论文部分内容阅读
压力喷雾干燥装置是利用压力雾化装置将原料液分散成细小雾滴,并与热介质在干燥塔内充分进行热量、质量交换,最终达到干燥产品的目的。干燥产品可以根据需要生产成细粉状、颗粒状、空心球状或团聚状。经过多年的喷雾干燥装置设计以及对国内外喷雾干燥装置的研究,运用多学科知识并综合了传统的喷雾干燥装置的单喷嘴雾化结构、喷雾塔的布风装置设置在并流干燥中的应用,针对聚合氯化铝这种热敏性物料,从其理化特性、生产工艺、压力雾化喷嘴、均风装置,干燥塔结构、成品物料的收集以及产品的后处理应用方面比较系统地研究了各自的影响因素及其作用关系,研制出了聚合氯化铝压力喷雾干燥装置系统,并成功地应用于工业化生产。
依据旋转式压力喷嘴雾化机理,设计了用于热敏性物料的旋转式压力喷嘴,建立了旋转式喷嘴雾化数学模型,通过对热敏性物料的理化特性研究分析以及产品要求,给出了喷嘴的基本结构设计参数。针对自来水、聚合氯化铝和血浆三种液体的不同理化特性对喷雾干燥的影响关系,得出喷孔直径和雾化压力是影响料液雾化参数的外在主要因素,而料液的粘度和浓度是影响料液雾化的内在主要因素。通过调整喷嘴的结构参数和喷射条件,提高了该型式压力喷嘴的雾化性能。
通过对压力喷雾干燥塔的温度场、湿度场、流场进行理论建模、离散化求解,有助于解决喷雾干燥过程中热介质与雾滴间的传热传质以及动量传递和湍流扰动等问题,避免了干燥过程中热敏性物料的未干造成粘壁现象;通过塔内增设均风装置,改善了干燥塔内的热质传递,提高了干燥塔的蒸发强度,降低了能源消耗。
根据这些设计参数研制的规模化压力喷雾干燥热敏性物料生产装置,成功应用于由中国科学院生态环境研究中心提供的5000吨/年规模的高效聚合氯化铝粉粒生产工艺系统中,生产的聚合氯化铝产品各项技术指标均达到或优于国家净水剂聚合氯化铝优级品指标。喷雾干燥后的聚合铝产品经混凝试验和用户使用表明:压力喷雾干燥法生产得到的聚合铝系列产品具有高效、稳定、成本低廉等优点。将该项技术研究成果应用于猪血的喷雾干燥热态中试试验,对所采集到的新鲜血液进行抗凝处理、离心沉降分离和膜过滤浓缩等工艺前处理后,运用压力喷雾干燥热态中试实验装置分别把血浆和血球液体喷雾干燥成高质量的血浆蛋白粉AP730和血球蛋白粉AP900。经检测:AP730中的免疫球蛋白含量高达22%以上,高于国内外同行业生产的产品;经雾化破壁、干燥后的血球蛋白中的血细胞破壁率达60%以上。饲养实验结果也证明了运用压力喷雾干燥工艺技术生产的AP730和AP900两种蛋白产品较好地保持了原有血液的生物特性,具有极佳的溶解性、可消化性和安全性。压力喷雾干燥技术应用于热敏性物料的干燥前景广阔。