一種噴霧冷凍升華干燥機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種噴霧干燥設(shè)備，特別是一種采用液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)對液態(tài)物料冷凍，進(jìn)行真空升華干燥的噴霧冷凍升華干燥機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]噴霧干燥機(jī)為連續(xù)式常壓干燥器的一種。用特殊設(shè)備將液料噴成霧狀，使其與熱空氣接觸而被干燥。用于干燥液體、懸浮液和粘滯液體，如牛奶、蛋、果汁和一些藥物等。也用于干燥燃料、中間體、肥皂粉和無機(jī)鹽等。而食品、藥品、生物制品等需要噴霧干燥的物料里面有很多具有熱敏性的活性物質(zhì)，這些物質(zhì)甚至在溫度高于65°C的條件下就可以失活。由于通常的噴霧干燥機(jī)熱風(fēng)通常溫度較高，熱空氣進(jìn)風(fēng)口的溫度在140_350°C之間，進(jìn)行噴霧干燥的物料的熱敏性活性成分會(huì)發(fā)生失活、分解，造成大量損失，降低干燥后粉狀產(chǎn)品的商品價(jià)值、營養(yǎng)價(jià)值和醫(yī)用價(jià)值，阻礙了食品、藥品和生物制品的發(fā)展。這些液態(tài)物料雖然可以采用冷凍升華干燥，但其后的粉粹處理也會(huì)部分使?fàn)I養(yǎng)性、活性受到破壞，且產(chǎn)品溶解度低。
[0003]申請?zhí)?200520107528.5申請日:2005-05-30公開了一種閉路循環(huán)離心式噴霧干燥機(jī)，包括依次聯(lián)接的氣體加熱器、離心式干燥塔和旋風(fēng)分離裝置，在旋風(fēng)分離裝置的氣流出口與氣體加熱器的進(jìn)氣口之間通過管道依次聯(lián)接有密閉排濕機(jī)、噴淋塔、冷凝器、氣液分離器、密閉鼓風(fēng)機(jī);氣體加熱器的進(jìn)氣口還與外部的惰性傳熱介質(zhì)供管相聯(lián)。此發(fā)明將目前的干燥介質(zhì)熱空氣改為熱惰性氣體，惰性氣體密閉循環(huán)使用，消除爆燃因素。同時(shí)由于是閉路循環(huán)，有機(jī)溶媒含有的有害物質(zhì)不致于擴(kuò)散，避免了大氣污染，有利于環(huán)境保護(hù)。
[0004]申請?zhí)?201320827822.8申請日:2013-12-13公開了易溶顆粒噴霧干燥機(jī):包括進(jìn)風(fēng)裝置、加熱器、進(jìn)料裝置、惰性氣體入口、進(jìn)料管、干燥塔、出風(fēng)裝置和出料裝置;所述干燥塔上方連接有加熱器，下方分別連接有出風(fēng)裝置和出料裝置;加熱器與進(jìn)風(fēng)裝置相連;所述進(jìn)料裝置通過進(jìn)料管與干燥塔相連;所述進(jìn)料管上連接有惰性氣體入口。進(jìn)料管上連接有惰性氣體入口，物料進(jìn)入干燥塔內(nèi)，過濾純凈的空氣經(jīng)加熱器送入塔體內(nèi)，同時(shí)通入惰性氣體，惰性氣體在塔體內(nèi)與食品充分混合，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，制成的顆粒表面形成孔狀。孔狀的食品顆粒易溶性較強(qiáng)，不需攪拌即可溶解，可滿足一些高端產(chǎn)品的需求。
[0005]申請人檢索了相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的噴霧干燥均為熱風(fēng)干燥，最多是通過采用惰性傳熱介質(zhì)代替熱空氣來防止物料中的易氧化活性成分；尚未發(fā)現(xiàn)一種將離心噴霧與利用液態(tài)惰性介質(zhì)汽化吸熱對霧狀物料進(jìn)行冷凍的真空冷凍升華干燥結(jié)合為一體的噴霧冷凍升華干燥機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出了一種噴霧冷凍升華干燥機(jī)，包括一個(gè)干燥塔20，所述干燥塔20上部設(shè)有進(jìn)料裝置I，進(jìn)料裝置I下方連接有噴霧裝置2，所述干燥塔20內(nèi)設(shè)有兩層?xùn)攀礁舭?，兩層?xùn)攀礁舭?閉合時(shí)，將干燥塔20分隔成噴霧冷凍倉21、緩沖倉22和真空干燥倉23三個(gè)獨(dú)立的密封空間；其中，設(shè)有液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)噴入器3連接在所述噴霧冷凍倉21上，用于向噴霧冷凍倉21噴入液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)，所述噴霧冷凍倉21的壁上還設(shè)有惰性傳熱介質(zhì)排出口，用于排出惰性傳熱介質(zhì)；所述真空干燥倉23與抽真空裝置15相連，側(cè)壁設(shè)有加熱裝置11，底部設(shè)有出料口 12。
[0007]其中，所述液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)噴入器3通過管道與管道栗6連接，所述管道栗6用于將液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)抽入液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)噴入器3中。
[0008]其中，所述惰性傳熱介質(zhì)排出口或?yàn)闅鈶B(tài)惰性傳熱介質(zhì)吸收裝置7或?yàn)橐簯B(tài)惰性傳熱介質(zhì)回收裝置8，所述氣態(tài)惰性傳熱介質(zhì)吸收裝置7和液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)回收裝置8通過管道與惰性傳熱介質(zhì)液化塔4相連，所述惰性傳熱介質(zhì)液化塔4與冷凝器5相連，冷凝器5用于將氣態(tài)惰性傳熱介質(zhì)變成液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)，并通過管道及管道栗6送回惰性傳熱介質(zhì)液化塔4中循環(huán)使用。
[0009]其中，所述出料口12上至少設(shè)有兩個(gè)閥門13，用于控制物料的排出，并保持所述真空干燥倉23的真空度。
[0010]其中，所述柵式隔板9或閥門13通過電線14連接電控裝置10，用于控制柵式隔板9和閥門13非同時(shí)的開啟和閉合。
[0011]其中，所述加熱裝置包括電加熱、微波加熱、紅外加熱、燃料加熱裝置。
[0012]其中，所述真空干燥倉23與抽真空裝置15中間還通過管道串聯(lián)一個(gè)冷凝器17和一個(gè)氣液分離器16，所述冷凝器17用于將水蒸氣冷凝，并通過所述氣液分離器16將抽真空裝置15抽出的氣體和水份分離，除去水份。
[0013]其中，所述惰性傳熱介質(zhì)包括氮?dú)饣蚨趸蓟蛟刂芷诒砩系?8族元素的單原子氣體。
[0014]其中，所述噴霧裝置為離心噴霧裝置。
[0015]有益效果
[0016]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種噴霧冷凍升華干燥機(jī)，該干燥機(jī)通過將液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)噴入器噴入，與霧狀物料混合，由于液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)在常壓常溫環(huán)境下氣化，同時(shí)吸收物料中的熱量，將霧狀的物料瞬間冷凍成冰晶狀固體，冷的惰性氣體環(huán)境保證了物料中的熱敏性成分不會(huì)分解，易氧化的成分不會(huì)被氧氣氧化，保證了物料中熱敏性、易氧化物質(zhì)的活性。本發(fā)明采用了兩層?xùn)攀礁舭鍖⒏稍锼指畛蓢婌F冷凍倉、緩沖倉和真空干燥倉三個(gè)獨(dú)立的密封空間，三個(gè)空間可以通過柵式隔板的開啟和閉合有選擇的連通和不連通。這樣，經(jīng)過冷凍后的冰晶狀物料會(huì)隨著柵式隔板的開啟和閉合在自身重力作用下進(jìn)入真空干燥倉，同時(shí)保證噴霧冷凍倉、真空干燥倉分別獨(dú)立的運(yùn)行冷凍過程、真空升華干燥過程的進(jìn)行，當(dāng)凍結(jié)后的物料進(jìn)入真空環(huán)境并輔以一定的熱量，物料中的冰晶會(huì)迅速升華，水蒸氣隨抽真空裝置排出倉外，得到干燥的物料。本發(fā)明干燥過程中，干燥溫度不超過40°C，干燥環(huán)境是惰性傳熱介質(zhì)，排除了空氣中的氧氣，充分保護(hù)了熱敏性和易氧化物料的穩(wěn)定性。
[0017]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可以連續(xù)干燥作業(yè)，干燥效率高，適用于各種液態(tài)物料的噴霧干燥，尤其可以廣泛應(yīng)用于食品、保健品、醫(yī)藥、生物制品等對干燥條件有十分嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，具有良好的市場前景。
【附圖說明】
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[0018]圖1為本發(fā)明第一種離心噴霧冷凍升華干燥機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明第二種噴霧冷凍升華干燥機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0020]實(shí)施例1
[0021]本實(shí)施例提供了一種離心噴霧冷凍升華干燥機(jī)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
[0022]在圖1中，I為進(jìn)料裝置;2為離心噴霧裝置;3為液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)噴入器;4為惰性傳熱介質(zhì)液化塔;5為冷凝器;6為管道栗;7為氣態(tài)惰性傳熱介質(zhì)吸收裝置;8為液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)回收裝置;9為柵式隔板;10為電控裝置;11為加熱裝置;12為出料口； 13為閥門；14為電線；15為抽真空裝置；16為氣液分離器;17為冷凝器;18為液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)管道;19為惰性傳熱介質(zhì)管道。20為干燥塔，21為噴霧冷凍倉、22為緩沖倉、23為真空干燥倉。
[0023]一種離心噴霧冷凍升華干燥機(jī)，包括一個(gè)干燥塔20，干燥塔20的上端設(shè)有進(jìn)料裝置1，進(jìn)料裝置I下方通過管道連接有離心噴霧裝置2，干燥塔20中間設(shè)有兩個(gè)柵式隔板9，當(dāng)柵式隔板9閉合時(shí)，將干燥塔20分隔成噴霧冷凍倉21、緩沖倉22和真空干燥倉23三個(gè)獨(dú)立的密封空間。所述柵式隔板9通過電線14連接電控裝置10，電控裝置10可以控制柵式隔板9的打開和閉合。
[0024]所述噴霧冷凍倉21的側(cè)壁上設(shè)有至少一個(gè)氣態(tài)惰性傳熱介質(zhì)吸收裝置7和液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)回收裝置8。其中，所述氣態(tài)惰性傳熱介質(zhì)吸收裝置7和液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)回收裝置8通過管道與惰性傳熱介質(zhì)液化塔4相連，所述惰性傳熱介質(zhì)液化塔4與冷凝器5相連，冷凝器5可以給惰性傳熱介質(zhì)液化塔4降溫，用于將惰性傳熱介質(zhì)液化塔4中的氣態(tài)惰性傳熱介質(zhì)冷卻壓縮至液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)，所述惰性傳熱介質(zhì)液化塔4下方通過管道連接有管道栗6，所述管道栗6是將液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)輸送到液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)噴入器3中，所述液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)噴入器3與干燥塔20相連通，通過液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)噴入器3的噴口，可以將液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)噴入到干燥塔20中，并霧化。當(dāng)液態(tài)惰性傳熱介質(zhì)噴入干燥塔20與從離心噴霧裝置2噴出的物料混合后，溫度突然升高，壓力突然減小，迅速氣化，帶走液態(tài)物料中的熱量，使從離心噴霧裝置2噴出的液體物料迅速凝結(jié)成冰晶狀固體，并隨重力作用掉落到柵式隔板9上。
[0025]由于本發(fā)明的離心噴霧冷凍升華干燥機(jī)在運(yùn)行時(shí)，干燥塔20的噴霧冷凍倉21和真空干燥倉23存在很大的氣壓差和溫度差，因此，本發(fā)明采用了上下兩層?xùn)攀礁舭?，兩層?xùn)攀礁舭?中間形成緩沖倉22。
[0026]所述真空干燥倉23的側(cè)壁上設(shè)有加熱裝置11，真空干燥倉23底部設(shè)有出料口12，出料口 12上設(shè)有兩個(gè)閥門13;閥門13通過電線14與電控裝置10相連接；電控裝置10可以控制閥門不同時(shí)打開和閉合。真空干燥倉23的側(cè)壁上還通過管道連接一個(gè)冷凝器17，用于使抽出的水蒸氣冷凝，冷凝器下方接有氣液分離器16，所述氣液分離器16末端連接抽真空裝置15，所述氣液分離器16用于將抽真空裝置15抽出的氣體和冷凝水分離，去除真空倉23環(huán)境中的水，達(dá)到干燥的目的。
[0027]實(shí)施例1的工作流程:
[0028]當(dāng)本發(fā)明的離心噴霧冷凍升華干燥機(jī)工作時(shí)，液態(tài)的物料通過進(jìn)料裝置I進(jìn)入離心