CD段:過(guò)了臨界點(diǎn)C之后,物料進(jìn)入了降速干燥階段。這一階段,液滴內(nèi)部遷移到表面的水分開(kāi)始不再維持其飽和的濕潤(rùn)狀態(tài),在由C點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中,物料的固體表面外殼逐漸形成,直到D點(diǎn)的那一刻,固體外殼將*形成。此過(guò)程中的干燥速率下降的很快,物料表面的蒸汽壓低于同溫度下水的飽和蒸汽壓。由于熱空氣傳給濕物料的熱量大于水分汽化所需的熱量,因此物料表面的溫度將逐步上升,開(kāi)始接近熱干燥空氣的溫度。
DE段:由于物料的固體表面已經(jīng)*形成,所以此時(shí)的傳質(zhì)阻力全部在固體層上。物料內(nèi)部的結(jié)合水向外遷移蒸發(fā)已經(jīng)很困難了,固體物料的溫度也會(huì)進(jìn)入快速的升溫階段。蒸發(fā)將持續(xù)到物料的濕含量與周?chē)諝膺_(dá)到平衡為止。其實(shí),趨近與平衡濕含量E是十分緩慢的。在噴霧干燥的操作中,干燥成品的濕含量都高于平衡濕含量E。
在上述四個(gè)干燥階段中,一般情況下,物料離開(kāi)干燥塔的時(shí)間點(diǎn)是在DE段的某個(gè)點(diǎn)上。所以,DE段是非常重要的干燥階段。物料含水率越來(lái)越低,而此時(shí)成品溫度上升很快、容易接近物料的極限溫度。如何讓物料上升的溫度不超過(guò)其本身的極限耐受溫度而安全離開(kāi)干燥塔呢?產(chǎn)品的出口溫度在這里就起到了重要的指示作用。根據(jù)上面干燥過(guò)程可以知道,如果產(chǎn)品的出口溫度不高于其本身的極限溫度,那么在噴霧干燥過(guò)程中,就不會(huì)發(fā)生產(chǎn)品過(guò)熱的現(xiàn)象,問(wèn)題將迎刃而解。如果假設(shè)物料產(chǎn)品顆粒的出口溫度等于出口的熱空氣溫度。我們可繪出產(chǎn)品溫度與熱空氣溫度的時(shí)間變化曲線。如下圖所示:
上圖顯示:物料在剛進(jìn)入干燥塔后,由Product曲線顯示:為得到足夠的汽化潛熱,物料迅速吸熱升溫,其溫度很快上升到A點(diǎn),隨后進(jìn)入到AB段的恒速干燥階段。當(dāng)物料干燥到臨界點(diǎn)B后,物料固體表面形成,其表面溫度迅速升高;而GAS曲線顯示:熱空氣在進(jìn)入干燥塔后,由于干燥過(guò)程中的物料蒸發(fā)吸熱,曲線一直向下彎曲,直到與Product曲線相交于C點(diǎn),此時(shí)物料與熱空氣一同排出干燥塔外,C點(diǎn)的溫度即為出口溫度。這是噴霧干燥過(guò)程中經(jīng)典的產(chǎn)品溫度與熱空氣溫度的時(shí)間變化曲線。由此,我們可以推斷,如果出風(fēng)口溫度升高,相應(yīng)的產(chǎn)品出口溫度也會(huì)升高,如果出風(fēng)口溫度降低,相應(yīng)的出口產(chǎn)品溫度也會(huì)降低。因此,在噴霧干燥的實(shí)驗(yàn)中,產(chǎn)品出口溫度的確定,是能否獲得合格產(chǎn)品的關(guān)鍵。
那么,我們?nèi)绾蝸?lái)確定理想的出口溫度呢?根據(jù)經(jīng)驗(yàn),我們可以在次的試噴中遵循以下規(guī)則:以產(chǎn)品的融化點(diǎn)或活性物質(zhì)的變性溫度來(lái)確定出口極限溫度。例如:某產(chǎn)品的融化點(diǎn)或變性溫度我們已經(jīng)確定,為了產(chǎn)品的安全考慮,我們?cè)噰姷臏囟瓤梢栽诖藰O限溫度下降5℃進(jìn)行次試噴。因?yàn)槊糠N產(chǎn)品的干燥強(qiáng)度是不同的,所以理想的出口溫度有時(shí)會(huì)高于產(chǎn)品的融化點(diǎn)或變性溫度,有時(shí)會(huì)低于產(chǎn)品的融化點(diǎn)或變性點(diǎn)溫度,這需要我們根據(jù)成品的產(chǎn)率和性質(zhì)來(lái)進(jìn)行出口溫度的微調(diào),并進(jìn)行再次實(shí)驗(yàn),直到得到合格的產(chǎn)品。這樣,我們就能很快的摸索出理想的出口溫度。(上述方法不包括耐受溫度*或極低的物料)
綜上所述,在噴霧干燥中,每種物料都有它合適的出口溫度。因此,噴霧干燥的出口溫度是一個(gè)非常重要的參數(shù),找到并確定理想的出口溫度,將是我們實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。
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