噴霧干燥機(jī)
實(shí)驗(yàn)室如何選用合適的小型噴霧干燥機(jī)
時(shí)間：2018.09.03
噴霧干燥是用霧化器將料液噴成霧滴分散于熱空氣或惰性氣體中，使料液所含水分或有機(jī)溶劑快速蒸發(fā)的一種干燥方法，該法能直接使溶液、乳濁液干燥成粉狀或顆粒狀制品，可省去蒸發(fā)、濃縮、粉碎等工序，且得到的顆粒分布均勻，流動(dòng)性好。噴霧干燥具有傳熱快，水分蒸發(fā)迅速，干燥時(shí)間瞬間的特點(diǎn)，且干燥后的物料溶解性好，此外，噴霧干燥還可用于制備微膠囊。
針對(duì)不同的物料的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)，以及實(shí)驗(yàn)需要得到的粉末或顆粒的大小和溶解性等，科研人員可能需要不能類(lèi)型的小型噴霧干燥機(jī)，才能得到最理想的實(shí)驗(yàn)效果。但是如何選擇適合自己科研或者物料干燥要求的噴霧干燥機(jī)，是擺在科研工作者面前的一個(gè)難題，下面，我就常見(jiàn)的一些物料應(yīng)用來(lái)說(shuō)明。
此圖為噴霧干燥機(jī)
1） 物料含糖份較高（如果汁，中草藥或天然產(chǎn)物提取物）或物料不耐熱（熱敏性的物料如酶制劑活菌等）
因?yàn)榇蟛糠侄嗵请p糖低聚糖，熔點(diǎn)比較低，在受熱的時(shí)候，糖分發(fā)生了融化，而且多糖雙糖本身比較容易吸潮，所以普通的噴霧干燥機(jī)，就會(huì)很容易出現(xiàn)黏壁的現(xiàn)象，不容易得到好的干粉或顆粒。另外，像酶制劑，活菌以及一些在高溫下比較容易變性的高分子材料等，使用普通噴霧干燥機(jī)，因?yàn)檫M(jìn)風(fēng)溫度起碼在180°C以上，物料極易失活或變性，這時(shí)，降低噴霧干燥機(jī)的進(jìn)風(fēng)溫度，就能得到比較好的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)室低溫噴霧干燥機(jī)，巧妙的結(jié)合了噴霧干燥和真空干燥的優(yōu)點(diǎn)，在60-80℃的進(jìn)風(fēng)溫度，就能完成噴霧干燥過(guò)程，像酶制劑，活菌以及不耐熱的高分子材料等，在這樣低的溫度下瞬間干燥，活性或物理特性完全不受影響。
2） 物料溶劑為有機(jī)溶劑或物料易于氧化或有毒性
噴霧干燥中含有機(jī)溶媒物料干燥難的問(wèn)題，一般有機(jī)溶媒會(huì)呈易燃易爆的特性，防爆型閉式小型噴霧干燥機(jī)使物料能在密閉的干燥系統(tǒng)中循環(huán)，整個(gè)系統(tǒng)充滿(mǎn)了惰性氣體（如氮?dú)饣驓鍤猓?，可避免有機(jī)溶劑氣體與外界氧氣的接觸，確保了安全生產(chǎn)。實(shí)驗(yàn)型有機(jī)溶劑小型噴霧干燥機(jī)采用的是安全性的氮?dú)猓ɑ蚱渌栊詺怏w）密閉循環(huán)方式，整個(gè)系統(tǒng)呈封閉狀態(tài)，含氧氣濃度在線監(jiān)控，系統(tǒng)內(nèi)氧氣濃度一旦達(dá)到2%，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)強(qiáng)制性停機(jī)并報(bào)警，是安全性好、操作簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)室有機(jī)溶劑專(zhuān)用小型噴霧干燥機(jī)，通過(guò)氮?dú)饷荛]循環(huán)方式及采取溶劑完全回收方式的并用可對(duì)具有可燃性、毒性的溶劑進(jìn)行處理，并可進(jìn)行易氧化物質(zhì)的干燥。而且，由于有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)低，因此可以用低溫干燥方式對(duì)易發(fā)生熱變性的物質(zhì)干燥。
3） 需要得到大顆粒粉末的物料
在一些實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，科研人員希望得到一些大顆粒的樣品，比如催化劑行業(yè)，一般需要100微米左右的顆粒才能有比較好的催化效果，但是普通的噴霧干燥機(jī)，只能得到30微米以下的顆粒，實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥造粒機(jī)，就能比較好的達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。既可以用做單?dú)的噴霧干燥機(jī)，得到5-30微米左右的顆粒，還能實(shí)現(xiàn)小顆粒粉末的造粒，能得到100-500微米以上的大顆粒。實(shí)驗(yàn)室噴霧造粒機(jī)可以直接噴霧干燥而得到100微米的大顆粒。
4） 熱敏性極差或需要改良溶解性的物料
有的物料，基本不能受熱，傳統(tǒng)的冷凍干燥時(shí)間又非常長(zhǎng)，而且干燥后的物料成塊狀，流動(dòng)性差，溶解性也不是很好。
與傳統(tǒng)冷凍干燥技術(shù)相比,實(shí)驗(yàn)室噴霧冷凍干燥機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)霧化分散的細(xì)小霧滴浸入低溫中迅速凍結(jié),能弱化冰晶的生長(zhǎng),減小冰晶對(duì)脂質(zhì)體的破壞,避免物料如藥物的滲漏和突釋;
(2)凍結(jié)樣品經(jīng)真空干燥后形成具有微孔結(jié)構(gòu)的球形微粒,流動(dòng)性好,且微粒的大小可以通過(guò)改變噴霧工藝來(lái)調(diào)節(jié)。
對(duì)于需要直接得到納米材料的物料，實(shí)驗(yàn)室噴霧冷凍干燥機(jī)也是一個(gè)極好的選擇。
5） 常規(guī)的物料如電池材料，礦物，高分子材料，化合物，香精香料，食品，西藥等
一些實(shí)驗(yàn)室用于常規(guī)粉末的制備或物料的干燥，可以選用小型噴霧干燥機(jī)，體積小，速度快，噪音小，適應(yīng)性廣，對(duì)電池材料，礦物，高分子材料，化合物，香精香料，食品，西藥等大多物料都能有很好的噴霧干燥效果，而且小型噴霧干燥機(jī)操作簡(jiǎn)便，即使只有20ML的料即能完成一次實(shí)驗(yàn)，干燥出來(lái)的粉末球形度好，顆粒大小成正太分布，特別是該機(jī)帶有噴霧頭風(fēng)冷裝置（噴霧頭水冷裝置升級(jí)版，更環(huán)保，降溫效率更高）和塔壁吹掃功能，極大的拓展了小型噴霧干燥機(jī)的應(yīng)用。對(duì)于一些含有氯離子的特殊的物料，上采用耐氯離子的特種不銹鋼精心制作的適用機(jī)型，能滿(mǎn)足特殊行業(yè)的實(shí)際需要。
針對(duì)不同的物料的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)，以及實(shí)驗(yàn)需要得到的粉末或顆粒的大小和溶解性等，科研人員可能需要不能類(lèi)型的小型噴霧干燥機(jī)，才能得到最理想的實(shí)驗(yàn)效果。但是如何選擇適合自己科研或者物料干燥要求的噴霧干燥機(jī)，是擺在科研工作者面前的一個(gè)難題，下面，我就常見(jiàn)的一些物料應(yīng)用來(lái)說(shuō)明。
此圖為噴霧干燥機(jī)
1） 物料含糖份較高（如果汁，中草藥或天然產(chǎn)物提取物）或物料不耐熱（熱敏性的物料如酶制劑活菌等）
因?yàn)榇蟛糠侄嗵请p糖低聚糖，熔點(diǎn)比較低，在受熱的時(shí)候，糖分發(fā)生了融化，而且多糖雙糖本身比較容易吸潮，所以普通的噴霧干燥機(jī)，就會(huì)很容易出現(xiàn)黏壁的現(xiàn)象，不容易得到好的干粉或顆粒。另外，像酶制劑，活菌以及一些在高溫下比較容易變性的高分子材料等，使用普通噴霧干燥機(jī)，因?yàn)檫M(jìn)風(fēng)溫度起碼在180°C以上，物料極易失活或變性，這時(shí)，降低噴霧干燥機(jī)的進(jìn)風(fēng)溫度，就能得到比較好的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)室低溫噴霧干燥機(jī)，巧妙的結(jié)合了噴霧干燥和真空干燥的優(yōu)點(diǎn)，在60-80℃的進(jìn)風(fēng)溫度，就能完成噴霧干燥過(guò)程，像酶制劑，活菌以及不耐熱的高分子材料等，在這樣低的溫度下瞬間干燥，活性或物理特性完全不受影響。
2） 物料溶劑為有機(jī)溶劑或物料易于氧化或有毒性
噴霧干燥中含有機(jī)溶媒物料干燥難的問(wèn)題，一般有機(jī)溶媒會(huì)呈易燃易爆的特性，防爆型閉式小型噴霧干燥機(jī)使物料能在密閉的干燥系統(tǒng)中循環(huán)，整個(gè)系統(tǒng)充滿(mǎn)了惰性氣體（如氮?dú)饣驓鍤猓?，可避免有機(jī)溶劑氣體與外界氧氣的接觸，確保了安全生產(chǎn)。實(shí)驗(yàn)型有機(jī)溶劑小型噴霧干燥機(jī)采用的是安全性的氮?dú)猓ɑ蚱渌栊詺怏w）密閉循環(huán)方式，整個(gè)系統(tǒng)呈封閉狀態(tài)，含氧氣濃度在線監(jiān)控，系統(tǒng)內(nèi)氧氣濃度一旦達(dá)到2%，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)強(qiáng)制性停機(jī)并報(bào)警，是安全性好、操作簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)室有機(jī)溶劑專(zhuān)用小型噴霧干燥機(jī)，通過(guò)氮?dú)饷荛]循環(huán)方式及采取溶劑完全回收方式的并用可對(duì)具有可燃性、毒性的溶劑進(jìn)行處理，并可進(jìn)行易氧化物質(zhì)的干燥。而且，由于有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)低，因此可以用低溫干燥方式對(duì)易發(fā)生熱變性的物質(zhì)干燥。
3） 需要得到大顆粒粉末的物料
在一些實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，科研人員希望得到一些大顆粒的樣品，比如催化劑行業(yè)，一般需要100微米左右的顆粒才能有比較好的催化效果，但是普通的噴霧干燥機(jī)，只能得到30微米以下的顆粒，實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥造粒機(jī)，就能比較好的達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。既可以用做單?dú)的噴霧干燥機(jī)，得到5-30微米左右的顆粒，還能實(shí)現(xiàn)小顆粒粉末的造粒，能得到100-500微米以上的大顆粒。實(shí)驗(yàn)室噴霧造粒機(jī)可以直接噴霧干燥而得到100微米的大顆粒。
4） 熱敏性極差或需要改良溶解性的物料
有的物料，基本不能受熱，傳統(tǒng)的冷凍干燥時(shí)間又非常長(zhǎng)，而且干燥后的物料成塊狀，流動(dòng)性差，溶解性也不是很好。
與傳統(tǒng)冷凍干燥技術(shù)相比,實(shí)驗(yàn)室噴霧冷凍干燥機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)霧化分散的細(xì)小霧滴浸入低溫中迅速凍結(jié),能弱化冰晶的生長(zhǎng),減小冰晶對(duì)脂質(zhì)體的破壞,避免物料如藥物的滲漏和突釋;
(2)凍結(jié)樣品經(jīng)真空干燥后形成具有微孔結(jié)構(gòu)的球形微粒,流動(dòng)性好,且微粒的大小可以通過(guò)改變噴霧工藝來(lái)調(diào)節(jié)。
對(duì)于需要直接得到納米材料的物料，實(shí)驗(yàn)室噴霧冷凍干燥機(jī)也是一個(gè)極好的選擇。
5） 常規(guī)的物料如電池材料，礦物，高分子材料，化合物，香精香料，食品，西藥等
一些實(shí)驗(yàn)室用于常規(guī)粉末的制備或物料的干燥，可以選用小型噴霧干燥機(jī)，體積小，速度快，噪音小，適應(yīng)性廣，對(duì)電池材料，礦物，高分子材料，化合物，香精香料，食品，西藥等大多物料都能有很好的噴霧干燥效果，而且小型噴霧干燥機(jī)操作簡(jiǎn)便，即使只有20ML的料即能完成一次實(shí)驗(yàn)，干燥出來(lái)的粉末球形度好，顆粒大小成正太分布，特別是該機(jī)帶有噴霧頭風(fēng)冷裝置（噴霧頭水冷裝置升級(jí)版，更環(huán)保，降溫效率更高）和塔壁吹掃功能，極大的拓展了小型噴霧干燥機(jī)的應(yīng)用。對(duì)于一些含有氯離子的特殊的物料，上采用耐氯離子的特種不銹鋼精心制作的適用機(jī)型，能滿(mǎn)足特殊行業(yè)的實(shí)際需要。
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