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2.1.1 改良干燥塔的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)：在塔體設(shè)計時,若塔徑小于噴霧錐最大直徑 ,就會在對著霧滴運動最大軌跡平面上產(chǎn)生嚴(yán)重的粘壁。為了防止物料粘壁,可以有意識地適當(dāng)加大塔壁直徑,使半干物料碰不到壁面就向下掉落。這個辦法有緩解粘壁的作用,但塔徑不宜過大,否則不僅增加設(shè)備材料費和設(shè)備占地面積,還會降低熱風(fēng)在塔內(nèi)的運行速度,影響干燥質(zhì)量。立式圓錐形噴霧干燥塔容易在錐體部位粘壁,采用立式圓柱體結(jié)構(gòu)能夠克服上述缺點。

噴霧干燥塔塔體多由不銹鋼、碳鋼或鋼筋混凝土制成,這些材料均有親水性,易被濕物料粘附而結(jié)疤。如在噴霧干燥塔易結(jié)疤的區(qū)域內(nèi)襯接觸角大于90℃的疏水性材料,特別是高分子材料,可有效地減少噴霧干燥塔結(jié)疤的機率，內(nèi)襯材料的選擇要根據(jù)噴霧干燥塔工作溫度來確定,如果工作溫度低于100℃,可選擇聚丙烯、聚苯乙烯等作為內(nèi)襯材料,而對于工作溫度在100～200℃的情況,應(yīng)選用聚四氟乙烯。采用高分子材料作為噴塔內(nèi)襯，設(shè)計上要充分考慮內(nèi)襯層與塔體熱膨脹系數(shù)的差異。

2.1.2 合理選擇霧化器：霧化器又稱噴嘴 ,是噴霧干燥設(shè)備的關(guān)鍵部件 ,其結(jié)構(gòu)的不同直接影響液體霧化分散效果,進而影響微粒的粒徑和性能。膏狀物料粘附性極強,不易分散,易于使已分散的物料重新粘結(jié)成團,導(dǎo)致來不及干燥而粘壁。同時膏狀物料中的水份和物料的結(jié)合狀態(tài)屬毛細(xì)管水、滲透水、吸附水和結(jié)構(gòu)水,故水份在物料中的傳遞阻力大,如不能設(shè)法將物料分散成很小的顆粒以減少傳熱傳質(zhì)阻力 ,干燥時間的延長也是造成粘壁的重要原因。汪建文等采用在一個噴嘴內(nèi)實現(xiàn)一次物料三次氣流的二內(nèi)一外旋轉(zhuǎn)混合的霧化器,便于拆卸安裝,直徑不超過 10 mm的雜物不會受堵,達(dá)到比較理想的霧化效果,避免膏狀物料噴霧干燥的粘壁問題。

鑒于粘度高的物料難以霧化,王開潤在研究中藥桔梗浸膏噴霧干燥時,主張采用三流體式噴嘴代替二流體式噴嘴,并通過提高料液溫度以降低其粘度、增大氣液比等手段提高霧化效果,達(dá)到減輕粘壁的目的。采用四流式霧化噴嘴可使霧滴的比表面積增加10倍,提高霧滴尺寸分布均勻度,提高霧化效果，具有連續(xù)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速功能的變頻離心霧化器非常適宜食用菌多糖噴霧干燥,可以根據(jù)多糖的品種、濃縮液的含固量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,以改變霧滴大小,達(dá)果到少粘或不粘塔壁的效果。

2.1.3 霧化器的正確安裝：氣流式噴嘴和壓力式噴嘴產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)噴霧圖形是一個和噴嘴軸線對稱的空心錐 ,霧滴應(yīng)均勻分布在噴霧錐中。當(dāng)氣流式噴嘴的氣體通道與液體通道軸心不重合,或壓力式噴嘴孔不圓時,產(chǎn)生的霧錐就不對稱了,霧錐的偏離將導(dǎo)致局部嚴(yán)重粘壁。

如果噴霧塔中只安裝一個噴嘴,則噴嘴的軸線要安裝在塔的中心線上,即二者重合。如果需要安裝多個噴嘴,則各噴嘴霧矩間不能重疊,通過調(diào)節(jié)噴射角度使霧滴不要直接噴射到對面的壁上。噴嘴的振動也是產(chǎn)生粘壁的一個原因,對于旋轉(zhuǎn)式霧化器,運轉(zhuǎn)時特別要防止振動。

2.1.4 選用適宜的操作工藝條件：對于氣流式噴霧干燥塔,操作工藝參數(shù)主要涉及干燥溫度、進料速率和噴頭壓力。噴霧干燥塔溫度分為進風(fēng)口溫度和出風(fēng)口溫度。提高進風(fēng)口溫度可以增大液滴的蒸發(fā)強度,使液滴在接觸塔壁之前表面就已經(jīng)固化,可有效地減少粘壁損失,提高產(chǎn)品收率。此外,溫度對顆粒粒徑有較大影響,溫度較低時,溶液霧滴達(dá)到過飽和的時間延長,瞬間成核速度降低,成核數(shù)量減少,因此,所得微粒粒徑增大,導(dǎo)致干燥時間延長。進風(fēng)口溫度維持不變時,提高出風(fēng)口溫度可以縮小進出口溫度差,提高熱空氣在塔內(nèi)的平均溫度,加快干燥速率,有效防止粘塔現(xiàn)象。因此,在物料不失活和沒有低熔點粘壁的前提下，適當(dāng)提高干燥溫度是有利的。

進料速率對干燥的影響主要體現(xiàn)在蒸發(fā)負(fù)荷和霧滴顆粒變化兩個方面。一方面,隨著進料速率的增加,蒸發(fā)負(fù)荷增加,當(dāng)進風(fēng)口溫度不變時,出風(fēng)口溫度降低 ,從而使霧滴與空氣之間的對數(shù)平均溫度差Δtm變小,產(chǎn)品含濕量增加引起粘壁;另一方面,進料速率的增加引起霧滴顆粒變大，干燥所需時間τ與液滴直徑d之間的關(guān)系可用下式表示：

τ=1.04×10-4d1.87   (1)

由式(1)可見,霧滴直徑變大,所需干燥時間延長,物料粘壁就更容易發(fā)生。因此,進料速率應(yīng)由小到大,逐漸控制在合理范圍內(nèi)。

在其它條件不變時,提高噴霧壓力則有利于霧滴的細(xì)化,因為霧滴的直徑與噴霧壓力的平方根成反比。

d√p tgα/2 = 常數(shù)　(2)

式中:d-霧滴直徑 ,m;

　p-噴霧壓力, Pa;

 α-霧錐角 , rad。

霧滴直徑變小可以加快蒸發(fā)的速度,縮短干燥的時間,從這個角度講有利于避免物料粘壁。但另一方面,噴霧壓力的升高可以提高霧滴的噴射初速度,引起射程的增加,使一些霧滴在尚未干燥前就粘貼在塔壁上。

綜上所述,噴頭壓力也有一個合適范圍,應(yīng)根據(jù)物料性質(zhì)、 干燥塔的特征參數(shù)合理設(shè)置。對于離心式噴霧干燥器,就應(yīng)選擇好旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速。

2.1.5 熱風(fēng)在塔內(nèi)的運動狀態(tài)：熱風(fēng)在塔內(nèi)的運行狀態(tài)直接影響粘壁狀況。佛明義等在解決石油化工產(chǎn)品噴霧干燥粘壁問題時,采用了順流風(fēng)和夾帶少量團粒的旋轉(zhuǎn)風(fēng)相結(jié)合的方法,當(dāng)二者流量分別為 180m3/h和120m3/h時,即二者比值1.5時，塔壁沖刷干凈,取得了滿意效果。實踐證明,在總的進塔熱風(fēng)量一定的情況下,用于保護層的風(fēng)量與用于干燥的風(fēng)量,兩者的比例會影響霧滴的干燥效果。如果保護層的風(fēng)量過大,反而使塔的粘壁增加,這是因為起干燥作用的風(fēng)量減小,霧滴在沒徹底干燥前與內(nèi)壁接觸而粘附。

采用多段氣幕封壁法對解決乳品粘壁有較好的效果。該方法的原理是對常規(guī)干燥塔結(jié)構(gòu)加以改造,采用自上而下直徑逐漸增大的塔壁,并在每段上部沿周向開若干個小孔,在塔外增加一層直徑不變的外壁,形成一個夾層。冷空氣由風(fēng)機引入夾層,并通過每段的周向孔射入塔內(nèi),射流沿垂直向下方向形成氣幕。如果射流速度、空氣流量適當(dāng),每段氣幕可首尾相接。這就等于把塔內(nèi)壁用氣流封住,以防止半干物料粘附在塔壁上。這套方案在塔體結(jié)構(gòu)上比普通干燥塔復(fù)雜些 ,增加了一定加工量。

引風(fēng)量對粘壁有影響。由于噴霧干燥過程是在微負(fù)壓下操作,霧滴能否達(dá)到干燥效果并及時抽走干燥物料取決于引風(fēng)量。引風(fēng)量適當(dāng)增加能夠提高噴霧干燥產(chǎn)率,但如果引風(fēng)量過大,霧滴在塔內(nèi)停留時間過短,霧滴就會產(chǎn)生半濕物料粘于塔的底部(即塔錐體);如果引風(fēng)量過小,雖然霧滴在塔內(nèi)停留時間延長,但不能把干燥物料及時抽走,霧滴會粘附于干燥物料表面,隨熱風(fēng)旋轉(zhuǎn)流粘于塔直筒壁上。