[其他]干燥器及干燥方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000006073
• 申請日: 1986-08-30
• 公開（公告）號: CN1005212B
• 公開（公告）日: 1989-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹姆斯·圖特
• 申請（專利權(quán)）人: 雀巢制品公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏

料液被連續(xù)地噴射成細(xì)霧狀，并與干燥氣體相接觸而進(jìn)行干燥。從液體對面以湍流狀態(tài)噴射干燥氣體，這樣的氣流是沿液流的長度方向分布的。物料被從噴嘴噴出的氣體射流霧化及噴射，圍繞射流噴射干燥氣體，以致干燥氣體滿足射流的挾帶需要量，所以可防止射流外面氣體的再循環(huán)。

本發(fā)明涉及干燥方法及干燥設(shè)備。

通常，人們采用噴霧干燥方法形成顆粒狀物料。把液體霧化成小液滴，再讓小液滴暴露于干燥氣體（例如熱空氣）中，蒸發(fā)小液滴的液態(tài)組分留下干燥的顆粒物料。在食品和飲料工業(yè)中，采用這種工藝過程制備可溶咖啡粉，奶粉和脫水代乳品等產(chǎn)品。

在大的垂直容器或“塔”內(nèi)，使霧化液體與熱空氣接觸，便完成了典型的噴霧干燥法。具有足夠的工業(yè)生產(chǎn)能力的塔式干燥器，其高可達(dá)20米和其直徑為6米，如此大型設(shè)備建造費(fèi)用昂貴。

在典型噴霧干燥法中加熱物料，對干燥產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。在干燥器內(nèi)，熱空氣的再循環(huán)可能導(dǎo)致干燥顆粒在干燥器內(nèi)長時(shí)間地滯留，因而加劇由加熱引起的損失。這些難題在食品和飲料工業(yè)方面特別值得注意，因?yàn)槭秤梦锪系南懔辖M分在加熱時(shí)易受損失或分解。

美國專利3038533公開了一種不同的噴霧干燥過程。在該過程中，熱的霧化空氣或熱的“初級”空氣以相當(dāng)高的速度通過噴嘴射出，當(dāng)料液通過噴嘴時(shí)，就被初級空氣將之霧化成小液滴。該小液滴向下游通過從噴嘴噴出的初級空氣的射流，并快速地被干燥。

初級空氣射流導(dǎo)致在靠近射流處產(chǎn)生局部真空區(qū)，因而引起周圍空氣的再循環(huán)。為了防止這種再循環(huán)，上述專利提出沿筒式容器的軸向?qū)б淞鳎⑶乙耘c射流相同的方向吹補(bǔ)充空氣或“次級”空氣進(jìn)入器內(nèi)，以致初級空氣射流被次級空氣流包圍。

上述專利公開的氣流噴霧干燥法技術(shù)，似乎解決了常規(guī)噴霧干燥中的某些難題。然而，這種氣流噴霧干燥法技術(shù)必然有其自身的缺陷，干燥物料會(huì)在筒式容器的壁上積聚。此外，氣流噴霧干燥法并不適合處理能經(jīng)受噴霧成很精細(xì)液滴的物料，例如高度濃縮的飲料提取物。所以，改進(jìn)噴霧干燥方法和干燥裝置是非常有意義的。

本發(fā)明提供如此改進(jìn)：

根據(jù)本發(fā)明的干燥方法，將待干燥的物料液被霧化，并且向下游噴射霧化的物料流，從該液流的對面，將干燥氣體向器內(nèi)并朝霧化的物料流噴射，干燥空氣呈湍流狀態(tài)橫過下游方向。該向內(nèi)流動(dòng)的干燥氣體沿著流體流程或流體的上游到下游的范圍內(nèi)分布，以便當(dāng)霧化物料向下游移動(dòng)時(shí)，從相對的向內(nèi)流動(dòng)的干燥氣體流之間通過。于是，當(dāng)物料向下游通過時(shí)，將霧化物料和氣體不斷劇烈地?cái)噭?dòng)，從而促進(jìn)快速干燥。

用通過噴嘴的推進(jìn)氣體向下游噴射物料，以致推進(jìn)氣體從噴嘴噴出成為一種射流，并且在射流中夾帶物料。當(dāng)氣體和液體通過噴嘴時(shí)，物料可能被夾帶在噴嘴上游的推進(jìn)氣體中，并被推進(jìn)氣體霧化成細(xì)小液滴。

當(dāng)使應(yīng)用推進(jìn)氣體射流時(shí)，最好噴射干燥氣體，以致起碼在上游部分的范圍內(nèi)，推進(jìn)氣體完全被向內(nèi)流動(dòng)的干燥氣體所包圍。因此，由于射流挾帶氣體，就不可能在靠近射流處產(chǎn)生局部真空區(qū)，基本上排除了氣體再循環(huán)以及干燥物料伴隨而產(chǎn)生的這種局部真空區(qū)。況且，向內(nèi)流動(dòng)的干燥氣體勢必驅(qū)散射流，故進(jìn)一步遏制了再循環(huán)。

因此，干燥氣體引起湍流但又遏制了再循環(huán)，湍流是不同于再循環(huán)的。用于本發(fā)明內(nèi)容的術(shù)語“再循環(huán)”指的是渦流作用，而該作用在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)基本上保持固定的位置和是穩(wěn)定不變的。用于本發(fā)明內(nèi)容的術(shù)語“湍流”指是被更大的氣流包圍的渦流作用，以致渦流隨著更大的氣流流動(dòng)。在宏觀的基礎(chǔ)上，湍流不影響挾帶在氣體中的物料流動(dòng)，也不引起通過干燥的物料重復(fù)循環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的見解，可以控制沿流體流程或流體的上游至下游范圍，在每一位置上的干燥區(qū)溫度。因?yàn)楦稍餁怏w沿流體流程分布，并且橫向地指向該液流，所以，霧化物料被暴露在沿流體流程的每個(gè)位置上的氣體溫度，而該氣體溫度隨著與位置相關(guān)的干燥氣體溫度而變化。由于把不同溫度的干燥氣體供給不同的液流區(qū)，當(dāng)物料流過下游時(shí)，霧化的物料可暴露于預(yù)定程序中規(guī)定的不同溫度中。例如把相當(dāng)熱的干燥氣體供給上游區(qū)域，并把相對冷的干燥氣體供給下游區(qū)域，則下游區(qū)域的溫度可限制在控制干燥器出口處的產(chǎn)品溫度，而在上游區(qū)域保持很高的溫度以促使快速干燥。