附著。而現階段較多的老式噴霧冷卻設備可采用內部加放整流塞的方式將上部氣流分散至內壁。

3.3 更加節能的使用

在當今世界，節能是發展的主流，而作為工業重要加工方式的噴霧干燥技術，節能也必將成為重要的發展趨勢。干燥噴霧設備最主要的能源消耗即熱量。而更合理的熱量應用，首先，就是前文所提到的熱量的循環應用。其次，操作中適量降低噴霧中水分含量，加速干燥時間，就可以大大節省熱量的應用。最后加工產生的廢氣廢水等所含的熱量亦可以用于進氣口的初步加熱，而不用從最低溫開始加熱。

4 結語

我國對噴霧干燥設備的使用時間雖有60 余年的歷史，但相對于國外上百年的應用史依然較短，在設備制造及使用過程中產生這樣或那樣的問題是不可避免的。但是，我們可以通過對外國先進使用經驗的總結，提高我們自己的認識水平，增強自己對設備的熟悉程度。并且通過對噴霧干燥設備的發展方向的把握，最終超過外國設備，做行業的領頭羊。

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