喷雾干燥(Spray drying)是用喷雾干燥器将溶液或悬浊液喷成雾滴分散于热气流中,使泥浆所含水分快速蒸发而得到粉料的一种干燥方法。[1]简而言之就是一种将液体物质转化为粉状或颗粒状物质的方法。[3]一般喷雾干燥包括四个阶段:料液雾化;雾群与热干燥介质接触混合;雾滴的蒸发干燥;干燥产品与干燥介质分离。[7]工作原理是将液体物质通过高压喷雾器产生的高速气流喷出,形成雾状液滴。这些雾状液滴在喷出后立即与热空气接触,水分被蒸发,形成微小的颗粒,最终形成干燥的粉末或颗粒状物质。[3] 喷雾干燥的研究始于19世纪初。[6]19世纪60年代,美国的拉曼特发明了第一台简易的喷雾干燥器。[8]1905年,美国的Merril Soul公司制造出一种乳制品生产的专用设备,喷雾干燥开始应用于工业。[9]喷雾干燥在中国起步较晚,20世纪50年代,吉林染料厂从前苏联引进了中国第一台喷雾干燥机。之后,中国的科研工作者对喷雾干燥的主要雾化形式、主要的附机设备和工业上的应用都作了广泛深入地研究、开发。[7]进入21世纪,喷雾干燥技术的应用范围日益扩大,广泛应用在化学工业、食品工业、医药品和生化工业、林产工业、农药、陶瓷、水泥、冶金、环境保护、材料加工等领域。[2] 根据雾化器采用的不同雾化方法,喷雾干燥技术可分为旋转式、气流式和压力式三类。[4]按热空气和料液接触方式的不同可分为逆流式、顺流式和混流式。[5]喷雾干燥的优点是干燥效率高,时间短,可连续运行,满足大规模工业生产的需求;缺点主要是耗能高,易粘壁,投资大等。[6]
发展历程
一般认为,喷雾干燥技术的研究早在19世纪初期就开始了。最早是拉曼特(LaMont)1865年提出用喷雾干燥法来处理蛋品,但作出极为重要贡献的是美国的SameulPercy的发明,他在1872年题为“干燥操作的改进及通过雾化将液体物料浓缩”的专利中,虽然没有给出附图,但清楚地论述了喷雾干燥过程的实质。他认为,如果用雾化器来喷洒或喷射液体使之蒸发或润湿,这个过程是众所周知的,但将物料雾化同时进行脱水,这样一个过程的设备 和方法过去是没有的。[9]