CN102288015A - 常压低温喷雾干燥装置及干燥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种常压低温喷雾干燥装置及干燥方法，由空气过滤器、气体冷却及除湿装置、送风机、气体加热器、干燥塔、旋风分离器串联组成，其中，所述的干燥塔顶部设有雾化装置和进气口，底部设有出料口，所述的雾化装置和进料泵相连。将待干燥的活性物质提取液泵入干燥塔中，经由雾化装置雾化后，在干燥塔内与进入的加至工作温度后的干空气进行质热交换，将水分蒸发成为干燥粉末，随气体进入旋风分离器中收集后进行包装。本发明在常压下实现低温喷雾干燥，气体冷却除湿后露点可达到-10~5℃，低温连续化工艺，满足了生物活性物的干燥条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷雾干燥装置及干燥方法，特别是指一种可保存生物活性物质的常压低温喷雾干燥装置及干燥方法。
背景技术
喷雾干燥在工业生产的各行各业均得到了广泛的应用，但对于一些特殊物质的喷雾干燥技术仍然处于缺乏状态，如，玻璃化温度较低及热敏性物质的喷雾干燥，由于进风温度过高就会破坏热敏性物质的生物活性或将微生物杀死，所以要保持低的进风温度才能提高其价值；低玻璃化温度的物质，在进风温度过高时会使得物质处于黏流态，无法成型。冷冻干燥虽然可以满足保存热敏型生物活性的要求，但其效率较低。为此喷雾干燥技术在低温状态下的广泛应用仍需要深入研究。
申请号为200920099668.0的专利，为解决现有干燥塔浓缩温度高会破坏奶粉生物活性因子的问题，发明了在真空状态下实现低温喷雾干燥工艺，具体为第一加热器与第一空气过滤器通过管路连接，第二加热器与第二空气过滤器通过管路连接，干燥塔的底部为锥体，集粉斗与锥体的底部连通，多个内置式布袋扑粉器均布在干燥塔内腔的上部，喷枪体设置在干燥塔内腔的中部位置，喷枪体的底端与喷头连接，喷枪体的顶端分别通过三支管路与第一加热器、第二加热器和喷雾泵连接，双流体喷头通过管路与第二加热器连接，一级真空机组通过管路与干燥塔连通。通过一级真空机组来控制干燥塔内的真空度，使得物料的交换温度不超过60℃，保证了生物活性因子的存活。此发明虽然能实现低温喷雾干燥，但是在干燥塔内采用布袋进行一次分离，看似简化了工艺，其实使得整个干燥连续性较差，由于真空机组抽真空会使得气体不断向布袋方向流动，没有经过初级分离的粉体由于自身重力较小无法克服真空泵吸引力，便随气体一起流向布袋，从而大量附着在布袋的表面，加重布袋负荷，降低布袋透气效果，最终影响塔内真空度，使得干燥无法进行。
申请号为200510075437.2的专利中仅叙述了采用温度为20℃至50℃及湿度为5%至15% 的空气作为干燥介质，在压力为2至8公斤/平方厘米状态下，进料流速为1至20公斤/小时范围内，可获得含水量为6%干燥粉末。没有详述干燥装置的构造及流程。
申请号为99226912.1的专利，发明了在真空状态下，低温喷雾制粒装置。它由外筒体、旋转内筒体、喷嘴、上下转轴、低温蒸汽发生器连接在同一中心线上。料液压力喷洒在内筒体中翻滚的并被20~90℃低温蒸汽加热的粉体上，水分在真空和间接加热下蒸发抽出，固体一层层包覆于粉粒体上，经与内筒体同步的旋转筛筛分、细粒返回继续喷雾干燥制粒，粗颗粒作为产品输出。适用于高热敏性药品、食品及酶制剂等干燥制粒，对于低热敏性物质的制粒仍然不适用。
综上所述，目前的干燥装置普遍需在真空或高压状态下，才可达到低温，将物料中的水分蒸发出来，获得干燥粉末，整个工艺比较复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种常压低温喷雾干燥装置及干燥方法，此装置工艺简洁、操作方便、而且即能保证热敏性产品质量，便于清洗，又能保证工艺连续，提高干燥效率。
本发明的技术方案为：一种常压低温喷雾干燥装置，由空气过滤器、气体冷却及除湿装置、送风机、气体加热器、干燥塔、旋风分离器串联组成，其中，所述的干燥塔顶部设有雾化装置和进气口，底部设有出料口，所述的雾化装置和进料泵相连。
所述的气体冷却及除湿装置由循环水冷却器、表面冷媒冷却器及转轮除湿机串联组成， 循环水冷却器入口与空气过滤器相连，转轮除湿机的出口和送风机相连。
使用所述的常压低温喷雾干燥装置的干燥方法，将待干燥的活性物质提取液泵入干燥塔中，经由雾化装置雾化后，在干燥塔内与进入的加至工作温度后的干空气进行质热交换，将水分蒸发成为干燥粉末，随气体进入旋风分离器中收集后进行包装。
所述的干空气的水分含量≤0.0054g/kg绝干空气，露点-10～5℃。
有益效果：
1、本发明将低温、常压两项技术融合为一体，保证了提取物的活性；而且由于不需要再真空或高压状态下即可达到低温，所以节省了设备的制作成本。
2、本发明的气体进入气体冷却及除湿装置中先经过水冷，再经过冷媒冷却，通过两级冷却后进入转轮除湿机将气体中的水分除掉，使气体露点达到-10~5℃，气体中的水分含量降低至0.0054g/kg(绝干空气)以下，这样可以有效提高气体承载水分的能力。
3、本发明空气过滤器一端从空气中获取新鲜空气，另一端与气体冷却及除湿装置连接，出来的气体经过送风机送入加热器中加热后直接进入干燥塔。干燥塔内气流为紊流，干燥效率干。可连续状态下生产，效率较高。
4、本发明的干燥塔的塔体便于清洗。
附图说明
图 1 常压低温喷雾干燥装置工艺流程简图。
图 2 冷却及除湿装置工艺流程简图
进料泵1、雾化装置2、气体加热器3、空气过滤器4、气体冷却及除湿装置5、送风机6、干燥塔7、旋风分离器8、引风机9、循环水冷却器10、表面冷媒冷却器11、转轮除湿机12。
具体实施方式
如图1所示，一种常压低温喷雾干燥装置，由空气过滤器4、气体冷却及除湿装置5、送风机6、气体加热器3、干燥塔7、旋风分离器8串联组成。其中，所述的干燥塔7顶部设有雾化装置2和进气口，底部设有出料口。所述的雾化装置2和进料泵1相连。空气过滤器4一端从空气中获取新鲜空气，另一端与气体冷却及除湿装置5连接，出来的气体经过送风机6送入气体加热器3中加热后直接进入干燥塔7；生物活性物质提取液经过进料泵1输送到雾化装置2中进行雾化，在干燥塔7内与加热后的气体进行质热交换，将水分蒸发，成为干燥粉末，随气体进入旋风分离器8，产品收集包装，气体由引风机9抽出放入空气中。在常压下实现低温喷雾干燥，气体冷却除湿后可达到- 10 ~ 5 ℃，低温连续化工艺，满足了生物活性物的干燥条件。
所述的空气过滤器可提供高效过滤，使得气体达到无菌的要求。
所述的气体冷却及除湿装置结构由循环水冷却器、表面冷媒冷却器及转轮除湿机串联组成。 循环水冷却器入口与空气过滤器相连，转轮除湿机的出口和送风机入口相连。所述的气体冷却及除湿装置，是先用水对气体初步冷却，再用冷媒对气体进行二次冷却，将气体温度降低露点相应降低，最后再进行转轮除湿，这样即可将气体中的水分除掉，从而提高气体对水分的承载能力。
所述的进料泵为高压泵，将提取液输送到雾化器内。
所述的气体由塔的底部出来进入旋风分离器，进行产品分离。
实施例1
通过实验测得以下数据：
对水提甘薯红色素进行常压低温喷雾干燥，
进风温度：60-80 ℃；出气温度：30-40 ℃；物料初温：11-16 ℃；
得干燥粉末含水量6-8%。
浓度1%下，测得原液色价为5，干燥后色价为4.78。
实例分析 2
对银杏叶提取物银杏黄酮进行常压低温喷雾干燥，
进风温度：40-70 ℃；出气温度：30-40 ℃；物料初温：11-16 ℃；
得干燥粉末含水量5-8%。
干燥前黄酮含量为25.7%，干燥后黄酮含量为24.1%。
Claims (4)
1.一种常压低温喷雾干燥装置，其特征在于，由空气过滤器（4）、气体冷却及除湿装置（5）、送风机（6）、气体加热器（3）、干燥塔（7）、旋风分离器（8）串联组成，其中，所述的干燥塔（7）顶部设有雾化装置（2）和进气口，底部设有出料口，所述的雾化装置（2）和进料泵（1）相连。
2.如权利要求1所述的常压低温喷雾干燥装置，其特征在于，所述的气体冷却及除湿装置（5）由循环水冷却器（10）、表面冷媒冷却器（11）及转轮除湿机（12）串联组成， 循环水冷却器（10）入口与空气过滤器（4）相连，转轮除湿机（12）的出口和送风机（6）相连。
3.使用权利要求1～2任一所述的常压低温喷雾干燥装置的干燥方法，其特征在于，将待干燥的活性物质提取液泵入干燥塔（7）中，经由雾化装置（2）雾化后，在干燥塔（7）内与进入的加至工作温度后的干空气进行质热交换，将水分蒸发成为干燥粉末，随气体进入旋风分离器（8）中收集后进行包装。
4.如权利要求3所述的使用常压低温喷雾干燥装置的干燥方法，其特征在于，所述的干空气的水分含量≤0.0054g/kg绝干空气，露点-10～5℃。
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