噴霧乾燥裝置及其使用方法

2023-10-22 23:43:47

專利名稱：噴霧乾燥裝置及其使用方法
技術領域：
本發明涉及一種集成了噴霧乾燥的流化床裝置並涉及其使用方法。本發明還涉及一種噴霧乾燥粉料的生產方法，可以根據未來的用途以確定目標的方式來改變其產品性質。
工業使用的顆粒料通常通過把一種或多種成分的溶液或懸浮液噴霧進入裝備熱氣體的噴霧塔中來生產。在熱氣流中，液體成分蒸發，形成具有一種多少有些隨機形狀的固體。
同樣已知的是在流化床中的造粒，其中，工藝氣流流過特定形狀的供料底部，產生固體原料的流化床。霧化的液體通過噴嘴系統以細分散的形式進入流態化的空間。流態化的顆粒被潤溼，表面部分溶解，顆粒粘結在一起。在流化床末端，連續排出固體物料。同時，細分散在霧化液體中的較少量固體在進口送入。過濾系統防止粉塵離開流化床，並保證只有具有最小直徑的造粒料顆粒在出口排出。在這種形式的流化床中，同樣形成具有一種多少有些隨機形狀的固體顆粒。
所以，本發明的目的是提供一種合適的裝置和操作該裝置的方法，目的在於可以在顆粒尺寸、顆粒尺寸分布、水分含量和製片能力方面按照希望改變噴霧乾燥或造粒的、粉狀產品的性能。
通過一種噴霧乾燥設備達到了該目的，該設備包括a)一個噴霧乾燥單元(B)b)一個流化床(A)c)一個或多個用於液體介質的附加的噴霧或霧化噴嘴(C)d)一種粉末稱量裝置(D)e)一種帶有風機(E)的粉末返回裝置(9)。
在根據本發明的噴霧乾燥裝置的噴霧乾燥單元(B)中，液體介質(5)、霧化空氣(6)、粉末物料(9)和熱空氣(4)組合。
一個特定的實施方案在於噴霧乾燥單元(B)垂直位於噴霧塔中的下遊流化床之上。
在一個特定的實施方案中，該裝置的噴霧乾燥單元(B)可以包括一個霧化系統，它包括一個用熱水加熱的兩組分霧化噴嘴，帶有同軸布置的粉末返回流和熱空氣圍繞氣流。
特別地，該目的通過可以在流化床的各種位置上安裝一個或多個用於液體介質(C)的噴霧或霧化噴嘴的裝置來達到。根據本發明，流化床後面有一個粉末計量設備(D)，通過球門自動閥(F)隔開，並通過溢流(8)供料。
根據本發明，在粉碎後如果需要，部分產物可以通過氣力輸送機(fly conveyor)返回到噴霧乾燥單元(B)中，在氣力輸送機中，風機(E)作為輸送組成部分。用作輸送組成部分的風機(E)同時可以用作返回粉末的粉碎單元。
該目的還可以通過一種噴霧乾燥粉末物料的生產方法來達到，其中a)在第一個步驟中，液體介質、霧化氣體、粉狀物料和熱空氣被混合，b)形成的粉狀產物落到流化床上、被帶走、流態化並進一步輸送，c)在一個或多個造粒步驟中，用其它液體介質霧化、乾燥並在流化床中朝著粉末計量裝置輸送，從粉末計量裝置，d)部分粉狀物料返回到該過程中。
液體介質是一種溶液、分散體系或懸浮液。
該方法的一種特別的變化是返回的粉狀物料在返回前被粉碎。
所用的霧化氣體、載氣和加熱氣體可以是空氣或惰性氣體，惰性氣體選自由N2和CO2組成的組中。根據本發明，氣體可以循環，在這種情況下，氣體通過過濾或者動態過濾而不含顆粒，並送回到霧化噴嘴或者加熱並引入到流化床中。
根據本發明，在裝置的各個點所用的液體介質可以具有不同的組成。
特別地，該目的還通過改變參數霧化壓力、液體量、返回的粉體量、熱空氣的熱空氣流量和溫度使顆粒尺寸變成50-1000微米來達到。
為了進行該過程，開始時通過裝料口(3)在裝置中裝入粉狀原料。通過室(1)在噴霧乾燥空間中產生空氣流。所引入的原料通過該氣流流化並向排料閥(F)移動。粉料流通過合適的Conidur基礎的孔在空氣流產生時獲得該移動方向。在設備的這一點，提供能使產物送入粉料計量裝置或者通過氣力輸送到達噴霧乾燥單元的裝置。最終產品的溢流(8)位於粉料計量裝置上方的出口處。噴霧乾燥單元的風機(E)既作為產品的傳輸裝置，又作為返回的粉末物料的粉碎裝置。通過噴霧乾燥噴嘴的特定設計，來自回料管(9)的返回粉料與相應的介質液體(5)、霧化空氣(6)和熱空氣(4)混合。粉料或造粒料被流化床帶走並如上所述向前輸送。在通過造粒噴嘴(C)時，可能與隨粉末返回引入到霧化噴嘴的介質組成不同的其它介質噴到所形成的顆粒上。發生進一步的造粒和顆粒尺寸分布的重新確定。通過Conidur基底從室(1)引入的空氣將把產品乾燥到要求的最終含水量。集成到裝置上的動態過濾器將防止粉末顆粒排放到環境中。
代替三個造粒噴嘴(C)，如

圖1所示，可以在裝置的相應位置安裝一個或多個霧化噴嘴或噴霧乾燥噴嘴或者只有一個、兩個或三個以上的造粒噴嘴。這些附加的噴嘴可以直接位於流化床的開始處或者向後移動。一次或多次重新霧化原來形成的粉料的位置的選擇還尤其依賴於希望的產品要求具有的殘留含水量。不用說，特別低殘留含水量的產品最終噴霧後，在流化床中的駐留時間比較高殘留含水量的產品更長。
如果要求，可以通過各種噴嘴對已經形成的顆粒表面塗敷不同的組合物，使顆粒獲得層狀結構。然而，它也可以用於獲得更均勻的顆粒尺寸分布。
此外，根據本發明的裝置不僅可以用空氣作為載體介質來運行，而且也可以用惰性氣體，如氮氣或二氧化碳氣體循環運行整個裝置。
以這樣一種方式設計該裝置，使得參數液體量、噴霧壓力返回的粉料量、熱空氣量、熱空氣溫度、溫熱空氣量和溫熱空氣溫度可以單獨調節。關於含水量、顆粒尺寸和顆粒尺寸分布到返回的粉料量、送入的液體量和霧化壓力，可以按要求調節。在所述裝置中，可以按要求生產顆粒尺寸為50-1000微米的粉末狀產品。取決於操作模式，顆粒可以由單一的化學物質組成，或者呈現不同物質的層狀結構，或者取決於所選擇的參數，顆粒或多或少是結晶態的或者主要是無定形結構的。在後一種情況下，顆粒可以由一種成分組成，或者是不同成分的混合物。
特別地，通過集成到裝置上的適合於噴霧乾燥造粒料生產的霧化噴嘴控制顆粒的形成。這種類型的霧化噴嘴的相應實施方案表示於圖2。
這種霧化噴嘴是一種由兩組分霧化噴嘴[(1)、(2)、(3)]組成的噴霧系統，可以用熱空氣加熱，並且與同軸布置的粉末返回(4)和熱空氣圍繞氣流(5)一起裝配。
這種噴霧系統的優點是，粉末在出口處直接與通過霧化空氣產生的液滴接觸，被粒化或團聚。為了使顆粒不粘結在一起並且可以排出表面水分，噴霧和粉末部分包裹在熱氣流中，蒸發液體必不可少的熱能直接轉換。在流化床中進行後續的乾燥。
尤其是通過這種噴霧乾燥系統的引入，還可以獲得特定的顆粒尺寸。
所以，這種噴霧乾燥系統的一個特定優點是根據所確定的工藝參數和要霧化的液體介質，可以在一個裝置中生產各種不同的產品。
為了更好地理解和說明，下面給出上述噴霧乾燥裝置的一般流程圖(圖1)和在本發明保護範圍內的實施例，但是把本發明限制於這些實施例是不合適的。
圖1表示這種類型的噴霧乾燥裝置可能的實施方案的一般流程圖，其中，所給出的數字和/或字母具有下列含義1空氣引入室2空氣排出室3填料口4熱空氣供給5液體供給6霧化空氣7加熱介質8產品9粉料A流化設備B噴霧乾燥單元C造粒噴嘴D粉末計量裝置E粉末返迴風機F球門自動閥G動態過濾器參考描述中提到且在流程圖中給出的部件，熟悉該領域的技術人員通過選擇工業上可以獲得的各個部件，可以容易地建造相應的裝置。對於在專業領域中工作的熟悉該領域的技術人員，不用說為了能夠如上所述在操作中調節和改變工藝參數，必須引入附加的電動和機械控制單元。
權利要求
1.一種生產噴霧乾燥粉料的方法，其特徵在於a)在第一個步驟中，混合液體介質、霧化氣體、粉末狀物料和熱空氣，b)所形成的粉末狀產物落到流化床上，被帶走、流化並向前輸送，c)在一個或多個造粒步驟中，用其它液體介質霧化、乾燥並在流化床中向粉料計量裝置輸送，從粉末計量裝置，d)部分粉末狀物料返回到該過程中。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於所述液體介質是一種溶液、分散液或懸浮液。
3.根據權利要求1的方法，其特徵在於所返回的粉末狀物料在返回前粉碎。
4.根據權利要求1的方法，其特徵在於使用空氣或選自由N2、CO2或.....組成的組中的惰性氣體作為霧化氣體並作為載氣和加熱氣體。
5.根據權利要求1和4的方法，其特徵在於所述氣體是循環的。
6.根據權利要求1、4和5的方法，其特徵在於通過過濾，所述氣體不含顆粒並重新送入霧化噴嘴或者加熱並引入到流化床中。
7.根據權利要求1和4-6的方法，其特徵在於所述氣體藉助動態過濾器而不含顆粒。
8.根據權利要求1和2的方法，其特徵在於在所述裝置的不同位置，所用的液體介質具有不同的組成。
9.根據權利要求1-8的方法，其特徵在於通過改變參數霧化壓力、液體量、返回的粉末量、熱空氣流和熱空氣溫度，可以特定地獲得50-1000微米的顆粒尺寸。
10.一種噴霧乾燥裝置，其特徵在於a)一個噴霧乾燥單元(B)b)一個流化床(A)c)一個或多個用於液體介質的附加的噴霧或霧化噴嘴(C)d)一種粉末稱量裝置(D)e)一種帶有風機(E)的粉末返回裝置(9)。
11.根據權利要求10的噴霧乾燥裝置，其特徵在於液體介質(5)、霧化空氣(6)、粉末狀物料(9)和熱空氣(4)在噴霧乾燥單元(B)中混合。
12.根據權利要求10的噴霧乾燥裝置，其特徵在於在噴霧塔內，噴霧乾燥單元(B)垂直位於下遊的流化床上方。
13.根據權利要求10的噴霧乾燥裝置，其特徵在於噴霧乾燥單元(B)包括一個霧化系統，該霧化系統由熱水加熱的兩組分霧化噴嘴組成，帶有同軸布置的粉末返回物流和熱空氣環繞流。
14.根據權利要求10的噴霧乾燥裝置，其特徵在於在流化床的不同位置可以安裝用於液體介質(C)的一個或多個附加的噴霧或霧化噴嘴。
15.根據權利要求10的噴霧乾燥裝置，其特徵在於流化床後面有一個粉末計量裝置(D)，它通過球門自動閥(F)分開並通過溢流(8)餵料。
16.根據權利要求10的噴霧乾燥裝置，其特徵在於所形成的部分產品通過氣力輸送返回，如果需要則在粉碎後，噴霧乾燥單元(B)，其中，風機(E)作為輸送單元。
17.根據權利要求16的噴霧乾燥裝置，其特徵在於所述風機(E)同時作為返回物料的粉碎單元。
18.一種由熱水加熱的兩組分霧化噴嘴組成的噴霧系統，帶有同軸布置的粉末返回物流和熱空氣環繞流。
全文摘要
本發明涉及帶有整體化的噴霧乾燥裝置的流化床裝置,並涉及其使用方法。本發明還涉及一種生產噴霧乾燥粉末的方法,其產品特性可以根據所述物料的未來用途特別地調節。
文檔編號F26B3/08GK1355723SQ00808987
公開日2002年6月26日 申請日期2000年6月6日 優先權日1999年6月16日
發明者E·施瓦茨, G·莫斯克爾, H·魯茨勒, J－M·杜特 申請人:默克專利股份有限公司