CN111527362A - 喷雾干燥器系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于将液体干燥成粉末的喷雾干燥系统，包括：细长主体；在细长主体的相对的上端和下端处的闭合布置，以用于在细长主体内形成干燥室。所述闭合布置中的一个包括干燥气体入口，所述干燥气体入口用于将干燥气体引导至所述干燥室中。喷嘴组件支撑在闭合布置中的一个中。下端闭合布置包括用于收集在干燥室中的干燥粉末的粉末收集容器。粉末收集容器被配置成使得覆盖气体可以被引导到粉末收集容器的内部，以覆盖粉末收集室中的粉末，从而保护粉末免暴露于来自干燥室的干燥气体。

Description

喷雾干燥器系统和方法

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2017年10月27日递交的美国临时专利申请62/578,009的权益和于2018年4月16日递交的美国临时专利申请62/658,295的权益。所有前述申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明总体上涉及喷雾干燥器，并且更具体地，涉及用于将干燥液体喷成干燥粉末形式的设备和方法。

背景技术

喷雾干燥是众所周知且被广泛使用的过程，在该过程中，将液体浆料喷到干燥室中，将加热空气引入干燥室中，以将液体干燥成粉末。浆料通常包括液体(例如水)、成分(例如食物、调味剂或药物)和载体。在干燥过程中，将液体驱除，将封装在载体中的粉末形式的成分留下。喷雾干燥还用于生产不需要封装的粉末，例如各种食品、添加剂和化学药品。

喷雾干燥系统通常在结构上相对较大，其干燥塔可以达到几层的高度。不仅仪器本身是一笔巨大的资本投资，而且使用仪器的设施必须具有足够的尺寸和设计以容纳此类仪器。干燥介质的加热要求也可能很昂贵。

尽管期望使用静电喷嘴来产生带电颗粒，该带电颗粒有助于更快地干燥，但是由于这种喷雾干燥器系统的钢结构较大，所以带静电的液体可以以某种方式(特别是在意外接地)令系统的组件带电，其会阻碍电气控件的操作，并中断操作，导致排出未按规范干燥的、未带电的液体。

虽然已知由非金属材料形成静电喷雾干燥器的干燥室，以更好地使系统与带电液体绝缘，但是颗粒可以粘附并堆积在干燥室的壁上，这需要耗时清理工作，这会中断系统的使用。而且，加热干燥室内的空气的气氛中，非常细的干燥粉会由于意外的火花或静电喷嘴或系统的其他组件的故障，而产生危险的爆炸情况。

这种喷雾干燥器系统还必须可操作用于喷出干燥的、不同形式的液体浆料。例如，在调味剂工业中，可能有必要在一次运行中使用柑橘调味剂成分来运行系统，而在下一次操作中使用咖啡调味剂成分。附着在干燥室壁上的残留调味剂材料会污染后续加工产品的味道。当然，在制药领域，必须确保连续运行的药物不被交叉污染。

现有的喷雾干燥器系统还缺乏简易多功能性。有时，需要运行较小批次的产品来进行干燥，而无需使用整个大型干燥系统。对于特定的应用，还可能希望改变将材料喷入和干燥到系统中的方式。在其他过程中，仍然可能希望细颗粒在干燥过程中凝聚，以更便于最终使用，例如更快速地溶解到与之一起使用的液体中。然而，现有的喷雾器还没有使其本身容易改变，以适应这种加工要求的变化。

喷雾干燥器还趋于产生非常细的颗粒，这些颗粒可以在空气中残留在离开干燥器系统的干燥气体中，并且必须从离开系统的气体中过滤掉。此类细颗粒物质会迅速堵塞过滤器，从而阻碍干燥器的有效运行，并需要频繁清洁过滤器。现有的喷雾干燥器还通常使用复杂的旋风分离器和过滤器布置，来去除空气中的颗粒物质。这样的仪器是昂贵的并且需要昂贵的维护和清洁。

喷雾干燥器系统的另一个问题是干燥过程完成后可能对成品造成损坏。特别是，如果将成品暴露于含水分的过程气体、过热或氧气中，则可能会对成品造成损坏。例如，某些喷雾干燥的产品非常易吸水，并且如果将产品长时间暴露在含水分的干燥器排气流中，则在喷雾干燥过程完成后，其可能会重新吸收水分。蒸发冷却可保护喷雾干燥的产品免受喷雾干燥过程中暴露于热所带来的损害，但某些喷雾干燥的产品只能在其开始变性或以其他方式降解之前，在短时间内耐受高温。因此，长时间暴露于加热的排气流会导致产品损坏。此外，某些产品在干燥过程完成后如果暴露于氧气中也会氧化。

喷雾干燥器系统的另一个问题是干燥过程完成后可能对成品造成损坏。特别是，如果将成品暴露于含水分的过程气体、过热或氧气中，则可能会对成品造成损坏。例如，某些喷雾干燥的产品非常易吸水，并且如果将产品长时间暴露在含水分的干燥器排气流中，则在喷雾干燥过程完成后，其可能会重新吸收水分。蒸发冷却可保护喷雾干燥的产品免受喷雾干燥过程中暴露于热所带来的损害，但某些喷雾干燥的产品只能在其开始变性或以其他方式降解之前，在短时间内耐受高温。因此，长时间暴露于加热的排气流会导致产品损坏。此外，某些产品在干燥过程完成后如果暴露于氧气中也会氧化。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种喷雾干燥器系统，其适于更有效和通用的操作。

另一个目的是提供一种如上特征的静电喷雾干燥器系统，该静电喷雾干燥器系统的尺寸相对较小并且操作更可靠。

另一个目的是提供一种静电喷雾干燥器系统，其高度相对较短，并且可以在没有特殊建筑物或天花板要求的位置中安装和操作。

另一个目的是提供一种前述类型的静电喷雾干燥器系统，该系统可有效地喷雾干燥不同批次的产品，而不会发生交叉污染。

另一个目的是提供上述种类的静电喷雾干燥器系统，该系统在尺寸和加工技术上都可容易改进用于特定的干燥应用。

另一个目的是提供一种静电喷雾干燥器系统，该系统可操作用于以以下方式来干燥粉末：使细颗粒凝聚成更便于随后使用的形式。

另一个目的是提供一种静电喷雾干燥器系统，该系统可在较少加热需求下有效地操作并因此更经济。一个相关的目的是提供该种类型的喷雾干燥系统，该系统可操作以有效地干燥温度敏感化合物。

另一个目的是提供一种模块化的静电喷雾干燥器系统，其中，可以针对不同容量的干燥要求选择性地使用模块，并且其可以在不闭合喷雾干燥器系统的操作的情况下，对其本身进行维修、保养和模块更换。

另一个目的是提供一种上述类型的静电喷雾干燥器系统，该系统不易受到电气故障和细粉末以及系统干燥室内的加热气氛的危险爆炸的影响。一个相关的目的是提供一种用于这种喷雾干燥器系统的控制件，该控制件有效用于监控和控制系统的可能的电气故障。

另一个目的是提供这种类型的喷雾干燥器系统，其具有过滤器系统，该过滤器系统用于更高效和更有效地从离开干燥器的干燥气体中去除空气中的颗粒物质，并且维护要求较低。

另一个目的是提供一种如上特征的喷雾干燥器系统，其中，干燥气体过滤器系统包括用于自动且更有效地去除颗粒物质在过滤器上的积累的装置。

另一个目的是提供一种这样的静电喷雾干燥器系统，该系统的结构相对简单，并且使其适于经济制造。

另一个目的是提供一种喷雾干燥器系统，其保护成品免受损坏。

通过阅读以下详细描述并参考附图，本发明的其他目的和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是所示的喷雾干燥器系统的粉末处理塔的侧视图；

图2是图1所示的粉末处理塔的垂直截面图；

图3是所示粉末处理塔的分解透视图；

图3A是可与所示的粉末处理塔一起使用的未组装的柔性不可渗透衬里的平面图；

图3B是衬里的替代实施例的平面图，该衬里相似于图A1所示但由可渗透过滤材料制成；

图3C是衬里的另一替代实施例的平面图，在这种情况下，衬里的一部分由不可渗透材料制成，一部分由可渗透过滤材料制成，其可用在所示的粉末处理塔；

图3D是衬里的另一替代实施例的平面图，在这种情况下，衬里由不可渗透的非导电刚性材料制成，其可用在所示的粉末处理塔；

图4是所示的粉末处理塔的顶帽或盖的放大俯视图，其中，静电喷嘴居中支撑在其中；

图5是图4所示的顶帽和喷嘴组件的侧视图；

图6是所示的静电喷嘴组件的放大的垂直截面；

图7是所示的静电喷嘴组件的喷嘴支撑头的放大断裂截面图；

图8是所示的静电喷嘴组件的排放端的放大局部截面图；

图8A是类似于图8的局部截面图，其显示了喷嘴组件，其中，排放喷雾尖端被改变，以便于喷出更多粘性液体；

图9是沿图8中的9-9线截取的所示静电喷嘴组件的横截面；

图10是所示的粉末处理塔的粉末收集锥和过滤元件壳体的放大局部截面图；

图10A是图10所示的粉末收集锥和过滤元件壳体的分解透视图；

图11是用在所示粉末处理塔的过滤元件壳体的替代实施例的局部截面侧视图；

图11A是图11所示的过滤器壳体的过滤器之一的放大局部截面图，其显示了其反向气体脉冲过滤器清洁装置处于不工作状态；

图11B是类似于图11A的放大局部截面图，其显示了其反向气体脉冲空气过滤器清洁装置处于工作状态；

图12是过滤元件壳体和粉末收集室的替代实施例的侧视图；

图12A是图12所示的过滤元件壳体和粉末收集室的俯视图；

图12B是图12所示的过滤元件壳体和粉末收集室的局部放大分解图；

图12C是图12中所示的过滤元件壳体和相关的上游空气方向气室的分解透视图；

图13是局部截面图，其显示了紧固布置，紧固布置用于将顶盖固定到带有相关联的上衬里支座环组件的干燥室；

图13A是类似于图12的局部截面图，但显示了紧固布置，紧固布置用于将干燥室固定到带有相关联的底衬里支座环组件的粉末收集锥；

图14是所示紧固件之一的放大局部图；

图15是示出的喷雾干燥器系统的示意图；

图15A是喷雾干燥器的替代实施例的示意图，该喷雾干燥器可操作用于将熔融流股喷雾冷却成固化颗粒；

图16是局部截面图，其显示了用于所示喷雾干燥系统的流体供应泵及其相关的驱动电动机；

图16A是示出的流体供应泵的垂直截面图，该流体供应泵支撑在外部非导电壳体内；

图17是示出的绝缘衬里及其支座环支撑组件的放大俯视图；

图18是类似于图17的放大俯视图，但显示了支撑较小直径的绝缘衬里的支座环组件；

图19是所示的粉末处理塔的顶帽的放大侧视图，该粉末支撑塔支撑多个静电喷嘴组件；

图20是图19所示的顶帽的俯视图；

图21是示出的粉末处理塔的垂直截面图，其被改进为在其干燥室的底部附近、将静电喷嘴居中支撑，以沿喷出液体的向上方向进行干燥；

图22是图21所示的静电喷嘴组件的底部安装支撑件的示意性侧视图；

图23是图22所示的静电喷嘴组件和底部安装支撑件的俯视图；

图24是图22和图23所示的用于喷嘴底部安装支撑件的支撑杆之一的放大截面图；

图25是显示所示的粉末干燥系统的替代配置的图；

图25A是喷雾干燥器系统的替代实施例的示意图，其中，将新鲜的氮气引入系统的气体再循环管线中；

图25B是喷雾干燥器系统的另一替代实施例的示意图，该喷雾干燥器系统利用旋风分离器/滤袋组件，以从再循环干燥气流中过滤颗粒物质；

图25C是类似于图25B的替代实施例，并且将在旋风分离器中分离出的干燥细颗粒重新引入干燥室中；

图25D是喷雾干燥器系统的另一替代实施例，其具有多个流化床过滤器，以用于从再循环干燥气体中过滤出颗粒物质；

图26是根据本公开的用在静电喷雾干燥器系统中的、操作电压发生器故障恢复方法的方法的流程图；

图27是根据本公开的用在静电喷雾干燥器系统中的、调制静电喷嘴中的脉冲宽度的方法的流程图；

图28是具有多个粉末处理塔的模块化喷雾干燥器系统的俯视图图解描述；

图29是图28所示的模块化喷雾干燥器系统的前视平面图；以及

图30是类似于图28的模块化喷雾干燥器系统的俯视图，但是具有附加的粉末处理塔。

图31是粉末收集系统的替代实施例的侧视图。

图32是图31的粉末收集系统的收集容器的放大截面图。

图33是用于图31和图32的粉末收集系统的毯式气体供应系统的示意图。

图34是喷雾干燥器的替代实施例的示意图，该喷雾干燥器可操作用于将熔融流股喷雾冷却成固化颗粒；

图35是图34的喷雾干燥器系统的脉冲式喷嘴组件的放大截面图。

尽管本发明可以进行各种修改和替代构造，但是其某些说明性实施例已经显示在附图中并且将在下面进行详细描述。然而，应当理解，无意将本发明限制为所公开的特定形式，而是相反，其意图是涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、替代构造以及等同物。

具体实施方式

现在更具体地参考附图，显示了根据本发明的示例性喷雾干燥系统10，其包括处理塔11，该处理塔11包括呈直立圆柱形结构形式的干燥室12；用于干燥室12的、以盖或盖件14形式的顶部闭合布置，其具有加热空气入口15和液体喷嘴组件16；以及底部闭合布置，其以支撑在干燥室12的底部的粉末收集锥18的形式；供粉末收集锥18延伸穿过的过滤元件壳体19，其具有加热空气排出口20和底部粉末收集室21。干燥室12、收集锥18、过滤元件壳体19和粉末收集室21全部优选地由不锈钢制成。顶盖14优选地由塑料或其他非导电材料制成，并且在这种情况下，居中地支撑喷嘴组件16。所示的加热空气入口15定向成用于沿切向旋动方向，将加热空气引导至干燥室12中。框架24以直立状态支撑处理塔11。

根据该实施例的重要方面，如图6至图9最佳描述，喷嘴组件16是加压空气辅助的静电喷嘴组件，其用于将带静电的颗粒的喷雾引导到干燥室12中，以将液体浆料快速有效地干燥成所需的粉末形式。所示的喷嘴组件16(其可以是国际申请PCT/US2014/056728中公开的类型)包括喷嘴支撑头部31，从头部31向下游延伸的细长的喷嘴筒或主体32，以及在细长喷嘴主体32的下游端处的排放喷雾尖端组件34。在这种情况下，头部31由塑料或其他非导电材料制成，并且形成有径向液体入口通道36，该径向液体入口通道36接收液体入口配件38并与液体入口配件38连通，以联接至供应管线131，供应管线131与液体供应连通。可以理解，供应液体可以是可以被干燥成粉末形式的多种浆料或类似液体中的任何一种，其包括具有溶剂(例如水)、期望成分(例如调味剂、食物、药物等)，以及载体的液体浆料，以使得在干燥成粉末形式后，所需成分被封装在载体内，如本领域所已知的。也可以使用其他形式的浆液，包括不包含载体或需要封装干燥产品的液体。

在这种情况下，喷嘴支撑头部31在所述液体入口通道36的下游还形成有径向加压空气雾化入口通道39，该径向加压空气雾化入口通道39接收空气入口配件40并与空气入口配件40连通，空气入口配件40联接至合适的加压气体供应源。头部31还具有在液体入口通道36上游的径向通道41，该径向通道41接收用于固定高压电缆44的配件42，高压电缆44连接至高压源，并且具有端部44a，端部44a以与电极48邻接式电接触的方式延伸到通道41中，电极48轴向地支撑在头部31内，并且在液体入口通道36的下游延伸。

为了使液体能够通过头部31，电极48形成有内部轴向通道49，该内部轴向通道49与液体入口通道36连通并通过电极48向下游延伸。电极48形成有多个径向通道50，多个径向通道50在液体入口通道36和内部轴向通道49之间连通。所示的电极48具有向下游向外延伸的径向毂51，该径向毂51装配在头部31的沉孔内，并且在其之间插入有密封O形环52。

细长主体32呈由塑料或其他合适的非导电材料制成的外部圆柱形主体构件55的形式，其上游端55a螺纹接合在头部31的螺纹孔内，其具有插入在圆柱形主体构件55和头部31之间的密封O形环56。由不锈钢或其他导电金属制成的液体进料管58轴向延伸通过外部圆柱形主体构件55，以限定液体流动通道59，液体流动通道59用于在轴向电极液体通道49和排放喷雾尖端组件34之间传递液体，并限定环形雾化空气通道60，环形雾化空气通道60在液体进料管58和外部圆柱形主体构件55之间。液体进料管58的上游端突出于外部圆柱形喷嘴主体55的螺纹入口端55a上方，液体进料管58的上游端以导电关系装配在电极毂51中的向下开口的圆柱形孔65内。在电极48由高压电缆44充电的情况下，可以看出，在其沿细长喷嘴主体32的整个长度，行进穿过电极通道49和液体进料管58的过程中，进料到入口通道36的液体将被带电。在这种情况下，加压气体绕着液体进料管58的上游端、通过径向空气入口通道39连通，然后，进入液体进料管58和外部圆柱形主体构件55之间的环形空气通道60。

液体进料管58设置成与电极48处于电接触关系，以便在液体从头部31通过并且穿过细长的喷嘴主体构件32到排放喷雾尖端组件34的整个过程中，有效的令液体带电。为此，排放喷雾尖端组件34包括喷嘴尖端70，该喷嘴尖端具有相对于液体进料管58的下游端围绕的上游圆柱形部分71，在它们之间插入有密封O形环72。喷嘴尖端70包括向内渐缩或锥形的中间部分74和下游圆柱形鼻部分76，其限定了圆柱形流动通道75和喷嘴尖端70的液体排放孔78。在这种情况下，喷嘴尖端70具有从上游圆柱形部分71向外延伸的、分段的径向保持凸缘78，其限定了多个空气通道77，这将变得显而易见。

为了将液体从进料管58引导到喷嘴尖端70中并通过喷嘴尖端70，同时在引导液体通过喷嘴尖端70时继续对液体进行静电式充电，将导电销单元80以与进料管58的下游端处于邻接的导电关系而支撑在喷嘴尖端70内。在这种情况下，销单元80包括上游圆柱形毂部分81，该上游圆柱形毂部分81形成有下游锥形壁部分82，该下游锥形壁部分82支撑在喷嘴尖端70的中间锥形部分74内。圆柱形毂部分81形成有多个在圆周方向上间隔开的径向液体流动通道83(图8)，其在液体进料管58和圆柱形喷嘴尖端通道部分75之间连通。可以看到，当导电销单元80被安置在喷嘴尖端70内时，导电销单元80以邻接关系物理地支撑在液体进料管58的下游端。

为了使电荷集中在从喷嘴尖端排出的液体上，销单元80具有向下延伸的中心电极销84，该中心电极销以与喷嘴尖端通道75同心的方式支撑，使得液体排出孔78围绕电极销84环形地设置。电极销84具有逐渐变细的尖端，该尖端延伸超过环形喷嘴尖端排放孔78一定距离，例如在大约1/4英寸与1/2英寸之间。当液体离开喷嘴尖端70，液体围绕突出电极销84的接触增加进一步增强了电荷在排出液体上的集中，从而增强了液体颗粒的分解和分布。

可替代地，如图8A所示，当喷射更多粘性液体时，排放喷雾尖端组件34可以具有毂部分81(类似于上述)，但是没有向下延伸的中心电极销84。该布置使较粘稠的液体更自由地通过喷嘴尖端，而对排出液体的静电荷仍会增强液体分解，从而更有效地干燥这种粘稠的液体。

排放喷雾尖端组件34还包括围绕喷嘴尖端70设置的空气帽或气帽90，其限定围绕喷嘴尖端70的环形雾化空气通道91，并保持喷嘴尖端70、销单元80和液体进料管58处于组装成彼此导电关系。在这种情况下，气帽90在喷嘴尖端70的下游端周围限定锥形加压空气流通道部分91a，其经由喷嘴尖端保持凸缘78中的周向间隔的空气通道77，与液体进料管58和外部圆柱形主体构件55之间的环形空气通道60连通，以用于引导加压的空气或气体排放流通过喷嘴尖端鼻部76周围的环形排放孔93，并从喷嘴尖端液体排放孔78排放液体。为了使喷嘴的内部组件保持组装关系，气帽90具有围绕外部圆柱构件55的下游外螺纹端螺纹接合的上游圆柱端95。气帽90具有接收并支撑喷嘴尖端70的分段径向凸缘78的沉孔96，以支撑喷嘴尖端70，并且因此支撑与上游电极48处于导电关系的销单元80和液体进料管58。

喷嘴组件16可操作，以用于将带静电的液体颗粒的喷雾排放到干燥室12中。实际上，已经发现，所示的静电喷嘴组件16可以被操作，以产生极细的颗粒状液滴，例如液滴直径约70微米量级。显而易见的是，由于从加热空气入口15和空气辅助喷嘴组件16引入到干燥室中的这种细小的液体喷雾颗粒和加热的干燥气体的分解和排斥性质，使得液体颗粒易于快速有效地干燥成细颗粒形式。应当理解，尽管已经发现所示的静电喷嘴组件16具有与本发明有关的特定用途，但是可以使用其他静电喷嘴和系统，包括已知类型的静电液压旋转喷嘴和大容量低压静电喷雾。

根据本实施例的另一个重要特征，干燥室12具有内部非金属绝缘衬里100，该内部非金属绝缘衬里100与干燥室12的内壁表面12a同心地间隔设置，来自喷嘴组件16的带静电的液体喷雾颗粒排放到其中。如图2中所示，衬里的直径d小于干燥室12的内径d1，以便提供与干燥室12的外壁表面12a的绝缘空气间隔101，绝缘空气间隔101优选至少约2英寸(约5cm)，但是可以使用其他尺寸。在该实施例中，衬里100是非结构的，优选地由不可渗透的柔性塑料材料100a制成(图3和图3A)。可替代地，如将显而易见的，其可以由刚性的非渗透性非导电材料100c(图3D)、渗透性过滤材料100b(图3B)、或部分由非渗透性材料100a并且部分由可渗透性过滤材料100b(图3C)制成。

根据本实施例的另一方面，处理塔11具有快速断开的组装结构，该结构便于将环形衬里100以电绝缘的关系组装和安装到干燥室12的外壁。因此，环形绝缘衬里100的相对两端分别由上、下支座环组件104(图1、图3、图13、图13A、图14和图17)支撑。在这种情况下，每个环组件104包括内部圆柱形支座环105，衬里100的一端附接到该支座环105，以及多个沿周向隔开的不导电的聚丙烯或其他塑料的支座螺柱106，这些螺柱相对于支座环105以径向向外延伸关系固定。在所示的实施例中，衬里100的上端折叠在上环组件104的支座环105的顶部上方，并通过定位在衬里100和支座环105(图13)的折叠端上方的环形的U形橡胶垫圈108固定其上。衬里100的下端类似地设计成围绕下环组件104的支座环105的底部，并通过类似的橡胶垫圈108(图13)固定其上。类似的橡胶垫圈108也支撑在环组件104的圆柱形支座环105的相对内端上，以保护衬里100不受支座环105的暴露边缘的损坏。

为了将每个支座环组件104固定在干燥室12内，将相应的安装环110例如通过焊接固定到干燥室12的外侧。不锈钢安装螺钉111延伸穿过安装环110和干燥室12的外壁中的对准孔，以用于与绝缘的支座螺柱106螺纹接合。在这种情况下，橡胶O形环112设置在每个支座螺柱106的端部周围，从而用于密封干燥室12的内壁，每个保持螺钉111的头部周围设有氯丁橡胶粘结的密封垫圈114。

为了将干燥室顶盖件14相对于上支座环组件104以密封关系固定在干燥室12上，将环形阵列120(图1和图2)隔开的可释放的闩锁组件121固定到安装环110(图13至图14)上的支座螺柱106中间的周向间隔位置。闩锁组件121可以是已知类型的，其具有向上延伸的拉钩122，该拉钩122可以定位在盖件14的顶部边缘并随着闩锁臂124向下枢转运动到闩锁位置而被拉入锁定位置，以使顶盖件14保持在围绕支座环105的上边缘的U形垫圈108上，并且将类似的大直径环形的U形垫圈126保持在圆柱形干燥室12的上边缘周围。通过闩锁钩124的反向枢转运动可以容易将闩锁组件121解锁，以使得拉钩122上下运动，以在必要时允许去除顶盖件14。闩锁组件121的类似的环形阵列120a设置在邻近干燥室12的底部的安装环110周围，在这种情况下，其具有向下定位的拉钩124，这些拉钩124与收集锥18的向外延伸的凸缘129处于叠置关系，以用于围绕支座环105的底部边缘和干燥室12的底部圆柱形边缘，将收集锥18的凸缘129保持与橡胶垫圈108、126处于密封关系(图13A)。应当理解，对于特定的应用，衬里100、O形环和其他密封垫圈108、126可以由或可以不由符合FDA的材料制成。

在静电喷嘴组件16的操作过程中，从液体供应装置向静电喷嘴组件16供应的液体(在这种情况下，该液体供应装置是如图15所示的储液罐130)由静电喷嘴组件16引导进入由环形衬里100限定的有效干燥区域127。液体经由泵132通过连接到喷嘴组件16的液体入口配件38的液体供应或输送管线131，从液体供应储罐130进行供应，其优选为蠕动计量泵，其具有可以以常规方式操作的液体引导辊系统。如图16A所示，在这种情况下，蠕动计量泵132包括在塑料泵壳体37内的三个塑料电绝缘的泵辊33。在这种情况下，液体供应或输送管线131是电屏蔽管，并且不锈钢钢制干燥室12优选地通过批准的接地线穿过支撑框架24接地，不锈钢钢制干燥室12通过金属与金属接触而固定到支撑框架24上。

电子控制器133可操作地连接至静电喷雾干燥器系统的各种致动器和电气或电子装置，例如电动机134、泵132、液体喷嘴组件16、向高压电缆44和其他提供电压的电压发生器，并且电子控制器133进行操作以控制它们的操作。虽然示出了单个控制器，但是应当理解，可以使用包括一个以上控制器的分布式控制器布置。如图所示，控制器133能够响应于程序(例如可编程逻辑控制器)进行操作。为了清楚起见，在图15中省略了控制器133与系统的各种其他部件之间的各种可操作连接。

根据本实施例的另一方面，泵132由电动机134(图16)操作，电动机134设置成与泵132电绝缘，以及液体供应管线131将泵132联接到喷嘴组件16，以用于防止由喷嘴组件16带静电的液体令电动机134带电。为此，驱动电动机134的输出轴135通过非导电驱动部分138(例如其由刚性尼龙制成)联接到泵头驱动轴136，其将泵132与电驱动电动机134绝缘。所示实施例中的非导电驱动部分138具有大约1.5英寸(大约3.8cm)的直径和大约5英寸(约12.7cm)的轴向长度。在这种情况下，电动机驱动轴135承载通过螺钉141固定至非导电驱动部分138的附接板139。泵头驱动轴136类似地承载由螺钉141固定至非导电驱动部分138的另一端的附接板140。

静电电压发生器222经由电线224电连接到喷嘴组件16，以提供使喷雾的液滴带静电的电压。在所示的实施例中，电线224包括可变电阻器元件226，该可变电阻器元件是可选的，并且可以手动或自动调节，以控制提供给喷嘴组件16的电压和电流。可选接地线228也电连接在液体供应线131和地面232之间。接地线228包括可变电阻器230，可变电阻器230可以手动或自动地调节，以控制流体中存在的电压。在所示的实施例中，将接地线放置在泵132之前，以控制提供给系统的流体的带电状态。该系统还可以包括将流体的带电状态传送到控制器133的传感器，使得该系统可以通过控制可变接地电阻器230的电阻，来自动监控并选择性地控制液体的带电状态，以从系统中的液体管线中排出电荷。

在这种情况下，也适当接地的驱动电动机134被支撑在不导电的塑料电动机安装壳体144内。所示的储液罐130被支撑在液位计145上，以能够监控罐130中的液体量，以及储液罐130的底面和液位计145之间设置有电绝缘屏障146。应当理解，代替蠕动泵132，可以使用塑料压力桶和其他类型的泵和液体输送系统，其可以与其电气操作系统电绝缘。

在这种情况下，被引导到喷嘴组件16的雾化空气入口配件18的加压气体来自大量的(bulk)氮气供应源150，该氮气供应源150经由气体供应管线151(图15)与喷嘴组件16的雾化空气入口配件18连通。气体加热器152设置在供应管线151中，以用于使干燥的惰性氮气以受控的温度和压力被供应至喷嘴组件16。应当理解，尽管在本实施例中将氮气描述为雾化气体，但是只要干燥室内的氧气水平保持在某个水平之下，就可以使用其他惰性气体，或者可以使用其他带有空气的气体，所述的某个水平会在干燥室内产生干燥粉末颗粒的燃烧气氛，而干燥系统的静电喷嘴组件或其他电子控制元件的火花或其他电气故障可将其点燃。

根据本实施例的另一个重要方面，作为喷雾到干燥室12中的液体的雾化事件，将被供应到喷嘴组件16并被引导到干燥室12中的加热的氮气雾化气体作为干燥介质而连续地再循环流过干燥室12。如将进一步参考图15所理解的，从干燥气体入口15和喷嘴组件16两者引入干燥室12中的干燥气体将沿干燥室12的长度循环，从而有效地将喷雾到干燥室12中的带静电液体颗粒干燥成为粉末形式。干燥的粉末将通过粉末收集锥18迁移到粉末收集室21中，在此处，可以通过适当的方式(手动或通过其他自动方式)将其除去。

如在图10和图10A中最佳示出，所示的粉末收集锥18具有上部圆柱形部分155，向内渐缩的锥形中间部分156和下部圆柱形粉末输送部分158，下部圆柱形粉末输送部分158在中心延伸穿过过滤元件壳体19，以用于将干燥的粉末引导到粉末收集室21。在这种情况下，过滤元件外壳19具有一对垂直堆叠的环形HEPA过滤器160，该过滤器以围绕且向外隔开的关系安装到粉末收集锥18的下部分。所示的粉末收集锥18具有在其端部的中间、向外延伸的径向凸缘161，该径向凸缘161位于过滤元件壳体19中的上部过滤器160上方，并且在径向凸缘161和过滤元件壳体19之间插入有环形密封件162。尽管大部分干燥粉末将通过收集锥18向下落入粉末收集室19中，当干燥气体在粉末收集锥18的底部周围向上迁移，然后通过HEPA过滤器160向外迁移时，只有最细颗粒将保持夹带在干燥气体中，该HEPA过滤器160在通过过滤器壳体19的排气出口20排出之前，限制并过滤出细粉末。

可替代地，如图11、图11A和图11B所描述的，可以使用过滤元件壳体19a，该过滤元件壳体19a包括多个周向间隔开的圆柱形过滤器160a，该圆柱形过滤器160a从壳体19a的中间横向支撑板163以垂直关系安装。带有从收集锥18导向进入下部收集室的粉末颗粒的潜在气体横向地通过过滤器160a流入横向支撑板163上方的过滤元件壳体19a中的公共排气室164，以通过出口20a与颗粒连通，颗粒被过滤器160a限制在气流之外。为了周期性地清洁过滤器160a，过滤器160a中的每一个具有各自的反向脉冲空气过滤器清洁装置167，其类型在美国专利8,876,928中公开，该专利转让给与本申请相同的申请人，该专利的公开内容通过引用并入本文中。每个反向脉冲空气过滤器清洁装置167具有用于联接到脉冲空气供应源的相应的气体供应管线167a。

如图11A和图11B所示，示出了反向脉冲空气过滤器清洁装置21，每一者包括反向脉冲式喷嘴240，该反向脉冲式喷嘴240具有在排气室164的上壁中的气体入口241，该气体入口由环形保持器242固定，用于连接到与加压气体源(例如氮气)联接的压缩气体供应管线167a。喷嘴240具有圆柱形的闭合的底部结构，该结构限定了中空的内部空气通道244，该内部空气通道244从入口241延伸穿过排气室164，并且基本上是过滤器160a的长度。喷嘴240在排气室164内的部分中形成有多个相对较大直径的排放孔246，并且在过滤器160a内的喷嘴240的长度上具有多个较小尺寸的空气排放孔248。

为了在反向脉冲式喷嘴240的操作期间中断过程气体从过滤元件壳体19a流动到排气室164，在反向脉冲式喷嘴160a上方设置有环形的排气口截止柱塞249，以用于在排气口打开和闭合位置之间、在排气室164内部轴向移动。为了控制柱塞249的运动，底部开口柱塞缸250安装成与排气室164的上壁成密封关系。所示的柱塞249包括具有上部较小直径的环形密封和导向凸缘252，其具有适于与缸250的内部滑动密封接合的外周边；以及具有下部较大直径的阀头254，其设置在缸250的下部终端下方，以用于与板163中的排气口253密封接合。柱塞249优选地由弹性材料制成：上方的密封和导向凸缘252和下方的阀头254具有向下的锥形或杯形配置。

如图3所示，柱塞249被设置成用于沿着反向脉冲式喷嘴240作有限的轴向运动，并且通过绕反向脉冲式喷嘴240的外周边固定的螺旋弹簧256而被偏压到常开或缩回位置。在阀柱塞249偏置到该位置的情况下，过程气体从过滤元件壳体19a通过过滤器160a、排气口253流入排气室164。

在反向脉冲气体清洁循环期间，压缩气体的脉冲从入口管线167a被引导通过反向脉冲式喷嘴240。当压缩气体行进通过喷嘴160a时，首先其通过较大直径或柱塞致动孔246进入柱塞密封和导向凸缘252上方的柱塞缸250，然后通过较小的反向脉冲式喷嘴孔248。由于较大孔249提供了较小阻力的路径，因此气体首先流入柱塞缸250，并且随着柱塞缸250中的压力增加，克服弹簧256的偏压力向下推动柱塞249。最终，压力增大到一个点，在该点，它克服了弹簧256的力，并迫使柱塞249向下推向排气口253，从而暂时将其密封。在柱塞249密封排气口253之后，外柱塞缸250中的压缩气体不能再使柱塞249移位，并且柱塞缸250中的气压增加到一个点，在该点，压缩气体被迫通过较小的喷嘴孔248，并紧靠过滤器160a，以使堆积的颗粒物质在其外表面周围散开。

在反向的压缩空气脉冲和在过滤器160a上积累的颗粒移走之后，压力将在柱塞缸250内耗散到一定程度，以使其不再抵消弹簧256。然后，柱塞249将在弹簧256的力下向上移动到其缩回或静止位置，打开排气口253，以使干燥器继续操作。

图12至图12B描绘了排气过滤元件壳体270和可安装在干燥室12的下端上的粉末收集室271的又一替代实施例。在这种情况下，上部粉末方向气室272可安装在细长干燥室12的下侧，过滤元件壳体270包括多个竖直定向的圆柱形过滤器274，并且设置在粉末方向气室272的下方，粉末方向锥体275联接至过滤元件壳体270的下侧，并且粉末收集室271支撑在粉末方向锥体275的下侧。

所示的粉末方向气室272包括圆柱形壳体壁289，该圆柱形壳体壁289可密封地安装至干燥室12的下侧，并具有开放的上端，以用于接收来自干燥室12和干燥区127的干燥气体和粉末。粉末方向气室272中容纳有向下开口的锥形配置的排气室281，排气室281在其下侧上限定排气腔室282(图12B)，并且在其上侧将来自干燥室12的干燥气体和粉末围绕锥形排气室281的外周边向下和向外引导。

过滤元件壳体270包括：外部圆柱形壳体壁284，该外部圆柱形壳体壁284通过环形密封件285以密封关系安装到粉末方向气室272的底部外围边缘；以及内部圆柱形过滤器护罩286，该内部圆柱形过滤器护罩286通过环形密封件288以密封关系安装到锥形排气室281的底部外围边缘。锥形排气室281和内部圆柱形过滤器护罩286通过多个径向支撑件290(图12A)被支撑在气体引导气室272和过滤元件外壳270的外部圆柱形壳体壁289内，从而限定了在锥形排气室281的底部周边连通的空气通道291以及在内部圆柱形过滤器护罩286与外部圆柱形壳体壁284之间的环形气体通道292，使得通过粉末方向气室272的气体和粉末被锥形排气室281围绕过滤元件护罩281向外引导到下面的粉末方向圆锥275和收集室271。

在这种情况下，圆柱形过滤器274以依赖关系被支撑到圆形支撑板295，圆形支撑板295固定地设置在向下开口的锥形排气室281的下侧下方。在这种情况下，圆形过滤器支撑板295以略微凹陷的关系安装到圆柱形护罩286的上周边，并且限定了排气腔室282的下壁。所示的圆柱形过滤器274中的每一个呈筒形形式，其包括圆柱形过滤元件296、上部圆柱形筒形保持板298、底端帽和密封板299，其具有插入的环形密封元件300、301、302。为了将过滤器筒以组装关系固定，上部筒形保持板298具有U形支撑构件304，其带螺纹的下端螺柱305可以通过底端帽299中的中心孔定位，其由螺母306固定，在它们之间插入有O形环密封环308。每个过滤器筒的上部保持板298围绕中心支撑板295中的相应圆形开口310以密封关系固定，其中，过滤元件296以与支撑板295的下侧成依赖关系设置，并且保持板298中的中心孔311在排气腔室282和圆柱形过滤元件296的内部之间连通。在这种情况下，过滤元件筒以围绕内部护罩274的中心的周向间隔的关系设置。

在这种情况下，过滤元件壳体270通过可释放的夹具315或类似的紧固件固定在粉末方向气室272上，以便于容易地接近过滤器筒。内部过滤器护罩286例如也通过销和槽连接，以围绕圆柱形过滤器274的方式可释放地安装，以便能够接近过滤器以进行更换。

在干燥器系统的操作期间，可以看到，引导到粉末方向气室272中的干燥气体和粉末将围绕锥形排气室281被引导进入围绕内部过滤器护罩274的环形通道291、292，并向下进入粉末方向锥体275和收集室271，以在收集室271中收集。虽然残留在气流中的大部分干燥粉末将迁移到粉末收集室271中(如前所述)，但是当干燥气体通过过滤器进入干燥气体排气腔室282中时，细的气载颗粒物质将被环形过滤器274分离并保持，以通过干燥气体排气口320排出，并再循环到干燥室12，这将变得显而易见。

为了在干燥器系统的使用过程中清洁圆柱形过滤器274中堆积的粉末，圆柱形过滤器274中的每一个具有相应的反向气体脉冲清洁装置322。为此，在这种情况下，气体方向气室272具有外部环形加压气体歧管通道321，其联接至合适的加压空气供应。每个反向空气脉冲清洁装置322具有联接在环形加压气体歧管通道321和相应控制阀326之间的相应的加压气体供应管线325，在这种情况下其安装在空气方向气室272的外侧。气体脉冲方向管线或管328从控制阀326沿径向延伸通过空气方向气室272和排气室329的锥形壁，然后，设置在上方的气体脉冲引导管线328的终端排放端329成直角向下转动，并且与过滤器筒保持板298的中心孔311和下面的圆柱形过滤元件296的成对准关系。

通过对控制阀326进行适当的选择性控制或自动控制，控制阀26可以循环操作，以将压缩气体的脉冲从管线328轴向排放到循环过滤器274中，以使圆柱形过滤元件296外壁上积累的粉末移走。脉冲气体引导管线328的排放端329优选与周期性过滤器274的上端以间隔关系布置，以便于将压缩气体脉冲引导到过滤元件296，同时从排气腔室282吸入气体，其便于反向流脉冲，该反向流脉冲从过滤元件296移走积累的粉末。优选地，空气管328的排放端329与圆柱形过滤元件的上端间隔开一定距离，从而使膨胀的空气流(如图12B中330所示)在到达过滤器筒时，具有基本上对应于筒保持板298中的中心孔311的直径的外周长。在示例性实施例中，空气引导管28的直径约为一英寸，并且排放端329与保持板298间隔的距离约为2.5英寸。

在这种情况下，粉末收集室271具有圆形蝶阀340(在粉末收集室271内以分离方式在图12B中示出)，该圆形蝶阀安装在收集室271的上端，其可通过合适的致动装置341操作，以用于在竖直或打开位置和水平闭合位置之间可旋转运动，在竖直或打开位置中，允许将干粉引导到收集室271，去除粉末时，水平闭合位置阻止干粉通入收集室271。可替代地，应当理解，粉末收集室271可以将粉末从打开的底端直接沉积到可移动的输送机上。

为了使从过滤元件壳体19a离开的干燥气体能够再循环和再利用，过滤器壳体19的排气出口20联接至再循环管线165，再循环管线165进而通过冷凝器166、鼓风机168和干燥气体加热器169(图15)连接至加热室12的顶盖件14的加热气体入口端口15。冷凝器170通过具有各自的冷水供应和返回管线171、172的冷水冷却的冷凝线圈170a，从排气流中去除任何水蒸气。来自冷凝器170的冷凝物被引导到收集容器174或引导到排水器。然后，干燥的氮气由鼓风机168引导通过气体加热器169，气体加热器169对在冷凝器170冷却后的干燥气体重新加热到预定的加热温度，以进行特定的粉末干燥操作，从而重定向回到加热气体入口端口15，并进入加热室12。排气控制阀175联接到鼓风机168和加热器169之间的再循环管线165，这允许从静电喷嘴组件16引入系统的过量氮气被通到适当的排气管道系统176。可以设置来自控制阀175的排气流，以匹配通过静电喷嘴组件16引入干燥室12中的过量氮。应当理解，通过选择性地控制排气流控制阀175和鼓风机168，可以针对特定的干燥操作或出于控制挥发物的蒸发和排出的目的，可以选择性地控制干燥室12中的真空或压力水平。尽管在所示实施例中已经示出了冷水冷凝器170，但是应当理解，可以使用其他类型的冷凝器或用于从再循环气流中去除水分的装置。

应当理解，从静电喷嘴组件16和干燥气体入口端口15引入到由柔性衬里100限定的有效干燥区域127中的干燥气体是干燥的惰性气体(在示出的实施例中为氮气)，其便于通过静电喷嘴组件16喷雾到干燥室12中的液体颗粒的干燥。如上所述，惰性干燥气体的再循环还从干燥气体中清除了氧气，从而防止了在静电喷嘴组件16或系统的其他组件产生意外火花的情况下，可能导致干燥室内粉末爆炸危险的机会。

此外，已经发现惰性干燥气体再循环通过喷雾干燥系统10能够使喷雾干燥系统10在显著较低的工作温度下高效节能地运行，并相应地节省大量成本。如前所述，待喷雾的乳剂通常由三种组分制成，例如水(溶剂)、淀粉(载体)和调味油(芯)。在这种情况下，喷雾干燥的目的是在油周围形成淀粉，并用干燥气体将所有水干燥。淀粉保留为油周围的保护层，防止其氧化。当在雾化之前和雾化期间，向乳剂施加负静电电荷时，发现更容易实现该期望结果。

尽管尚未完全理解操作理论，但是喷雾乳液的三个组分中的每一个具有不同的电性能。水是该组中最导电的，很容易吸引最多的电子，其次是淀粉，最后是电阻最大的油，几乎不能吸引电子。可以知道，相反的电荷吸引并且相同电荷排斥，所有具有最大的相似电荷的水分子彼此之间具有最大的排斥力。该力将水分子引导至液滴的外表面，在外表面，它们具有供干燥气体的最大的表面积，从而改善了干燥过程。具有较小电荷的油分子将保留在液滴的中心。据信，该方法有助于更快地干燥，或以较低热源干燥，以及更均匀的涂层。通过对本发明的喷雾干燥系统产生的喷雾干燥粉末进行测试，该喷雾干燥系统在90℃的入口干燥气体温度下运行，可以发现，该粉末可与在190℃下操作的常规喷雾干燥过程中干燥的粉末相当。此外，在某些情况下，本主题的喷雾干燥系统可以在不加热干燥气体的情况下有效运行。

封装效率(即干燥粉末的涂层的均匀性)也等于在较高温度下的喷雾干燥中实现的封装效率。进一步发现，与常规喷雾干燥相比，低温干燥显著减少了排放到环境中的香气、气味和挥发性成分，这进一步表明干燥颗粒的外表面更均匀且完全由淀粉形成。减少排放香气和气味进一步改善了工作环境，并且消除了清除可能刺激和/或有害于操作人员的气味的需要。较低温度处理还可以对温度敏感的成分(有机或无机)进行喷雾干燥，而不会损坏或不利地影响化合物。

如果在干燥过程中任何颗粒可能粘附或以其他方式积累在衬里100的表面上，则提供衬里摇动装置，以周期性地使衬里100产生足以去除任何积累粉末的摇动。在所示的实施例中，干燥室12具有侧面气动衬里摇动阀端口180，该侧面气动衬里摇动阀端口180联接至气动罐181，该气动罐181可以被周期性地致动，以引导压缩空气通过气动衬里摇动阀端口180，并进入衬里100和干燥室12的外壁之间的环形空气空间，其来回摇动柔性衬里100，以足够大的力移走任何积累的粉末。压缩空气优选地以脉动方式被引导至气动衬里摇动阀端口180，以增强这种摇动。可替代地，应当理解，可以使用机械装置来摇动衬里100。

为了确保在喷雾干燥器系统的连续不同选择性使用之间(例如，在干燥室12中的不同粉末的运行之间)避免交叉污染，快速断开紧固件121的环形阵列120、120a使得能够从干燥室12拆卸盖件14和收集锥18，以易于更换衬里100。由于衬里100由相对便宜的材料制成，优选地，它在不同粉末的运行之间是一次性的，并且新的替换衬里的更换不会受到不适当费用的影响。

与该实施例的另一个重要特征一致，干燥室12可以容易地修改以适应不同的喷雾干燥要求。例如，对于较小的干燥要求，可以使用较小直径的衬里100a来减小有效干燥区的尺寸。为此，与上述类似、但具有较小直径的内部支座环105a的支座环组件104a(图18)可以容易替换为较大直径的支座环组件104。环组件的替换可以通过以下方式实现：解锁用于顶盖件14和收集锥18的周向间隔的闩锁121的阵列120、120a，从干燥室12中移除较大直径的环组件104，将其替换为较小直径的环组件104a和衬里100a，以及将顶盖件14和收集锥18重新组装并重新锁定在干燥室12上。较小直径的衬里100a有效地减小了干燥区域，在该干燥区域中，引入了加热的干燥气体和雾化气体，以实现更快、更节能、更高效的小批量干燥。

为了进一步实现较小批量的更有效干燥，干燥室12具有模块化结构，该结构允许减小干燥室12的长度。在所示的实施例中，干燥室12包括多个(在这种情况下为两个)垂直堆叠的圆柱形干燥室模块或部分185、186。下部室部分186的长度比上部室部分185的长度短。两个圆柱形干燥室部分185、186再次通过与上述类似的沿周向隔开的快速断开紧固件121的阵列102b可释放地固定在一起。用于该紧固件121的阵列102b的安装环110邻近其下端焊接到上部圆柱形干燥室部分185，并且该阵列102b的紧固件121定向成使拉钩122向下定位，以接合并保持下部圆柱形干燥室部分186的顶部的外部径向凸缘188(图1和图2)的下侧。在释放将下部圆柱形部分186固定到上部圆柱形部分185和收集锥18上的紧固件121的两个阵列102a、102b时，可以去除下部圆柱形部分186，下部支座环组件104被重新定位在上部室部分185的底部附近，并且衬里100被较短长度的衬里代替。然后，可以通过阵列102b的紧固件121，将上部圆柱形干燥室部分185直接固定在粉末收集锥18上，而下部支座环组件104位于其间，然后与收集锥18的外部环形凸缘129接合。该改进允许使用长度明显较短的有效干燥区，以进一步减少较小批量干燥的加热要求。

应当理解，可以添加额外的圆柱形干燥室模块或部分186，以进一步增加干燥室12的有效长度。为了增加向干燥室12内喷雾的液体的量(无论尺寸是否增加)，可以在顶盖件14中设置多个静电喷嘴组件16，如图19和图20所示。多个喷嘴组件16可以由共用的液体和氮气供应源提供，多个喷嘴组件16优选地在顶盖件14中相应的、预先盖好的定量孔190中(图4)以彼此沿周向间隔的关系支撑。然后，可以将未使用的中心安装孔192(图20)适当地加盖或以其他方式闭合。

根据该实施例的又一个特征，干燥塔11的模块化快速断开部件还使得能够将静电喷嘴组件16从干燥室12的顶部上的位置重新定位，以向下喷雾到与干燥室12底部相邻的位置，以将带静电的液体喷雾向上引导到干燥室12。为此，可将喷嘴组件16从顶盖件14上取下，并将其固定在底部喷嘴安装支撑件195中(图21至图24)，在这种情况下，其安装在紧邻干燥室12底部的粉末收集锥18的上部圆柱形壁部分155内，以用于使静电喷嘴组件16定向，以将带电的喷雾图案向上喷入干燥室12中，如图21所示。如图22至图24所示，所示的底部喷嘴安装支撑件195包括中心环形安装毂196，其用于在上游端附近支撑喷嘴组件16，该上游组件又由多个径向安装杆198支撑在粉末收集锥18的上部圆柱形部分155中，安装杆198由非导电材料制成。径向安装杆198分别通过各自的不锈钢螺钉199(图24)固定在圆柱形壁部分155上，橡胶粘结的密封垫圈200位于螺钉199的头部和粉末收集锥18的外壁表面之间，在每一安装杆198的外端与粉末收集锥部分18的内侧壁表面之间夹有密封O形环201。非导电性的聚四氟乙烯或其他的塑料液体和雾化气体供应管线205、206分别通过粉末收集锥18径向向外连接到绝缘配件208、209，该粉末收集锥18又连接至雾化空气和液体供应管线151、131。高压电缆210也通过绝缘配件211与喷嘴组件径向连接。

在邻近干燥室12的下侧安装静电喷嘴组件16的情况下，盖件14中的中心喷嘴安装孔192以及气体入口端口15可以被适当地盖住。粉末收集锥18还具有切向取向的干燥气体入口215，该干燥气体入口215可以不被盖住并连接到干燥气体再循环管线165，并且在这种情况下，盖件14具有一对排气端口216，该排气端口216也可不被盖住，以连接到加热气体回流管线。

在将喷嘴组件16安装在干燥室12的下侧的情况下，向上引导到干燥室12的带静电的液体喷雾颗粒通过干燥气体进行干燥，在这种情况下，这些气体通过加热来自喷嘴组件16的雾化气体，被切向地引导通过底部加热气体入口215，该雾化气体又都是干燥的惰性气体，即氮气。

根据该实施例，干燥室12中的环形衬里100优选地由过滤介质100b(图3B)制成，以用于使干燥气体最终能够迁移通过过滤介质，以从盖件14中的上排气端口216排出到再循环管线165，用于再循环、再加热并重定向到底部气体入口端口215，如上所述。被向上引导的干燥气体和雾化气体干燥的粉末最终将向下漂浮进入并通过粉末收集锥18，并进入收集室19，如上所述，只有最细的颗粒被过滤介质衬里100过滤。气动衬里振动器可以再次被周期性地致动，以防止粉末积累在衬里100上。

从以上内容可以看出，对于特定的喷雾应用，可以容易地配置处理塔并以多种处理模式对处理塔进行操作，如图25中的表格220所示。通过添加或去除圆柱形干燥室部分186，可以选择性地改变干燥室的长度，可以选择性地确定衬里的材料(例如非渗透性或可渗透性)，静电喷嘴的定向可以在顶部向下喷雾或底部向上喷雾之间改变，以及处理后的气流方向可以根据所需配置在向下或向上方向之间进行改变。

虽然在前述实施例中，将氮气或其他惰性干燥气体作为静电喷嘴组件16的雾化气体引入到系统中，可替代地，也可以将氮气引入到再循环气体中。在图25A所示的喷雾干燥系统中，其中，与上述相似的部件已被标示为与上述相似的附图标记，将氮气或其他惰性气体从氮气注入管线169a引入到气体加热器169中，以经由气体输送和供应管线169a引导到干燥室100，并如前所述，从干燥室100通过冷凝器170和鼓风机168进行再循环。在该实施例中，如上所述，也可以将氮气作为雾化气体供应到静电喷嘴组件16，或者可以将空气或惰性气体和空气的组合作为雾化气体供应到静电喷嘴组件16，只要它在干燥室内不会产生燃烧气氛即可。否则，图25A中描绘的干燥系统的操作与先前描述的相同。

参照图25B，示出了与上述干燥系统相似的另一替代实施例的干燥系统，除了粉末收集锥18a将粉末引导至常规旋风分离器/过滤器袋壳体19a之外，在该常规旋风分离器/过滤器袋壳体19a中，将干燥的产品从下部出口19b排出，以及排气从上部排气端口管线165引导，以通过冷凝器170、鼓风机168、干燥气体加热器169和干燥室11再循环。在图25C中，显示了类似于图25B所示的干燥系统的替代实施例，但是在旋风分离器和过滤器袋壳体19a与干燥室11的上端之间具有细粉末再循环管线19c。在旋风分离器19a中分离的干燥细颗粒通过细粉末再循环管线19c再循环到干燥室11，以产生具有细小颗粒结块的粉末。同样，该系统在其他方面的操作与前述操作相同。

现在参考图25D，其示出了一种形式的流化床粉末干燥系统的另一替代实施例。再次，粉末干燥系统具有圆柱形干燥室12，圆柱形干燥室12中具有同心设置在其中的不可渗透的衬里100，以及静电喷雾组件16，其用于将带静电的液体颗粒引导至由衬里100限定的有效加热区127，如上所述。在这种情况下，锥形形式的收集容器部分18b通过常规类型的流化床筛分离器19c，将粉末从干燥室12传送到收集室19b中。在该实施例中，类似于结合图11A的实施例所描述的那些，多个流化床圆柱形过滤元件160b由上横向板163b支撑，该上横向板163b限定了靠近干燥室12的顶部的排气室164b。在这种情况下，鼓风机168从排气室164b中抽出空气，已经从排气室164b中过滤出粉末和颗粒状物质，以经由管线165引导通过冷凝器170和加热器169，以重新引入底部收集室19中，并通过干燥室12向上再循环。过滤器16b还具有如在参考的美国专利8,876,928中公开类型的反向脉冲空气过滤器清洁装置167b，其具有相应的空气控制阀167c，以用于周期性地将加压空气引导至过滤器16b并通过过滤器16b，以清洁过滤器16b的积累的粉末。

虽然前述实施例的非渗透性衬里100优选地由柔性非导电材料(例如塑料)制成，但是可替代地，其可以由刚性塑料材料制成，如图3D所示。在那种情况下，可以提供适当的非导电的安装支座100d，以将衬里以同心的关系固定在干燥室12内。可替代地，如图3C所示，可渗透的衬里可以部分地(例如在直径的一侧)由可渗透性过滤材料100b制成，其允许空气流过衬里以进行排气，并且部分地(例如在直径的相对侧)由非渗透性材料100a制成，其防止干燥颗粒被吸入衬里中。

作为另一替代实施例，如图15A所示，可以容易地改进所示的喷雾干燥器系统，以用于将熔融流(例如蜡、硬蜡和甘油酯)的喷雾冷却成冷气体流，以形成固化的颗粒。与上面描述的那些相似的物件已经被标记为相似的附图标记。在喷雾冷却期间，将熔点略高于环境条件的原料加热并放置在储罐130中，在这种情况下，该储罐被包裹在绝缘体130a中。使用泵132，通过进料管线131将原料泵送到雾化喷嘴16。使用压缩气体(例如氮气150)将熔融的原料雾化。在喷雾冷却期间，熔融的液体原料可以带静电或不带静电。在后一种情况下，静电喷嘴组件的电极断电。

在喷雾冷却期间，关闭雾化气体加热器152，以便将冷却的雾化气体输送到雾化喷嘴16。在喷雾冷却期间，干燥气体加热器169也关闭，将已经通过除湿线圈170a冷却的干燥气体通过干燥气体管线165输送到干燥室12。当雾化的液滴进入干燥气体区127时，液滴固化形成颗粒，这些颗粒落入收集锥18中，并随着气流退出再循环，并收集在收集室19中。再次，可去除衬里100有助于清洁干燥室，因为其可以被去除和丢弃。绝缘气隙101防止干燥室12变得足够冷以在外表面上形成冷凝。

在执行该实施例的又一个特征中，喷雾系统10可以使用自动故障恢复系统来操作，该故障恢复系统允许在干燥室内的瞬时电荷场发生故障的情况下，使系统继续操作，同时在持续发生电气故障的情况下，提供警报信号。在图27中显示了用于操作在喷雾系统10中使用的电压发生器故障恢复方法的方法流程图。所示方法可以以在控制器133(图15)中执行的程序或一组计算机可执行指令的形式进行操作。根据所示的实施例，图26所示的方法包括在300处激活或以其他方式启动液体泵，以将加压的流体供应源提供给喷雾器入口。在302处，执行电压供应是否有效的验证。在302，如果确定电压供应无效，则在304，在机器接口处提供错误消息，并在306，禁用电压发生器和液体泵，直到存在的、如在302处确定的其可能已经使得电压供应无效的故障已经被纠正。

在302处确定电压供应有效时，在液体泵在308处启动之前使用了预定时间(例如5秒)的延迟，并且在延迟已经过之后，液体泵在310运行。在312，在312处执行是否短路或电弧的检查，同时泵在310继续运行。当在312检测到短路或电弧时，将维护事件计数器以及计时器，以确定在预定时间段(例如30秒)内已检测到大于预定数量(例如5个)短路或电弧。每当在312中检测到短路或电弧时，便在314确定这些检查。当在预定时间段内发生的短路或电弧少于预定的短路或电弧时，或者即使检测到单个短路或电弧，则液体泵在316处停止，产生电压的电压发生器通过在318处断开和重启来复位，并且经过在308处的延迟之后，在310处重启液体泵，这样系统就可以修复引起火花或电弧的故障，并系统可以继续运行。然而，如果在314处在预定时间段内发生了超过预定数量的火花或电弧，则在320处在机器接口处产生错误消息，并且在306处，通过停用电压发生器和液体泵，将系统置于待机模式。

因此，在一个方面，纠正静电喷雾干燥系统中的故障的方法包括开始泵启动顺序，这需要首先确定电压发生器的状态，并且在电压发生器尚未激活时，不允许液体泵开启。为此，在一个实施例中，在打开液体泵之前，使用时间延迟，以留出足够的时间使电压发生器激活。然后，启动液体泵，在泵运行时，该系统例如通过监控从电压发生器消耗的电流，来连续监控是否存在火花或电弧。当检测到故障时，电压发生器会断开，液体泵也会断开，并且根据故障的程度，系统会自动重启或进入待机模式，这需要操作员注意并采取措施重启系统。

最后，在执行本实施例的另一方面时，喷雾干燥系统10具有控制器，该控制器使静电喷嘴组件喷雾的液体的电荷以以下方式周期性地改变：其对于特定的喷雾应用和干燥产品的最终使用，可以引起受控和选择性的喷雾颗粒凝聚。在一个实施例中，通过在高致动频率和低致动频率之间改变喷雾器启动的时间和频率(例如通过使用脉冲宽度调制(PWM)喷雾器指令信号)，来实现喷雾颗粒的选择性或受控凝聚，以产生大小不同的喷雾颗粒，这会导致不同程度的凝聚。在另一个实施例中，可以通过调制所施加的电压水平以使喷雾流体带静电，来实现喷雾颗粒的选择性或受控凝聚。例如，电压可以在0至30kV范围内有选择地变化。可以想到，对于这种电压变化，所施加的令流体带电的较高电压将起到总体上减小液滴尺寸的大小，从而减少干燥时间，并且可以进一步引起载体向液滴的外表面迁移，从而改善封装。类似地，所施加电压的降低可能趋于增加液滴的尺寸，这可能有助于凝聚，尤其是在存在较小的液滴或颗粒的情况下。

预期可以选择性地影响所喷雾颗粒的凝聚的其他实施例包括随着时间选择性地改变，或者在高预定值和低预定值之间脉动，系统的各种其他操作参数。在一实施例中，可改变雾化气体压力、流体输送压力和雾化气体温度，以控制或总体上影响液滴的粒径以及干燥时间。附加实施例可以进一步包括改变雾化气体和/或干燥空气的其他参数，例如，它们各自的绝对或相对含水量、水活度、液滴或粒径等。在一个可以想到的具体实施例中，主动地控制雾化气体和干燥空气的露点温度，并且在另一实施例中，也主动地控制雾化气体和/或干燥空气的体积或质量气流。

图27示出了一种用于调制静电喷嘴中的脉冲宽度以选择性地控制喷雾颗粒的凝聚的方法的流程图。根据一个实施例，在该过程初始时，在322处接通电压发生器。在324处执行PWM控制(其将选择性地控制凝聚)是有效的还是需要的确定。当不需要PWM或PWM无效时，该过程通过在326将电压发生器控制为电压设定值来控制系统，以及流体注射器正常工作。当需要PWM或PWM是有效时，在预定期间和在一个周期时间内，系统会在低PWM设定点和高PWM设定点之间进行交替。在所示的实施例中，这是通过在330处的低脉冲持续时间下控制在328处的低PWM设定点来实现的。当低脉冲持续时间已到期时，系统在332处切换到高PWM设定点，直到在334高脉冲持续时间已到期，并且返回到324，以确定是否需要另一PWM周期。尽管本文中相对于图27中所示的流程图讨论了PWM设定点的变化，但是应当理解，除了喷雾器PWM之外或代替喷雾器PWM，可以调制其他参数。如上所述，可以使用的其他参数包括令液体带电所施加的电压水平、雾化气体压力、液体输送速率和/或压力、雾化气体温度、雾化气体的水含量和/或干燥空气、和/或雾化气体和/或干燥空气的体积或质量气流。

因此，一方面，通过改变喷雾器的注入时间，来控制喷雾颗粒的凝聚。在高频下(即在高PWM下)，喷雾器将更快速地打开和闭合，从而产生较小颗粒。在低频下(即在低PWM下)，喷雾器将更缓慢地打开和闭合，从而产生较大的颗粒。随着较大和较小的颗粒通过交替层中的干燥器，一些颗粒会物理相互作用并结合在一起，而与它们相互排斥的电荷无关，以通过碰撞产生凝聚物。系统可以通过将各自的高PWM设定点和低PWM设定点以及每个持续时间进行设置以适合每个特定的应用程序，来控制较大和较小颗粒的特定大小，以及每单位时间产生的每种颗粒大小的相应数目。

根据又一特征，如图28和图29所示，可以以模块化设计提供具有如上所述的干燥室11和静电喷嘴组件16的多个粉末处理塔10，而粉末排放到通用输送机系统340等上。在这种情况下，多个处理塔10以彼此相邻的关系设置在通用工作平台341周围，该通用工作平台341可通过楼梯342到达顶部，并且控制板和操作员接口344位于其末端。在这种情况下，处理塔10中的每一个都包括多个静电喷嘴组件16。如图28所示，提供了八个基本相同的处理塔10，在这种情况下，将粉末排放到通用粉末输送器340(例如螺杆进料器、气动或其他粉末传送装置)上，以排放到收集容器。

已经发现这种模块化处理系统具有许多重要的优点。首先，它是一种可扩展的处理系统，其可以使用通用组件(即基本相同的处理粉末处理塔10)根据用户要求进行定制。如图30所示，还可以轻松地使用其他模块扩展该系统。与40英尺高及更高并且安装时需要特殊的建筑物布局的标准较大型生产型喷雾干燥机系统相比，使用这种模块化布置的处理塔10还能够以较小的建筑物高度要求(15至20英尺)处理更大量的粉末。模块化设计还允许隔离和维护系统的各个处理塔，而不会中断在处理期间进行维护时其他模块的操作。模块化的布置还使系统能够针对特定用户生产需求的能量使用进行缩放。例如，五个模块可以用于一个处理要求，而只有三个模块用于另一批次。

参考图31至图33，其示出了粉末收集系统350的替代实施例，该粉末收集系统350被配置成保护成品免受暴露于湿气、热和/或氧气而引起的损坏。更特别地，粉末收集系统350配备有气体覆盖系统，该气体覆盖系统用于保护成品粉末免于暴露于与干燥过程相关的含水分气体、热和氧气。如图31所示，并且类似于例如图12的实施例，该实施例的粉末收集系统350包括收集容器352，其具有布置在粉末收集锥354的底部的打开的上端，粉末收集锥354接着位于分离气室356的下端。分离气室356与干燥室358连通。干燥气体和粉末(通常由图31中的箭头359显示)从干燥室358通入分离气室356，如图31所示。分离气室356也与排气出口360连通，当粉末落入收集锥354中时，含水分的干燥气体通过排气出口360离开分离气室356。在这种情况下，收集容器352被配置为可移动容器，其通过夹具362可拆卸地固定到粉末收集锥354的开口下端。

为了便于将覆盖气体(blanketing gas)引入到收集容器352中，在收集容器352的上端处提供了适配器364。在所示的实施例中，如图32中所示，适配器364包括与收集容器352的上边缘368接合的橡胶密封件366。适配器364围绕收集容器352的上端，并限定中心通道370，干燥产品可通过中心通道370从粉末收集锥354传递到收集容器352。在这种情况下，适配器364还限定了凸缘372，该凸缘372被捕获在夹具362中，该夹具362将收集容器352固定到粉末收集锥354。与收集容器352的内部连通的覆盖气体入口孔374设置在收集容器352的上端(在这种情况下，在适配器364的侧壁中)附近。该孔374可以连接到覆盖气体供应源，使得可以将覆盖气体引导到收集容器352的内部。覆盖气体可以是任何合适的气体，并且优选是冷的，并且不包含可观的量的湿气或氧气。氮气是合适的覆盖气体的一个例子，尽管可以使用其他气体或气体混合物。

在图33中显示了示例性覆盖气体供应系统378，其可以用于将覆盖气体引导到入口孔374，从而进入收集容器352。所示的覆盖气体供应系统378包括覆盖气体供应源380，覆盖气体供应源380可以是加压的储罐，其经由气体进料管线382与入口孔374连通。为了控制覆盖气体的流量，可以在气体进料管线382中设置可调节的流量控制装置384，例如流量计或转子流量计。流量控制装置384可被配置为由喷雾干燥器系统的操作者手动调节，或者可基于例如从控制器接收的信号而自动调节。为了防止收集容器352和/或气体进料管线382过度加压，可以在流量控制装置384与收集容器352之间的气体进料管线中布置减压阀386。

在操作中，材料在干燥室358中被喷雾干燥，并经由重力和气流，向下落入分离气室356，然后落入收集锥354中。然后，下落的成品收集在收集容器352中。覆盖气体通过入口孔374引入收集容器352中，并覆盖下落的产品(在图32中称为388)和收集容器352中的沉降的产品(在图32中称为390)。覆盖气体对收集容器352和适配器364稍加加压，这防止了排出的干燥气体进入收集容器352，并防止了成品暴露于水分、热量和/或氧气的有害影响。过量的覆盖气体向上行进穿过粉末收集锥354并且进入分离气室356，与干燥器排气混合，并通过排气出口360离开干燥室。流量控制装置384可以设置为使足够流量的覆盖气体被引导到收集容器352中，以保护成品粉末免受源自干燥室358和分离气室356的热量、湿气和氧气的影响。然而，覆盖气体流量应保持在以下水平之下：在该水平，成品粉末会流化并变为空气传播。还应设置覆盖气体流量，以不将收集容器352加压到一定程度，以防止干燥产品向下降落到收集容器352。需要时，收集容器352可以与收集锥354脱离，以便取出成品。当这样做时，可以将闭合装置(例如常规帽或盖)放置在收集容器352的打开的上端上方，以防止产品暴露于可能包含水分和氧气的环境空气中。

图34和图35中显示了配置为喷雾冷却系统400的喷雾干燥器的又一实施例，以用于对熔融流执行喷雾冷却，例如在大气条件或接近大气条件下为固体的蜡和聚合物。图34和图35的喷雾冷却系统400被配置为在喷雾干燥器的干燥室12中，将熔融的原材料排出到冷的或冷却的气流中，以形成固体颗粒。图34和图35的喷雾冷却系统400具有与图15A的实施例一些相似性，并且与上述相似的项目被标记为相似的附图标记。

根据该实施例的一个重要方面，图34和图35的喷雾冷却系统400使用脉冲式喷嘴组件402将熔融材料排放到干燥室12中。更具体地，脉冲式喷嘴组件402被配置成产生在打开流动状态和关闭流动状态之间交替的脉冲流。在图35中显示了合适的脉冲式喷嘴组件402的示例性实施例的截面图。图35的喷嘴组件402是电致动的，并且包括具有喷嘴尖端406的喷嘴主体404，喷嘴尖端406限定了固定在其下游端的排放孔407，和设置在螺管线圈410中的金属柱塞408。在这种情况下，螺管线圈410通过电引线适当地联接到外部电源，该电引线包含在从喷嘴主体404延伸的合适的导管412中。以已知的方式，螺管线圈410的电致动对于克服闭合弹簧414的偏压力，将阀柱塞408移动到喷嘴尖端打开位置是有效的。当处于打开位置时，通过喷嘴主体404的入口端口416进入的熔融材料能够穿过喷嘴主体404，并且通过喷嘴尖端406从喷嘴排出。当螺管线圈410被停用时，闭合弹簧414将阀柱塞408移动到喷嘴尖端闭合位置，该位置会阻止熔融材料从喷嘴尖端406流出。这种电致动的喷嘴组件可以在打开位置和闭合位置之间高速循环，以间歇性地排出熔融流。

图示的喷嘴组件402被加热，以帮助将熔融的进料材料的期望的升高温度维持达到材料从喷嘴尖端406排出的点。此外，图示的喷嘴组件402被配置成使得喷嘴尖端406可从喷嘴主体404上去除，并与另一个相似或不同配置的喷嘴尖端互换。喷嘴组件402的喷嘴尖端406优选地被配置成产生扇形排放图案，这可以帮助防止在颗粒被喷雾冷却时发生碰撞。但是，可以根据应用、原料的物理性能以及化学或形态学要求，使用全锥或空心锥排放方式。如果使用扇形图案，则可以使用多个喷嘴，这些喷嘴被布置成使得扇形图案的笔直部分彼此平行。通过这样的布置，每个单独的喷嘴的开/关功能可以与相邻的喷嘴同步，以帮助防止液滴碰撞。互换喷嘴主体404上的喷嘴尖端406的能力可允许喷嘴组件402取决于例如应用和/或所使用的原材料，产生不同的喷雾角度和液滴大小。在所示的实施例中，喷嘴主体404和喷嘴尖端406被配置成产生熔融材料的液力雾化。在其他实施例中，脉冲式喷嘴组件402可被配置成提供熔融流的空气雾化。

脉冲式喷嘴组件402可以是商业上已知的类型，例如由本申请的受让人SprayingSystems Co.提供的商标为PulsaJet的脉冲式喷嘴组件402。所示的喷嘴组件402的各种部件及其操作模式与美国专利号7,086,613中所描述的相似，该专利的公开内容通过引用并入本文。可替代地，可以使用具有以下能力的任何喷嘴组件：其能够产生脉冲式喷雾作用，并且被配置成停止来自喷嘴的液流，并且然后一旦液流再次开始，就立即将全压力传递到喷嘴尖端。

如在图15A的实施例中一样，在喷雾冷却操作期间，输送到干燥室12的干燥气体通过冷却器例如由除湿线圈冷却。当从脉冲式喷嘴组件402排出的雾化液滴进入干燥气体区域127时，它们固化形成颗粒，这些颗粒落入收集锥18中，并随着气流离开而进行再循环，而被收集在收集室19中。可去除的衬里100再次有助于清洁干燥室，因为其可以被移除和丢弃。可以设置绝缘气隙101以防止干燥室12变得足够冷而在外表面上形成冷凝。

为了确保熔融的进料材料保持在期望的温度达至其被排放到喷雾干燥器中的点，喷雾冷却系统400可以被配置有加热的再循环回路，该加热的再循环回路例如可以将供应到喷嘴组件402的熔融原料保持在期望升高的温度下。在图34中显示了这种再循环回路的实施例。图示的再循环回路包括用于储存熔融材料的加热的储液罐420。储液罐420通过与喷嘴组件402的入口端口416连通的供应管线422和与喷嘴组件的再循环端口426连通的再循环管线424连接到喷嘴组件402(在图34中示意性示出)。布置在供应管线422中靠近喷嘴组件402的温度传感器428与储液罐420中的加热器430通信并控制加热器430，以使熔融材料保持在所需温度下，例如恰好在熔点之上。将熔融材料保持恰好在熔点温度之上会减少为了将熔融材料的液滴转化为干燥室12中的颗粒所必需的热传递，从而有助于确保液滴被尽快固化。

高流量会淹没干燥气体的载热能力，从而导致液滴形成不当。由喷嘴组件402产生的脉冲作用消除了高流量，并允许熔融材料的全压输送，这可以帮助确保适当的液滴形成。另外，喷嘴组件402的脉冲排放防止熔融材料的过度排放和排放不足，这也可导致液滴形成的恶化。

为了将熔融材料从储罐420移动到喷嘴组件402，在供应管线422中提供了泵432。在这种情况下，泵432由变速驱动器434驱动，该变速驱动器434允许泵432输送的压力得到调节。也可以使用用于泵432的其他可调节的驱动布置。布置在供应管线422中靠近喷嘴组件402的压力传感器436监控熔融材料的压力，并且该信息被传送到变速驱动器434，并且可用于确保泵432将熔融材料供应到处于恒定压力下的喷嘴组件。加热的再循环回路允许精确控制熔融材料直达喷嘴组件的温度，其包括确保即使中断喷雾操作，熔融材料仍保持在所需温度。在这种情况下，加热的再循环回路可确保熔融材料在恢复喷雾后，立即处于所需的温度，以实现最佳系统性能。

从前述内容可以看出，提供了一种喷雾干燥器系统，该喷雾干燥器系统在操作上更加有效和通用。由于提高了干燥效率，喷雾干燥器系统既可以实现更小尺寸且更经济地使用。静电喷雾系统还可以有效地干燥不同批次的产品，而不会造成交叉污染，并且在尺寸和加工技术方面均可容易改进用于特定的喷雾应用。喷雾干燥系统还不易受到电气故障和干燥室气氛中细粉末引起的危险爆炸的影响。还可以选择性地操作该系统，以形成凝聚成更便于其随后使用的形式的颗粒。该系统还具有排气过滤系统，以用于更高效地和更有效地从离开干燥器的干燥气体中去除空气中的颗粒物质，该系统包括用于去除过滤器上积累的干燥的颗粒物质的自动装置，这会妨碍操作并需要昂贵的维护。另外，该系统可以配备有气体覆盖系统，以保护收集的成品免于暴露于来自干燥室的含水分的气体、热量和氧气。然而，该系统的结构相对简单，可以将其更经济地制造。

Claims (20)

1.一种用于将液体干燥成粉末的喷雾干燥系统，包括：

以竖立位置支撑的细长主体；

在所述细长主体的相对的上端和下端处的闭合布置，以用于在所述细长主体内形成干燥室；

所述闭合布置中的一个包括干燥气体入口，所述干燥气体入口用于联接至干燥气体源，并且用于将干燥气体引导至所述干燥室中；

静电喷嘴组件，其支撑在所述闭合布置中的一个中；

所述静电喷嘴组件包括喷嘴主体，所述喷嘴主体具有用于联接至液体供应的液体入口；在下游端处的排放喷雾尖端组件，以用于将待干燥的液体引导至所述干燥室；以及电极，其用于联接到电源，以用于将通过所述喷嘴组件的液体以电的方式排放到干燥布置中；以及

下端闭合布置，其包括用于收集在所述干燥室中的干燥粉末的粉末收集容器，所述粉末收集容器的上端与所述干燥室连通，所述粉末收集容器包括在所述粉末收集容器的上端附近的覆盖气体入口，其与覆盖气体供应源连通，并且其被配置成使得来自所述覆盖气体供应源的覆盖气体能够被引导到所述粉末收集容器的内部，以覆盖所述粉末收集室中的粉末，从而保护粉末免暴露于来自所述干燥室的干燥气体。

2.根据权利要求1所述的喷雾干燥系统，还包括插入在所述覆盖气体入口与所述覆盖气体供应源之间的覆盖气体进料系统。

3.根据权利要求2所述的喷雾干燥系统，其中，所述覆盖气体进料系统包括可调节的流量控制装置，所述可调节的流量控制装置被配置成调节覆盖气体从覆盖气体供应源到所述覆盖气体入口的流量。

4.根据权利要求3所述的喷雾干燥系统，其中，所述覆盖气体进料系统还包括插入在所述流量控制装置和所述覆盖气体入口之间的安全阀。

5.根据权利要求1所述的喷雾干燥系统，其中，所述覆盖气体不包含可观的量的湿气或氧气。

6.根据权利要求1所述的喷雾干燥系统，其中，所述覆盖气体是氮气。

7.根据权利要求1所述的喷雾干燥系统，其中，所述粉末收集容器包括布置在所述粉末收集容器的上端处的适配器，并且所述覆盖气体入口布置在所述适配器的侧壁中，所述适配器被配置为将所述粉末收集容器可移除地附接到所述细长主体。

8.一种喷雾干燥液体的方法，所述方法包括以下步骤：

将带静电的液体引导到由细长结构体限定的干燥室中；

使用干燥气体，将所述干燥室内的带静电的液体干燥成粉末；

将在所述干燥室内干燥的粉末收集在粉末收集容器中，所述粉末收集容器的上端与所述干燥室连通；以及

用覆盖气体将所述粉末收集容器中的粉末覆盖，所述覆盖气体被引入到所述粉末收集容器上端附近的收集容器中，从而保护粉末免于暴露到来自所述干燥室的干燥气体中。

9.根据权利要求8所述的喷雾干燥方法，其中，所述覆盖气体不包含可观的量的湿气或氧气。

10.根据权利要求8所述的喷雾干燥方法，其中，所述覆盖气体为氮气。

11.一种用于将液体干燥成粉末的喷雾干燥系统，包括：

以竖立位置支撑的细长主体；

在所述细长主体的相对的上端和下端处的闭合布置，以用于在所述细长主体内形成干燥室；

所述闭合布置中的一个包括干燥气体入口，以将冷却的干燥气体引导至所述干燥室中；

喷嘴组件，其支撑在所述闭合布置中的一个中；

所述喷嘴组件包括加热的喷嘴主体，所述喷嘴主体具有用于联接到熔融的进料材料的供应源的液体入口，以及在下游端的、用于将熔融的进料材料引导到所述干燥室中的排放喷雾尖端组件，所述喷嘴组件被配置成用于生产熔融的进料材料的脉冲流，所述脉冲流在流动状态和非流动状态之间交替；以及

下端闭合布置，其包括用于收集在所述干燥室中的干燥粉末的粉末收集容器。

12.根据权利要求11所述的喷雾干燥系统，还包括用于冷却供应给所述干燥气体入口的干燥气体的冷却器。

13.根据权利要求11所述的喷雾干燥系统，其中，所述喷嘴主体被配置成被电致动而处于在打开位置和闭合位置之间，以产生熔融的进料材料的脉冲流。

14.根据权利要求11所述的喷雾干燥系统，其中，所述排放喷雾尖端组件被配置成产生扇形排放图案。

15.根据权利要求11所述的喷雾干燥系统，还包括与所述喷嘴组件的液体入口连通的加热的储液罐，以用于储存熔融的进料材料。

16.根据权利要求15所述的喷雾干燥系统，其中，所述加热的储液罐通过供应管线，将熔融材料引导至所述喷嘴组件的液体入口。

17.根据权利要求16所述的喷雾干燥系统，其中，所述加热的储液罐通过再循环管线与所述喷嘴组件的再循环端口连通，所述再循环管线用于使熔融的进料材料从所述喷嘴组件再循环回到加热的储液罐。

18.根据权利要求17所述的喷雾干燥系统，其中，在所述供应管线中布置有温度传感器，所述温度传感器与所述加热的储液罐中的加热器连通并控制所述加热器。

19.根据权利要求18所述的喷雾干燥系统，还包括设置在所述供应管线中的泵，所述泵用于将熔融材料从所述加热的储液罐移动到所述喷嘴组件的液体入口。

20.根据权利要求19所述的喷雾干燥系统，还包括在所述供应管线中的压力传感器，所述压力传感器与所述泵的可变驱动器通信。

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