在食品、制药、化工等行业，喷雾干燥作为现代主要干燥技术之一，广泛应用于不同性质的产品。喷雾干燥技术通过机械作用，将需要干燥的物料分散成细如雾状的颗粒，与热空气接触瞬间除去大部分水分，从而将物料中的固体物质干燥成粉末。01

喷雾干燥原理及特点1、喷雾干燥原理根据原理不同，喷雾干燥可分为压力喷雾干燥法、离心喷雾干燥法和气流喷雾干燥法。喷嘴、干燥器、预热器、空气粉末分离室、空气过滤器、收集桶、鼓风机等是喷雾干燥的常用部件。其工作原理是通过雾化器将待干燥物料分散成雾状微小液滴，与热气流交换，蒸发大量水分，从而获得粉状或细颗粒状的成品或半成品。喷雾干燥技术由三部分组成。第一部分将料液雾化，第二部分使雾化后的料液与空气接触，第三部分将干燥后的粉末与空气分离。2、喷雾干燥的特点与其他干燥技术相比，喷雾干燥技术具有以下主要优点：干燥速度快：料液经雾化器雾化后体积增大数千倍，细小的雾滴相互接触在热空气的过程中，90%至95%以上的水分可以在瞬间完成。根据设备类型的不同，干燥时间可控制在530s内，干燥过程非常迅速。物料不耐高温，适用于干燥热敏性物料：喷雾干燥过程中，物料直接与热空气接触，但大部分热量用于蒸发料液中的水分，并且物料的温度不会超过高温空气的湿度。球温高，物料质量不会受高温空气影响，适合药品等热敏性物料的干燥。适用于从高级合成材料到大宗化学品的多种产品的生产。喷雾干燥技术非常适合干燥液体固含量在0%至60%之间的物料。通过改变工艺参数，可以非常高效地生产出满足粒度和形状、密度、分散度、多晶型和流动特性的粉末。具有精确粉末特性的复杂粉末。02

影响喷雾干燥的主要因素1、进、出口温度喷雾干燥室的温度通常是指进入塔内的热空气的温度。干燥温度是影响喷雾干燥粉体理化性能的最重要因素。较高的干燥温度为干燥室提供更多的热量，从而提高干燥速率并降低喷雾干燥产品的水分含量。卡等人。指出，将喷雾干燥温度从120提高到200，可使干燥粉末中的水分从5.29%降低到3.88%。喷雾干燥产品的粒度还取决于干燥机入口温度。干燥温度的升高会导致水蒸发更快，从而导致微球形成更快，而没有足够的时间收缩，从而导致粒径更大。托农等人。指出，随着入口干燥温度从138升高到202，巴西莓粉的粒径从13.38m增大到20.11m。同样，番石榴汁粉的粒径随着入口温度的升高而显着增加（p<1%）。喷雾干燥粉末的堆积密度随着温度的升高而降低。由于水分蒸发率较高，较大的颗粒内部可能是空心的，或者具有多孔或破碎的结构。通常，多孔或碎片颗粒表现出较低的堆积密度。切吉尼等人。研究表明，由于水比大多数干食品固体密度更大，因此在较高温度下生产的粉末的堆积密度比在较低温度下生产的粉末的堆积密度低。还观察到尺寸较小的粉末颗粒具有较大的堆积密度。喷雾干燥粉体的流动性也在一定程度上受干燥温度的影响。随着温度升高，流动性会降低。溶解度也是粉末产品的一个重要质量特性，可以直接影响喷雾干燥食品的重构行为。随着喷雾干燥温度从120升高到160，粉末的溶解度增加。 2、含有高糖物质的壁材，如果汁、蔬菜汁，在没有包埋剂的情况下很难直接喷雾干燥。壁材料是在喷雾干燥过程中嵌入活性成分的聚合物。它们是喷雾干燥产品。最重要的因素之一。壁材可提高喷雾干燥时的玻璃化温度和收率，降低粉体产品的粘度和吸湿性。常见的壁材料包括阿拉伯树胶、麦芽糖糊精、明胶、淀粉、果胶、甲基纤维素、藻酸盐、磷酸三钙及其组合。壁材的选择主要取决于喷雾干燥的目的和被处理物料的物理、化学性质。壁材料应高度溶于工艺溶剂，并具有足够的成膜能力，即使在高浓度下也能产生低粘度溶液。对于喷雾干燥，它们必须具有高分子量和高玻璃化转变温度，以提高最终产品的防粘性能。它们必须能够保护敏感化合物免受热、氧、光等的影响。喷雾干燥常用的壁材是碳水化合物，主要包括： 1）淀粉及其衍生物（淀粉、麦芽糊精、糊精和环糊精）； 2）树胶（阿拉伯树胶或阿拉伯树胶与刺梧桐树胶的混合物）；3）纤维素及其衍生物（纤维素、羧甲基纤维素、羟丙甲基纤维素等）。淀粉及其衍生物具有良好的喷雾干燥性能，如高分子量和高玻璃化转变温度、在冷水中溶解度高、粘度低、抗粘性能以及能够生产相对致密的粉末。但它们的成膜能力较差，这对干燥效率，特别是敏感化合物的保存非常不利。与淀粉相比，树胶具有更好的成膜能力，但其玻璃化转变温度相对较低。纤维素及其衍生物具有良好的成膜性和表面活性，但不易消化。淀粉或淀粉衍生物与树胶并用可改善喷雾干燥性能，但树胶的含量应低于淀粉或淀粉衍生物的含量。

据报道，蛋白质特别是乳清蛋白具有优异的成膜能力和营养保留能力，常与淀粉或淀粉衍生物一起使用。3、进料速度在喷雾干燥过程中，进料速度是重要的影响因素之一。进料速度决定了物料在干燥室、分离器和输送机中的停留时间，也影响物料的雾化和液滴的大小。进料速率基本上取决于雾化器的速度，泵速越高，进料速率越快。但较高的进料速度会减慢传热速度，使液滴难以充分干燥，容易导致粘壁。此外，托农等人。观察到液滴直接落入干燥室的现象。这是由于在高进料液体流速下材料雾化不完全，导致生产率降低。较高的进料速度导致液滴与热空气之间的相互作用时间不足，从而增加了喷雾干燥粉末的含水量；此外，较短的接触时间导致传热传质效率降低，导致最终产品的水分含量较高。

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喷雾干燥在食品工业中的应用1、喷雾干燥在果蔬粉生产中的应用我国是农业大国，果蔬产业已成为国家仅次于食品的支柱产业。果蔬粉由于其独特的优点，不仅可以克服果蔬不耐储存、易腐烂变质的缺点，而且可以满足人们对果蔬多样化、高端化、新鲜化的需求。蔬菜，因此具有广阔的发展前景。果蔬粉的制备技术有很多，如喷雾干燥、热风干燥、真空冷冻干燥、微波干燥、变温压差膨化干燥和超微粉碎技术等，但由于其独特的喷雾干燥的优点使其成为果蔬粉加工的理想选择。在其中占有非常重要的地位。2、喷雾干燥技术在速溶茶饮料中的应用速溶茶饮料是一种能快速溶解于水的固体饮料茶。携带方便、饮用方便、遇水溶解快、无残留、农药残留少、易于调节。它具有质轻、密度大或易于与其他食品混合等特点，因此越来越受到人们的喜爱。毕秋云以灵芝和红茶为原料，采用喷雾干燥技术研究灵芝红茶固体饮料的生产工艺条件。最佳配方和工艺条件为红茶提取物15%、灵芝提取物35%。柠檬酸添加量为1%，白糖添加量为8%，麦芽糊精添加量为15%；喷雾干燥的最佳工艺条件为进风温度180、出风温度80、进料量25ml/min。3、喷雾干燥在食品添加剂中的应用由于有些食品添加剂容易受到环境中光、氧气、温度、水分等因素的影响，以及食品中存在的异味、异味、辛辣味等不良气味。添加剂本身，就严重影响了它的使用。它在食品中的应用阻碍了食品工业的发展。20世纪微胶囊技术的诞生，解决了这些问题，而微胶囊技术的关键是喷雾干燥。NgLayTze等人。研究了不同麦芽糊精浓度和喷雾干燥入口温度对火龙果甜菜红素含量的影响。获得的最佳喷雾干燥条件为入口温度155和麦芽糖糊精浓度20%。4、喷雾干燥在保健食品中的应用由于鱼油中的多不饱和脂肪酸（DHA和EPA）容易被氧化，严重阻碍了其在保健食品中的应用和市场需求，鱼油微胶囊不仅能有效防止氧化变质，而且能掩盖鱼腥味。5、喷雾干燥技术在其他食品领域的应用随着喷雾干燥技术研究的深入以及人们对食品风味和营养价值要求的不断提高，市场上出现了越来越多的喷雾干燥生产的食品。由于经济的发展和人民生活的提高，很多地区的人们减少了杂粮的摄入量。粗粮中含有丰富的膳食纤维、矿物质等，这些物质是人体不可缺少的，因此谷物粉很受消费者的欢迎。李俊安以喷雾干燥技术为主要载体，对山药、黑米、玉米、荞麦、柑橘等谷物和水果进行磨粉，评价喷雾干燥对功能活性成分的影响；以各种喷雾干燥粉末为基料，制备出4种功能饮料。此外，喷雾干燥技术也常用于婴幼儿营养食品的加工，其中最常见的是婴幼儿奶粉的加工。04

新型喷雾干燥技术的研究进展随着喷雾干燥过程机理的不断深入研究和喷雾干燥技术在各行业的广泛应用，本文从近年来国内外喷雾干燥的研究成果入手，介绍了该领域的最新进展。研究进展。1.喷雾冷冻干燥技术自Werly等人。1964年提出喷雾冷冻干燥技术，该技术在各个领域取得了快速发展。喷雾冷冻干燥是喷雾技术与冷冻技术相结合的一种独特的干燥技术。喷雾冷冻干燥技术冷冻干燥技术首先通过液氮等冷却介质将雾滴冷冻成冰粒，然后利用干燥技术将冷冻的冰粒脱水干燥成粉末。喷雾冷冻干燥得到的颗粒形貌优于喷雾干燥和冷冻干燥。可以获得具有良好尺寸分布的液滴。同时，在冷冻干燥过程中，溶液中的水在颗粒内部留下微小的孔隙。这些微孔结构的形成增加了颗粒的比表面积，大大提高了产品的润湿性和溶解性。由于是低温干燥，因此特别适合热敏性高的物料的干燥。该技术已广泛应用于食品和药品研发领域。为了提高阿奇霉素的水溶性和生物利用度，Adeli等人。采用喷雾冷冻干燥技术制备阿奇霉素固体分散体。分析发现，喷雾冷冻干燥技术制备的阿奇霉素溶出度高于常规喷雾干燥技术制备的药物。喷雾冻干法制备的药物溶出度比常规方法制备的药物溶出度高8.9倍。Jae-YoungHer等人。尝试采用喷雾冷冻干燥方法制备出存活率高达97.7%的益生菌粉，且益生菌粉具有较大的比表面积。S.PadmaIshwarya等人。采用喷雾冷冻干燥技术评价速溶咖啡的理化指标和香气品质。结果表明，与喷雾干燥和冷冻干燥技术加工的咖啡相比，喷雾冷冻干燥加工的咖啡保留了其独特的风味。低沸点芳香族化合物的香气品质、良好的流动性和速溶性，与同类产品相比具有很大的竞争优势。2、过热蒸汽喷雾干燥技术过热蒸汽喷雾干燥技术是利用过热蒸汽在相应压力下温度高于相应饱和温度的特点，使过热蒸汽与物料直接接触，达到物料干燥的目的。与传统的热风干燥技术相比，过热蒸汽具有比热容高、用量小、干燥速度快的特点。具有热效率高、干燥质量好、无氧化爆炸风险、节能效果显着等特点。张智慧等.采用热风和过热蒸汽干燥方法制备粉末。结果表明，与热风喷雾干燥相比，过热蒸汽喷雾干燥法胶粉表面存在许多均匀的微孔，相对分子质量保持较好。V.V.Sidorchuk等人。分别采用热空气和过热蒸汽喷雾干燥方法制备微球气雾剂。结果发现，与热风喷雾干燥相比，过热蒸汽喷雾干燥方法可以获得尺寸更加均匀的颗粒。龙根公园等人。评价了热风与过热蒸汽联合干燥的节能效果。结果表明，热风喷雾干燥的节能效果为46%51%，而热风与过热蒸汽联合干燥的节能效果为77%。%82%。3、纳米喷雾干燥技术纳米喷雾干燥技术主要应用于纳米颗粒药物制备领域。与微米颗粒药物相比，纳米颗粒药物具有更大的比表面积、更高的药物溶出度和生物利用度。因此，纳米喷雾干燥技术特别适合难溶性药物的制备。

瑞士Buchi公司研发的B90纳米喷雾干燥机可以直接制备粒径为0.3-0.5m的颗粒药物。纳米级喷雾干燥设备由高频振动雾化器、层流加热器和高压静电收集器组成。在纳米喷雾干燥机中，液体流经电动振动网式雾化器，被雾化成细小的液滴，在干燥室中干燥，产生固体颗粒，最后由静电干粉收集器分离收集。传统的喷雾干燥技术一般采用压力雾化器将液体雾化并与热空气接触干燥，然后通过旋风分离器收集固体颗粒。收率约为30~50%，而纳米级喷雾干燥机采用高压静电收集装置收集固体颗粒，收率可达90%以上。周阳等.采用纳米喷雾干燥技术制备的地黄寡糖微粉，载药量为30%，收率高达89%，吸湿性良好。万陶然等人。利用纳米喷雾干燥技术制备固体脂质纳米粒和纳米结构脂质载体，并通过创新的纳米喷雾干燥技术将获得的脂质胶体颗粒转化为固体粉末。获得的固体粉末为聚集体的形式。球状粉末细腻、均匀。05

喷雾干燥塔常见问题及改进失败一：防爆措施选择正确的干燥塔类型；干燥塔设计、制造时应安装灭火设备；设备与物料接触的表面采用光滑材料，防止物料进入。安装空气过滤器，防止含尘废气被吸入干燥室的燃气加热器；定期清洁空气过滤器，包括冲洗过滤器；定期检查运行中易产生沉积物的部位；定期检查各种电气元件和机械元件；离心喷雾时，转动部件必须运转自如，并经常检查；安装静电接地装置；保持干燥机各部件彻底清洁。另外，针对喷雾干燥塔内物料燃烧爆炸的情况，可以采取一些措施将损失降到最低，如在干燥室顶部安装泄爆阀；干燥室内安装多个阀门自动开启；干燥室设计时考虑到爆炸的可能性，室壁加厚。故障二：湿粉粘附在主塔内壁(1)进料量太大，不能充分蒸发；(2)喷涂开始前干燥室加热不足；(3)开始喷涂时，排出流量调得太大；(4))添加的液体不稳定。修复方法：适当减少进给量；适当提高热风入口和出口温度；开始喷射时，流量应小，逐渐增大，调节至合适；检查管道是否堵塞，调整物料固含量，保证料液流动性。故障三：出现这种现象一般有以下三种原因：产品中有大量杂质。首先，喷雾干燥机物料中含有过滤时未滤出的杂质。解决办法是检查空气过滤器，根据情况更换滤网；第二，料液纯度不高，解决办法是对料液进行取样化验，滤除料液中的杂质；三是设备中有杂质。解决办法是定期对设备进行全面清洗，清除杂质。故障四：水分含量高通常是由于排气温度太低造成的。适当减少进料量，提高排风温度。故障五：粉粒太细、固含量太低或喂料量太少。提高料液固含量，增加进料量，提高进风温度。故障六：喷头转速低，离心喷头部件故障。检查喷嘴的内部组件。故障七：蒸发量低。故障原因：（1）整个系统风量减少；(2)热风入口温度低；(3)设备漏风，冷空气进入干燥室。修理方法：（1）检查离心机转速是否正常；(2)检查离心机调节阀位置是否正确；(3)检查空气过滤器、空气加热器管道是否堵塞；(4)检查电网电压是否正常；(5)检查电加热器工作是否正常；(6)检查设备各部件连接是否密封。故障八：喷头振动故障原因：（1）喷头清洗维护不当，造成喷头盘内残留物或主轴弯曲变形；(2)离心盘动平衡不良。修复方法：（1）检查喷盘内是否有残留物质，如有及时清理；(2)如发现主轴异常，应予以更换；(3)重新调整或更换离心盘动平衡。故障九：漏粉现象严重，产品回收率低。如果旋风分离器出现问题或除尘性能低，就容易出现漏粉现象。针对这种现象，前者的解决办法是检查旋风分离器是否有缝隙，气密性是否完好；后者的解决办法是适当增加二次除尘。

故障十：设备运行时噪音大。技术人员表示，一般来说，喷雾干燥机的雾化盘和轴承是产生噪音的主要部件。因此，如果用户发现设备有噪音，应对这两部分进行检查。主要原因有：检查雾化片是否平衡、轴承是否正常工作、润滑油是否添加正确。如果发现任何损坏，请立即修理或更换。