喷雾干燥实验报告Word下载.docx

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（一）实验目的

①了解喷雾干燥设备流程及气动离心雾化器工作原理；

②熟识喷雾干燥的操作；

③通过实验深入了解喷雾干燥的优点和缺点；

④了解喷雾干燥产品形态。

（二）实验原理与内容

喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热气体（空气、氮气或过热水蒸气）干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。

原料液可以是溶液、乳浊液、悬浮液。

液体的雾化器将料液分散为雾滴，增大干燥过程的传热传质速率。

雾化器是喷雾干燥的关键部件之一，目前常用的有3种，即压力式雾化器、离心式雾化器、气流式雾化器。

雾化的液体与热气流的接触表面积很大，它与较高温度的气流一接触就迅速进行传热传质，雾滴水分吸收热量后又迅速蒸发成水蒸气，空气既作载热体又作载湿体。

在干燥初期，雾滴很小，物料内部湿含量的扩散传递而造成的干燥阻力几乎等于零，物料的温度一直处于物料的表面湿球温度，为恒速干燥阶段。

在物料表面没有充水分时，物料就开始升温并在内部形成温度梯度，为降速干燥阶段。

若当温度梯度很大，物料内部的蒸汽压大于物料粒子表面内聚力时，粒子即会爆开，瞬时增大传质蒸发表面。

因此喷雾干燥的粉末大多是非球形。

本实验是采用离心喷雾，实验内容包括：

1、喷雾干燥设备流程及设备结构介绍；

2、喷雾干燥设备使用操作要点介绍；

3、喷雾干燥；

4、干燥产品形态观察。

（三）实验仪器、设备

LPG-5型高速离心喷雾干燥机，设备参数：

离心盘直径50mm、干燥室直径800mm,圆筒高600毫米，筒锥角度60°

。

这样的离心喷雾高速旋转的动力是采自压缩空气，压缩空气推动涡轮通过挠性轴带动离心盘转动,液料从加工料中均匀滴入离心盘中央受离心力的作用以切线方向甩出,绕成大小均匀的雾状水滴，分别于干燥室中；

由于离心盘转速高达2.5万转/分。

挠性轴细小，故注意操作，小心加料均匀，防止结焦以保证离心盘的动力平衡。

BT00-50M型保定蠕动泵、静音无油空压机。

实验材料：

牛奶、可溶性淀粉（麦芽糊精）

测量仪器：

小型离心喷雾干燥设备上热电偶温度计（进出风）、红外线水分测定仪、手持折光计。

（四）实验步骤

1. 检查干燥机是否清洗干净，各管道及旋风分离器连接是否完好，关好观察门，安装收集瓶。

2. 开启电源开关，开启风机开关按钮，设置进风温度178℃、出风温度86℃，然后再开启加热器开关按钮进行塔内预热到设定温度。

3. 预热期间打开空气压缩机。

4. 配料：

往洁净干燥的烧杯中倒入250mL纯牛奶，用手持折光计测定牛奶的固形物含量，在电子天平上称取30g可溶性淀粉（麦芽糊精），加入牛奶中，用玻璃棒搅拌均匀，再用手持折光计测定混合物的固形物含量，待用。

5. 干燥机内温度达到工作温度后，将雾化器放到塔顶雾化器的座孔上，连接好压缩空气管，将蠕动泵出料管插入雾化器的进料管内，打开空气压缩机气阀，慢慢调节减压阀的旋钮将空气压力调至0.4MPa，使雾化器的离心盘运转正常。

启动蠕动泵，转速设置为29.0转/min，将物料泵入雾化器内进行雾化、干燥。

6.从观察窗口观察干燥塔内物料雾化干燥情况（需光线配合）。

7. 当物料即将泵完时，先关闭蠕动泵，停止进料；

关闭加热开关，停止加热器；

慢慢调节减压阀的旋钮将空气压力减至0，关闭空气压缩机气阀；

风机继续工作，直到塔内温度降到90℃后再停止排风机；

关闭电源开关，切断电源。

8. 拆卸干燥室出料口、旋风分离器收集瓶，尽快分别收集干燥粉料。

9. 取适量迅速测定并记录产品的含水率。

10. 取出离心喷雾头小心拆开清洗，后抹干安装好放在支架上垂直放置，并清洁干燥机。

注意：

拆洗离心转盘，要特别小心，因它是桡性轴很容易压变形而致损坏。

（五）实验装置流程图

（六）实验数据及结果

干燥室设定干燥温度:

170-180℃;

实验环境温度:

14℃;

添加增稠剂前原料的可溶性固形物含量:

13.0%.

添加增稠剂后原料的可溶性固形物含量:

21.0%.

表1不同出料口收集到的奶粉的感官评定

来源

指标

旋风分离器出料口

干燥室出料口

含水量

1.89%

2.29%

颜色

淡黄色

米白色

形态

粉末细小，基本不结块

大多数为细粉状，小部分粘结为块状

（七）分析与讨论

1.产品的形态

牛奶在进行干制前为白色液体，在通过喷雾干燥干制成奶粉后呈淡黄色，可能由于在干制过程中发生了美拉德反应，使得奶粉的颜色发生变化。

奶粉均呈现颗粒状，没有粘结的现象发生，可能由于进行喷雾干燥的牛奶较少，所以都呈现点颗粒状。

2.产品的含水量

通过表1比较含水量数据得：

干燥室出料口的样品>

旋风分离器出料口的样品。

分析可能的原因有：

旋风分离器出料口的样品在干燥过程中经过了旋风分离器，干燥时间更长，干燥室出料口的样品却没有经过旋风分离器。

查相关资料可知，奶粉的含水量一般为3%-3.5%，一般不超过5%，而在本实验中，奶粉的含水量只有1.89%和2.29%，低于奶粉的含水量的要求，不利于保持奶粉品质。

其中造成奶粉的含水量较低的原因为：

（1）蠕动泵的转速偏低，加料速度慢；

（2）干燥温度偏高；

（3）实验当天环境湿度低，收集粉料迅速。