Распылительная сушка: ключевой процесс превращения жидкостей в качественные порошки

Распылительная сушка — процесс, где твердое материала получается путем распыления жидкостей или суспензий (смесей твердого и жидкого) из сопел в потоки нагретого воздуха. Используется для производства широкого спектра порошковых и твердых химикатов: от удобрений до порошковых фармацевтиков. Создание твердых тел из жидкостей или смесей снижает транспортные расходы, улучшает срок хранения и дает возможность формировать частицы разной формы для специфических применений. Технология разработана в конце XIX века, но коммерчески не применялась до 1920-х, когда улучшения сделали возможной непрерывную работу.

Конфигурации систем

Процесс может происходить в открытых или закрытых баках/зданиях. Продукт распыляют в верхней части открытых баков, жидкость испаряется до достижения дна. Нагретой воздух может подаваться сверху вместе с продуктом — сонаправленный поток (co-current), так как воздух и продукт движутся в одном направлении. Противоположный поток (counter-current) — когда продукт течет вниз, а воздух движется снизу вверх.

Смешанный поток

Смешанная система для разных материалов и режимов сушки. Сопло обычно направлено вверх. Воздух подается снизу. Частицы сначала движутся вверх в потоке воздуха, затем падают против потока, создавая смешанный поток. Полезно для крупных частиц или материалов, требующих дополнительного времени сушки.

Форма частиц и системы

Продукты обычно сферические, но можно делать другие формы. Соотношение сторон (макс. длина к ширине) измеряет несферические формы. Можно производить полые сферы для снижения веса. Двухстадийная система: первый этап создает слегка влажный продукт, частицы слипаются на втором этапе в более крупные агрегаты.

Сопла и атомизаторы

Сопло можно менять для разных продуктов или размеров частиц. Атомизаторы (стационарные и вращающиеся) создают сферы. Вращающиеся атомизаторы используют крутящееся сопло для распыления тонких капель. Двухпотоковые сопла используют смесь продукта и сжатого воздуха или пара для создания распыления. Сжатый воздух или пар увеличивают стоимость, но нужны для очень вязких материалов или требующих парового нагрева.

Сублимационная сушка (Freeze drying)

Можно сушить продукты распылением жидкостей в рефрижерированных баках. Жидкости удаляются замораживанием и сублимацией — прямым переходом из твердого в газ без плавления. Полезно для создания порошковых лекарств или химикатов, чувствительных к теплу.