粘壁現(xiàn)象分析
噴出的液滴在沒有達(dá)到表面干燥之前就和塔壁接觸，因而粘在熱壁上。粘壁的物料越積越厚，在達(dá)到一定厚度時便以塊狀形式自由脫落。這種類型的粘壁往往造成塊狀物料表面被燒焦，而內(nèi)部含濕量卻超標(biāo)的現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)。半濕物料粘壁產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，主要與噴霧干燥塔結(jié)構(gòu)、霧化器結(jié)構(gòu)、安裝、操作以及熱風(fēng)在塔內(nèi)的運動狀態(tài)有關(guān)。
解決辦法
改良干燥塔的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)在塔體設(shè)計時，若塔徑小于噴霧錐*大直徑，就會在對著霧滴運動*大軌跡平面上產(chǎn)生嚴(yán)重的粘壁。為了防止物料粘壁，可以有意識地適當(dāng)加大塔壁直徑，使半干物料碰不到壁面就向下掉落。這個辦法有緩解粘壁的作用，但塔徑不宜過大，否則不僅增加設(shè)備材料費和設(shè)備占地面積，還會降低熱風(fēng)在塔內(nèi)的運行速度，影響干燥質(zhì)量。立式圓錐形噴霧干燥塔容易在錐體部位粘壁，采用立式圓柱體結(jié)構(gòu)能夠克服上述缺點。噴霧干燥塔塔體多由不銹鋼、碳鋼或鋼筋混凝土制成，這些材料均有親水性，易被濕物料粘附而結(jié)疤。如在噴霧干燥塔易結(jié)疤的區(qū)域內(nèi)襯接觸角大于9O℃的疏水性材料，特別是高分子材料，可有效地減少噴霧干燥塔結(jié)疤的機率。關(guān)于疏水性材料的選擇要根據(jù)噴霧干燥塔工作溫度來確定，如果工作溫度低于100℃，可選擇聚丙烯、聚苯乙烯等作為內(nèi)襯材料，而對于工作溫度在100—200℃的情況，應(yīng)選用聚四氟乙烯。采用高分子材料作噴霧干燥塔內(nèi)襯，設(shè)計上要充分考慮內(nèi)襯層與塔體熱膨脹系數(shù)的差異。
合理選擇霧化器霧化器又稱噴嘴，是噴霧干燥設(shè)備的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)的不同直接影響液體霧化分散效果，進(jìn)而影響微粒的粒徑和性能。膏狀物料粘附性極強，不易分散，易于使已分散的物料重新粘結(jié)成團(tuán)，導(dǎo)致來不及干燥而粘壁。同時膏狀物料中的水份和物料的結(jié)合狀態(tài)屬毛細(xì)管水、滲透水、吸附水和結(jié)構(gòu)水，故水份在物料中的傳遞阻力大，如不能設(shè)法將物料分散成很小的顆粒以減少傳熱傳質(zhì)阻力，干燥時間的延長也是造成粘壁的重要原因。采用在一個噴嘴內(nèi)實現(xiàn)一次物料三次氣流的二內(nèi)一外旋轉(zhuǎn)混合的霧化器，便于拆卸安裝，直徑不超過10mm的雜物不會受堵，達(dá)到比較理想的霧化效果，避免膏狀物料噴霧干燥的粘壁問題。鑒于粘度高的物料難以霧化，王開潤在研究中藥桔梗浸膏噴霧干燥時，主張采用三流體式噴嘴代替二流體式噴嘴，并通過提高料液溫度以降低其粘度、增大氣液比等手段提高霧化效果，達(dá)到減輕粘壁的目的。采用四流式霧化噴嘴可使霧滴的比表面積增加1O倍，提高霧滴尺寸分布均勻度，提高霧化效果。具有連續(xù)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速功能的變頻離心霧化器非常適宜食用菌多糖噴霧干燥，可以根據(jù)多糖的品種、濃縮液的含固量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，以改變霧滴大小，達(dá)到少粘或不粘塔壁的效果。
霧化器的正確安裝氣流式噴嘴和壓力式噴嘴產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)噴霧圖形是一個和噴嘴軸線對稱的空心錐，霧滴應(yīng)均勻分布在噴霧錐中。當(dāng)氣流式噴嘴的氣體通道與液體通道軸心不重合，或壓力式噴嘴孔不圓時，產(chǎn)生的霧錐就不對稱了，霧錐的偏離將導(dǎo)致局部嚴(yán)重粘壁。如果噴霧塔中只安裝一個噴嘴，則噴嘴的軸線要安裝在塔的中心線上，即二者重合。如果需要安裝多個噴嘴，則各噴嘴霧矩間不能重疊，通過調(diào)節(jié)噴射角度使霧滴不要直接噴射到對面的壁上。噴嘴的振動也是產(chǎn)生粘壁的一個原因，對于旋轉(zhuǎn)式霧化器，運轉(zhuǎn)時特別要防止振動。
選用適宜的操作工藝條件對于氣流式噴霧干燥塔，操作工藝參數(shù)主要涉及干燥溫度、進(jìn)料速率和噴頭壓力。噴霧干燥塔溫度分為進(jìn)風(fēng)口溫度和出風(fēng)口溫度。提高進(jìn)風(fēng)口溫度可以增大液滴的蒸發(fā)強度，使液滴在接觸塔壁之前表面就已經(jīng)固化，可有效地減少粘壁損失，提高產(chǎn)品收率。此外，溫度對顆粒粒徑有較大影響，溫度較低時，溶液霧滴達(dá)到過飽和的時間延長，瞬間成核速度降低，成核數(shù)量減少，因此，所得微粒粒徑增大，導(dǎo)致干燥時間延長。進(jìn)風(fēng)口溫度維持不變時，提高出風(fēng)口溫度可以縮小進(jìn)出口溫度差，提高熱空氣在塔內(nèi)的平均溫度，加快干燥速率，有效防止粘塔現(xiàn)象。因此，在物料不失活和沒有低熔點粘壁的前提下，適當(dāng)提高干燥溫度是有利的。
