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实验室用小型喷雾干燥机的选择


2017-1-23 9:53:56  

   

    喷雾干燥是用雾化器将料液喷成雾滴分散于热空气或惰性气体中,使料液所含水分或有机溶剂快速蒸发的一种干燥方法,该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品,可省去蒸发、浓缩、粉碎等工序,且得到的颗粒分布均匀,流动性好。喷雾干燥具有传热快,水分蒸发迅速,干燥时间瞬间的特点,且干燥后的物料溶解性好,此外,喷雾干燥还可用于制备微胶囊。

  采用菜单式微处理控制器(PLC),可以直接设置进口温度、气流量、自动通针频率、蠕动泵速,实现数据采集以及过程监控和控制。自吸蠕动泵将样品液体从容器中通过喷嘴进入干燥腔,同时压缩空气从外层套管进入干燥腔使液体微粒化,热空气从上层进入与喷雾后的液体微粒相遇,物品开始干燥,干燥后的粉粒通过旋风分离器与废气分离后进入收集瓶中,废气则通过直径软管直接排到大气或空气过滤装置。

  针对不同的物料的物理性质或化学性质,以及实验需要得到的粉末或颗粒的大小和溶解性等,科研人员可能需要不能类型的小型喷雾干燥机,才能得到最理想的实验效果。但是如何选择适合自己科研或者物料干燥要求的喷雾干燥机,是摆在科研工作者面前的一个难题,下面,我就常见的一些物料应用来说明。

  一、物料含糖份较高(如果汁,中草药或天然产物提取物)或物料不耐热(热敏性的物料如酶制剂活菌等)

  因为大部分多糖双糖低聚糖,熔点比较低,在受热的时候,糖分发生了融化,而且多糖双糖本身比较容易吸潮,所以普通的喷雾干燥机,就会很容易出现黏壁的现象,不容易得到好的干粉或颗粒。另外,像酶制剂,活菌以及一些在高温下比较容易变性的高分子材料等,使用普通喷雾干燥机,因为进风温度起码在180°C以上,物料极易失活或变性,这时,降低喷雾干燥机的进风温度,就能得到比较好的实验效果,上海乔跃电子有限公司的JOYN-1800小型喷雾干燥机和JOYN--2000实验室小型低温喷雾干燥机(真空)能够在比较低的进风温度进行快速干燥,比如,JOYN--1800小型喷雾干燥机的进风温度可以设置为105℃,一般的含糖量高的物料,都能得到比较好的颗粒。有些物料的糖分,可能熔点更低,而JOYN--2000实验室低温喷雾干燥机,巧妙的结合了喷雾干燥和真空干燥的优点,在60-80℃的进风温度,就能完成喷雾干燥过程,像酶制剂,活菌以及不耐热的高分子材料等,在这样低的温度下瞬间干燥,活性或物理特性完全不受影响。

  二、物料溶剂为有机溶剂或物料易于氧化或有毒性

  喷雾干燥中含有机溶媒物料干燥难的问题,一般有机溶媒会呈易燃易爆的特性,防爆型闭式小型喷雾干燥机使物料能在密闭的干燥系统中循环,整个系统充满了惰性气体(如氮气或氩气),可避免有机溶剂气体与外界氧气的接触,确保了安全生产。上海乔跃JOYN--8000TF实验型有机溶剂小型喷雾干燥机采用的是安全性的氮气(或其他惰性气体)密闭循环方式,整个系统呈封闭状态,含氧气浓度在线监控,系统内氧气浓度一旦达到2%,系统会自动强制性停机并报警,是安全性好、操作简便的实验室有机溶剂专用小型喷雾干燥机,通过氮气密闭循环方式及采取溶剂完全回收方式的并用可对具有可燃性、毒性的溶剂进行处理,并可进行易氧化物质的干燥。而且,由于有机溶剂的沸点低,因此可以用低温干燥方式对易发生热变性的物质干燥。

  三、需要得到大颗粒粉末的物料

  在一些实验过程中,科研人员希望得到一些大颗粒的样品,比如催化剂行业,一般需要100微米左右的颗粒才能有比较好的催化效果,但是普通的喷雾干燥机,只能得到30微米以下的颗粒,上海雅程JOYN--1000和JOYN--018实验室喷雾干燥造粒机,就能比较好的达到实验目的。JOYN--1000喷雾造粒机,既可以用做单独的喷雾干燥机,得到5-30微米左右的颗粒,还能实现小颗粒粉末的造粒,能得到100-500微米以上的大颗粒。JOYN--018实验室喷雾造粒机可以直接喷雾干燥而得到100微米的大颗粒。

  四、热敏性极差或需要改良溶解性的物料

  有的物料,基本不能受热,传统的冷冻干燥时间又非常长,而且干燥后的物料成块状,流动性差,溶解性也不是很好。与传统冷冻干燥技术相比,上海乔跃JOYN--3000型实验室喷雾冷冻干燥机具有以下优点:(1)雾化分散的细小雾滴浸入低温中迅速冻结,能弱化冰晶的生长,减小冰晶对脂质体的破坏,避免物料如药物的渗漏和突释;(2)冻结样品经真空干燥后形成具有微孔结构的球形微粒,流动性好,且微粒的大小可以通过改变喷雾工艺来调节。JOYN--3000型实验室喷雾冷冻干燥机适用于热敏性、粘稠性、活性物料及含糖量高的物料的低温干燥,如中草药天然产物提取液、乳制品、生物制剂、酶制剂、水果原汁、高分子材料等。

  对于需要直接得到纳米材料的物料,JOYN--3000型实验室喷雾冷冻干燥机也是一个极好的选择。

  五、常规的物料如电池材料,矿物,高分子材料,化合物,香精香料,食品,西药等

  一些实验室用于常规粉末的制备或物料的干燥,可以选用上海乔跃JOYN--015小型喷雾干燥机,JOYN--015体积小,速度快,噪音小,适应性广,对电池材料,矿物,高分子材料,化合物,香精香料,食品,西药等大多物料都能有很好的喷雾干燥效果,而且JOYN--015小型喷雾干燥机操作简便,即使只有20ML的料即能完成一次实验,干燥出来的粉末球形度好,颗粒大小成正太分布,特别是该机带有喷雾头风冷装置(喷雾头水冷装置升级版,更环保,降温效率更高)和塔壁吹扫功能,极大的拓展了小型喷雾干燥机的应用。对于一些含有氯离子的特殊的物料,上海雅程采用耐氯离子的特种不锈钢精心制作的适用机型,能满足特殊行业的实际需要。上海乔跃电子有限公司更是开发出了耐氢氟酸的小型喷雾干燥机,并在中科院上海有机所得到了很好的应用。

  结语

  实验型喷雾干燥机目前的应用领域已十分广泛,且用途日趋多样化。随着社会和科技的快速发展,实验型喷雾干燥机应该加入更多其他新技术的支撑与发展(如超声波技术、微波技术等)。这样不仅能起到节能环保的效果,还能更好地提高产品的品质,山东天力能源股份有限公司前身是山东省科学院热能研究室,该公司生产的实验型喷雾干燥机经改进和升级后能满足广大客户的需求。

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