Máy sấy phun là gì ? Nguyên lý hoạt động, ứng dụng
Trong sản xuất dược phẩm, sấy phun được sử dụng để sản xuát các chất rắn vô định hình bằng cách phân tán đồng nhất các thành phần Dược phầm hoạt tính thành một nền polymer. Trạng thái này sẽ đưa các hợp chất hoạt động (thuốc) ở trạng thái năng lượng cao hơn, từ đó tạo điều kiện cho gia vị thuốc khuếch tán trong cơ thể bệnh nhân
Nguyên lý chung máy sấy phun
- Chất rắn thường được thu nhận trong một ống có dạng hình trụ hoặc nơi có dạngv hình xoáy (ly tâm)
- Dòng chất lỏng đầu vào được phun qua vòi phun thành dòng hơi nóng và hóa hơi tại đây
- Chất rắn được hình thành khi chất lỏng rời khỏi các giọt
- Đầu phun thường được sử dụng để tạo thành các giọt nhỏ nhất có thể, tối đa hóa sự truyền nhiệt và tốc độ hóa hơi nước
- Kích thước hạt có thể trong phạm vi từ 20 đến 180um tùy thuộc vào đầu phun
- Có 02 kiểu đầu phun chính: đầu phun áp xuất cao đơn cho chất lỏng đơn (50 đến 300 bars) và đầu phun chất lỏng kép (hai đầu phun): một đầu phun chất lỏng để làm khô và đầu phun thứ 2 là khí nén (áp suất khí khoảng 1 đến 2 bars)
- Máy sấy phun có thể làm khô sản phẩm rất nhanh so với các máy khác. Chúng cũng biến một dung môi (hoặc dạng bùn) thành bột khô chỉ trong một bước, giúp đơn giản hóa quy trình và cài thiện biên lợi nhuận
- Trong sản xuất dược phẩm, sấy phun được sử dụng để sản xuát các chất rắn vô định hình bằng cách phân tán đồng nhất các thành phần Dược phầm hoạt tính thành một nền polymer. Trạng thái này sẽ đưa các hợp chất hoạt động (thuốc) ở trạng thái năng lượng cao hơn, từ đó tạo điều kiện cho gia vị thuốc khuếch tán trong cơ thể bệnh nhân
Máy sấy phun hoạt động thế nào? Nguyên lý máy sấy phun
Hình bên dưới là một sơ đồ đơn giản hóa quy trình sấy phun phổ biến với dòng khí/ dòng sản phẩm trong huồng sấy và dòng khí mở. Có những thiết kế phức tạp và hiệu quả hơn nhưng phần trình bày dưới đây bằng cách nào đó tạo nên mức tối thiểu cho dây chuyền công nghiệp
Không phụ thuộc vào mức độ phức tạp của nhà máy, quy trình sấy phun được thực hiện gồm 5 bước chính được mô tả sau đây
1. Quy trình xử lý
- Trước khi sấy, nguyên liệu cần sấy ở dạng chất lòng. Quy trình xủa lý trước khi sấy khô nhằm mục đích điều hòa nguyên liệu theo cách giúp cho việc sấy khô có thể và sẽ được tối ưu hóa năng xuất của nó. Các bước quy trình điển hình trong phần này của dòng như sau:
- Sự hòa tan/ công thức – nếu nguyên liệu thô không có sẵn trực tiếp ở dạng lỏng
- Cô đặc / bay hơi: Tăng tổng chất rắn sẽ dẫn đến năng suất sản phẩm tốt hơn cho máy sấy phun
- Gia nhiệt: Gia nhiệt có thể giúp cân bằng sự gia tăng độ nhớt do cô đặc
- Bơm: chất dạng bùn được bơm ở áp xuất cao để sấy
2.Tạo sương
- Để đảm bảo quá trình làm khô rất nhanh, cần phải tạo sương dòng chất lỏng thành những giọt rất nhỏ, điều này làm tăng nhiều bề mặt trao đổi mới, nơi mà độ ẩm có thể giải phóng khỏi các hạt
- Sự tạo phun này nhờ vào 1 hoặc một số vòi phun. Vòi phun thiết kế khác nhau tồn tại và lựa chọn theo vật liệu và lưu lượng để mang lại kết quả tốt nhất:
- Vòi phun áp lực
- Đầu phun quay
- 2 vòi phun chất lỏng
3. Tiếp xúc giữa vật liệu được làm khô và không khí
- Quá trình làm khô diễn ra nhờ không khí khô tiếp xúc với các giọt được phun ra. Khả năng hút ẩm của không khí và do đó làm khô các hạt được tăng lên bằng cách làm nóng không khí trước khi nó đi vào buồng sấy phun. Nó có độ ẩm tương đối thấp tại đầu vào và một độ ẩm tương đối cao, nhiệt độ thấp ở tại đầu ra
- Khí có thể được thổi đồng thời tới sản phẩm từ đỉnh của tháp hoặc ngược dòng từ phí dưới. Trong nhiều ứng dụng quy trình, dòng ngược được ưu tiên nhưng với dòng đồng sấy phun có mối quan tâm chính : Không khí ở nhiệt độ cao nơi tiếp xúc các hạt với độ ẩm cao nhất nó giúp bảo về các hạt khỏi quá nhiệt
4. Sấy khô
- Quá trình sấy khô thực sự diễn ra dọc theo buồng sấy phun theo sự tiến triển của các hạt rắn bên trong. Độ ẩm được loại bỏ từng bưới nhờ vào khối lượng và sự truyền nhiệt giữa hạt và khí
- Sự hình thành bọt khí: trong giiai đoạn tốc độ rơi, nhiệt độ của hạt được gia tăng. Nếu nó đạt được nhiệt độ cao hơn điểm sôi của chất lỏng, nó có thể bốc hơi trong hạt và nở ta tạo bong bóng
5. Tách chất rắn
- Khi các hạt được làm khô, cần phải thu thập chúng. Việc phân tách như vậy thường được thực hiện trong các xyclon có thể được trang bị các bộ lọc để tăng hiệu quả của chúng.
- Bột được thu thập ở dưới cùng của máy sấy phun và được chuyển bằng khí nén đến một cyclone ở đó nó tách ra với không khí
Không khí trong buồng sấy cũng được đưa đến một cyclone khác ở đó các hạn mịn, có thể đã được không khí vận chuyên được tách ra và đưa trở lại dòng sản phẩm chính. Không khí ẩm thường bị loại bỏ nhưng trong một số trường hợp, vì nó vẫn còn nóng, nó có thể được sử dụng them cho các hoạt động quy trình khác – Làm nóng sơ bộ
Ưu điểm của máy sấy phun
- Chất lượng và đặc tính của sản phẩm có thể được kiểm soát và duy trì hiệu quả thông qua toàn bộ hoạt động sấy.
- Các sản phẩm nhiệt rắn / dược phẩm có thể được sấy khô ở áp suất khí quyển và nhiệt độ thấp.
- Máy sấy phun cho phép sản xuất có trọng tải cao trong hoạt động liên tục, thích ứng với điều khiển PLC thông thường (Bộ điều khiển logic khả trình) và nó tương đối đơn giản để vận hành.
- Nguyên liệu thô ở dạng dung dịch, bùn, nhũ tương, bột nhão và tan chảy có thể được làm khô nếu bơm được.
- Vấn đề ăn mòn là tối thiểu và việc lựa chọn vật liệu chế tạo máy sấy phun được đơn giản hóa vì vật liệu sấy khô tiếp xúc với bề mặt thiết bị trong điều kiện khan.
- Máy sấy phun tạo ra hạt bột khô có kích thước hạt có thể kiểm soát được, hình dạng, dạng, độ ẩm và các đặc tính cụ thể khác không phụ thuộc vào công suất máy sấy và độ nhạy nhiệt.
- Máy sấy phun xử lý nhiều loại tỷ lệ sản xuất và cung cấp tính linh hoạt rộng rãi trong thiết kế của nó, đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm được đáp ứng dễ dàng thông qua việc lựa chọn thiết kế máy sấy phun phù hợp và vận hành nó từ một loạt các thiết kế có sẵn.
- Nó là một thiết bị sử dụng nhiều năng lượng bởi vì;
- Nhiệt lượng riêng của quá trình bay hơi có thể được cung cấp trong thời gian ngắn.
- Sự chênh lệch nhiệt độ giữa buồng sấy là tương đối nhỏ và
- Một lượng nhiệt đáng kể bị mất theo khí thải.
Nhược điểm của máy sấy phun
- Máy sấy phun thì cồng kềnh và lắp đặt cũng tốn kém.
- Rất khó để làm sạch sau khi sử dụng.
- Nó có hiệu suất nhiệt thấp, rất nhiều nhiệt bị lãng phí trong quá trình hoạt động.
- Vật liệu rắn không thể được làm khô bằng máy sấy phun.
- Sự xuống cấp của sản phẩm hoặc nguy cơ hỏa hoạn có thể do sản phẩm đóng cặn trên buồng sấy.
Ứng dụng của máy sấy phun
- Trong sản xuất sữa và chế biến sữa.
- Sản xuất sữa bột, sữa gầy và sữa nguyên kem.
- Chế biến các sản phẩm từ trứng.
- Sản xuất đồ ngọt và axit ăn thông thường.
- Chế biến chất làm trắng cà phê / trà.
- Các sản phẩm làm từ lúa mì và ngô trong tiệm bánh.
- Máy sấy phun được ứng dụng trong sản xuất viên nén để làm khô chất lỏng thành bột.
- Dùng trong sản xuất màu nhuộm, màu thực phẩm, bột màu sơn.
- Quy trình sản xuất xà phòng và chất tẩy rửa sử dụng máy sấy phun.
- Máy sấy phun có vị trí trong sản xuất phân bón như nitrat, muối amoni, phốt phát và những chất khác.
- Máy sấy phun rất hữu ích trong việc sấy khô axit xitric, hàn the, natri photphat, hexamine, gelatine và các chất chiết xuất.
- Máy sấy phun lấy một dòng chất lỏng và tách chất tan hoặc huyền phù ở dạng rắn và dung môi thành hơi.
