CN102989182A - 一种节能环保的喷雾干燥系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能环保的喷雾干燥系统，喷雾干燥室与旋风分离器连接，旋风分离器与热交换室连接，热交换室内设置有热交换管，冷凝水箱内设置有冷凝管，热交换管一端通过加热器与喷雾干燥室连接，热交换管另一端分别与冷凝管一端和溶剂回收罐连接，冷凝管另一端与热交换室底部连接，喷雾干燥室上部设置有喷嘴，下部与第二干燥成品收集箱连接，旋风分离器下部与第一干燥成品收集箱连接。本发明在隔热条件和密封条件理想的状态下，热量得到最大效率的利用，溶剂没有排放或损失。大大地节约了能源、保护了环境，同时也回收溶剂大大降低生产成本，并且避免使用外界空气，杜绝了产品的二次污染。

Description

一种节能环保的喷雾干燥系统

技术领域

    本发明涉及生化工程、分离工程和天然产物提取领域，更具体涉及一种节能环保的喷雾干燥系统，适用于生化工程上大规模的发酵液中目的成分提纯溶液的干燥、天然产物提取液干燥处理。

背景技术

目前在生化工程和天然产物提取领域，对于分离纯化后的提取液无论是直接沸煮干燥、真空加热干燥还是喷雾干燥，都是对溶液进行加热促进溶剂蒸发，加热所产生的溶剂蒸气和加热的空气一般直接排放到大气中去。由于排放的热空气和溶剂蒸气含有大量的热能，直接排放造成大量的能源浪费，此外，溶剂蒸气直接排放也引起大气环境污染；更有甚者，直接采用加热的空气进行喷雾干燥不符合食品药品健康要求，因为工业废气和汽车尾气导致空气污染严重，空气中重金属和二氧化硫等有害健康的微尘和气体往往超标，在喷雾干燥过程中会导致产品中重金属和硫含量增加（这称为二次污染，溶剂残留是提取过程中的第一次污染）。因此，回收利用排放的蒸气中的热能、阻断溶剂蒸气排放和采用纯净空气加热是喷雾干燥工艺中必须解决的首要问题。

发明内容

本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述不足，提供一种节能环保的喷雾干燥系统，对溶液喷雾加热后产生的溶剂蒸气和热空气进行回收循环至加热器再次加热后对溶液喷雾进行加热干燥；对溶液喷雾蒸发产生的溶剂蒸气进行冷却后回收溶剂；整个循环在封闭的系统中运行，达到能源最高效利用、溶剂蒸汽零排放和杜绝了传统喷雾干燥过程中产品二次污染。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：     

一种节能环保的喷雾干燥系统，包括冷凝水箱，还包括喷雾干燥室、旋风分离器、热交换室、加热器和溶剂回收罐，喷雾干燥室与旋风分离器连接，旋风分离器与热交换室连接，热交换室内设置有热交换管，冷凝水箱内设置有冷凝管，热交换管一端通过加热器与喷雾干燥室连接，热交换管另一端分别与冷凝管一端和溶剂回收罐连接，冷凝管另一端与热交换室底部连接，喷雾干燥室上部设置有喷嘴，下部与第二干燥成品收集箱连接，旋风分离器下部与第一干燥成品收集箱连接。

如上所述的喷雾干燥室通过高压气泵与旋风分离器连接。

如上所述的热交换室底部为斜面，冷凝管与热交换室底部斜面的上部连通。

如上所述的冷凝水箱的底部设置有冷水入口，冷凝水箱的顶部设置有热水出口。

如上所述的冷凝管和热交换管均为蛇形管。 

如上所述的喷雾干燥室下部与第二干燥成品收集箱为密封连接，旋风分离器下部与第一干燥成品收集箱为密封连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果： 

1、热量得到最大效率的利用，大大地节约能源。

2、避免溶剂排放或损失，回收溶剂，保护环境，降低成本。

3、避免使用外界空气，杜绝产品的二次污染。

4、增加产物回收率10-20%左右。

5、全自动操作，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图中：1-喷嘴； 2-喷雾干燥室；2-1-第一阀门；3-高压气泵；4-旋风分离器；4-1-第二阀门；5-第一干燥成品收集箱；6-热交换室；6-1-取料门；6-2-热交换管；7-加热器；8-第二干燥成品收集箱；9-冷凝水箱；9-1-冷凝管；10-溶剂回收罐，10-1-第三阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

实施例1

如图1所示，一种节能环保的喷雾干燥系统，包括冷凝水箱9，还包括喷雾干燥室2、旋风分离器4、热交换室6、加热器7和溶剂回收罐10，喷雾干燥室2与旋风分离器4连接，旋风分离器4与热交换室6连接，热交换室6内设置有热交换管6-2，冷凝水箱9内设置有冷凝管9-1，热交换管6-2一端通过加热器7与喷雾干燥室2连接，热交换管6-2另一端分别与冷凝管9-1一端和溶剂回收罐10连接，冷凝管9-1另一端与热交换室6底部连接，喷雾干燥室2上部设置有喷嘴1，下部与第二干燥成品收集箱8连接，旋风分离器4下部与第一干燥成品收集箱5连接。

喷雾干燥室2通过高压气泵3与旋风分离器4连接。

热交换室6底部为斜面，冷凝管9-1与热交换室6底部斜面的上部连通。

冷凝水箱9的底部设置有冷水入口，冷凝水箱9的顶部设置有热水出口。

冷凝管9-1和热交换管6-2均为蛇形管。 

喷雾干燥室2下部与第二干燥成品收集箱8为密封连接，旋风分离器4下部与第一干燥成品收集箱5为密封连接。

空气经过加热器7加热后变成高温气体进入喷雾干燥室2，由喷嘴1喷出雾状的溶液，这些雾状的溶液在高温空气中迅速干燥，溶液里的化学成分变成干燥的粉末落入第二干燥成品收集箱8中储存起来，溶液里的溶剂变成高温溶剂温蒸气，这些高温溶剂蒸汽和高温空气形成的混合气流一起在高压气泵3的推动下进入旋风分离器4，这些混合气流中剩余少量干燥粉末被旋风分离器进一步分离出来并收集到第一干燥成品收集箱5中储存起来，从旋风分离器4出来的混合气流仍然具有较高的温度，这些高温混合气流进入热交换室6将大部分热量传递给热交换管6-2里的低温气体，同时混合气流里的微量粉末进一步沉降在热交换室6底部，少量溶剂蒸气也会凝结并储存在热交换室6底部（干燥工作完成后，热交换室6底部有少量干燥粉末和少量冷凝溶剂形成的高浓度溶液，可打开取料门6-1进行收集），热交换室6里的混合气流放出一部分热量后进入冷凝水箱里9里的冷凝管，在冷凝管9-1中温度较高的溶剂蒸气迅速冷凝成液态溶剂并流入溶剂回收罐10中储存起来，剩余的低温混合气体再次进入热交换室6的热交换管6-2并吸取热交换室的热量后变成热气流，这些热气流进入加热器7后变成高温气体，这些高温气体再进入喷雾干燥室2，如此反复循环，使得整个系统中热量得到最大限度地回收利用，同时避免溶剂蒸气排放到大气中，而且避免连续使用外界空气，杜绝了产品的二次污染，喷雾干燥系统使用洁净的空气和溶剂蒸气循环使用，而不是用外界空气。

实施例2

材料：藤茶黄酮70%乙醇提取液。

先打开高压气泵3，再开启加热器7，待喷雾干燥室2里的空气温度达到200摄氏度时，喷嘴1开启，喷出雾状溶液，这些雾状的藤茶黄酮提取溶液迅速干燥，藤茶黄酮粉末落入第二干燥成品收集箱8中，乙醇溶液则汽化与热空气一起形成混合热气流，这些混合热气流中含有的尚未完全沉降的少量粉末在旋风分离器中得到进一步分离，并落入第一干燥成品收集箱5中，混合热气流从旋风分离器4出来进入热交换室将热量传递给温度较低的热交换管6-2内的气体；在热交换室6内，少量乙醇蒸气和水蒸气因降温而凝结成液态混合溶液储存在热交换室6底部；热交换室6内的降温的混合气流进入冷凝水箱9内的冷凝管9-1，并在冷凝管9-1内凝结成液态而收集到溶剂回收罐10中，剩余冷却的气流进入热交换室6，在热交换室6内被初步加热后进入加热器7再次加热成高温气流，这些高温气流再重复进入喷雾干燥室2，如此反复循环，直至藤茶黄酮提取液干燥完毕。收集的溶剂基本上仍旧是70%左右的乙醇，还可以用来再次提取藤茶黄酮。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种节能环保的喷雾干燥系统，包括冷凝水箱（9），其特征在于：还包括喷雾干燥室（2）、旋风分离器（4）、热交换室（6）、加热器（7）和溶剂回收罐（10），喷雾干燥室（2）与旋风分离器（4）连接，旋风分离器（4）与热交换室（6）连接，热交换室（6）内设置有热交换管（6-2），冷凝水箱（9）内设置有冷凝管（9-1），热交换管（6-2）一端通过加热器（7）与喷雾干燥室（2）连接，热交换管（6-2）另一端分别与冷凝管（9-1）一端和溶剂回收罐（10）连接，冷凝管（9-1）另一端与热交换室（6）底部连接，喷雾干燥室（2）上部设置有喷嘴（1），下部与第二干燥成品收集箱（8）连接，旋风分离器（4）下部与第一干燥成品收集箱（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种节能环保的喷雾干燥系统，其特征在于：所述的喷雾干燥室（2）通过高压气泵（3）与旋风分离器（4）连接。

3.根据权利要求1所述的一种节能环保的喷雾干燥系统，其特征在于：所述的热交换室（6）底部为斜面，冷凝管（9-1）与热交换室（6）底部斜面的上部连通。

4.根据权利要求1所述的一种节能环保的喷雾干燥系统，其特征在于：所述的冷凝水箱（9）的底部设置有冷水入口，冷凝水箱（9）的顶部设置有热水出口。

5.根据权利要求1所述的一种节能环保的喷雾干燥系统，其特征在于：所述的冷凝管（9-1）和热交换管（6-2）均为蛇形管。

6.根据权利要求1所述的一种节能环保的喷雾干燥系统，其特征在于：所述的喷雾干燥室（2）下部与第二干燥成品收集箱（8）为密封连接，旋风分离器（4）下部与第一干燥成品收集箱（5）为密封连接。

Images