小型實(shí)驗(yàn)型噴霧干燥機(jī)是實(shí)驗(yàn)室中將液體樣品轉(zhuǎn)化為干粉狀顆粒的關(guān)鍵設(shè)備，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化工等領(lǐng)域的研究與開發(fā)。然而，在使用過程中，樣品回收率低和粘壁問題頻頻成為困擾實(shí)驗(yàn)人員的兩大難題。
這不僅造成了珍貴樣品的浪費(fèi)，更影響了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和研究進(jìn)程的連續(xù)性。本文將深入分析這些問題背后的原因，并提供實(shí)用的解決方案。
01樣品回收率低，原因何在？
打開干燥機(jī)收集器，發(fā)現(xiàn)獲得的樣品量遠(yuǎn)低于預(yù)期？這種回收率低的情況通常由幾個(gè)因素造成。
設(shè)備密封性問題是導(dǎo)致回收率下降的首要因素。設(shè)備的密封膠圈、墊片等部件長時(shí)間使用后會(huì)老化，失去彈性，無法緊密貼合，從而出現(xiàn)縫隙。
外界空氣從這些縫隙進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，導(dǎo)致干燥室內(nèi)的氣流紊亂，部分已經(jīng)干燥的成品粉末會(huì)隨著紊亂的氣流逸出，造成收集率降低。
噴霧系統(tǒng)故障同樣不可忽視。噴頭在長期使用過程中，由于物料的沖刷以及高速噴射的作用，噴頭的內(nèi)壁和噴孔會(huì)逐漸磨損。
噴孔磨損后，其尺寸和形狀會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致噴出的霧滴大小不均勻。較大的霧滴干燥不全，無法被有效收集；而較小的霧滴可能會(huì)隨氣流直接排出。
干燥參數(shù)設(shè)置不當(dāng)也是常見原因。進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)置過低時(shí)，物料中的水分不能快速蒸發(fā)，部分物料可能無法干燥成粉末狀，而是形成潮濕的顆粒或塊狀物。
這些物料在收集過程中容易黏附在設(shè)備內(nèi)壁，無法順利進(jìn)入收集裝置。
風(fēng)量過大會(huì)使干燥室內(nèi)的氣流速度過快，已經(jīng)干燥的成品粉末還來不及沉降到收集裝置中，就被高速氣流帶出，造成收集率不高。
02粘壁現(xiàn)象，棘手難題
粘壁現(xiàn)象是噴霧干燥過程中最為常見的問題之一，它不僅影響產(chǎn)品回收率，更可能導(dǎo)致樣品變質(zhì)。
半濕物料粘壁是最常見的情況，原因是噴出的霧滴在沒有達(dá)到表面干燥之前就和器壁接觸，因而粘在壁上。
粘壁的位置通常是在對著霧化器噴出的霧滴運(yùn)動(dòng)軌跡的平面上。
低熔點(diǎn)物料的熱熔性粘壁則與物料性質(zhì)相關(guān)。原因是物料在一定的溫度下達(dá)到熔點(diǎn)開始溶化而發(fā)粘，粘附在器壁上。
干粉的表面粘附雖然不可避免，但通常影響較小。干粉在有限的空間中運(yùn)動(dòng)總會(huì)有一些碰到器壁上，但這種粘壁一般都不厚，只要通過空氣吹或者是輕輕敲打都能震落。
粘壁現(xiàn)象會(huì)帶來一系列問題：粘壁后的物料長時(shí)間停留在內(nèi)壁上，可能被燒焦或變質(zhì)，影響產(chǎn)品質(zhì)量；粘壁的物料可能阻塞落入干燥機(jī)的產(chǎn)品底部，使得產(chǎn)品無法達(dá)到所需的水分含量；為了去除粘壁物料，可能需要進(jìn)行額外的清理操作，從而縮短有效操作時(shí)間。
03實(shí)用解決方案，提升實(shí)驗(yàn)效果
面對上述問題，實(shí)驗(yàn)人員可以采取以下措施大幅改善設(shè)備使用效果。
優(yōu)化干燥參數(shù)是基礎(chǔ)。適當(dāng)提高進(jìn)風(fēng)溫度可以加速霧滴表面水分的蒸發(fā)，減少未干霧滴接觸器壁的機(jī)會(huì)。監(jiān)控并校準(zhǔn)溫度傳感器，保持排風(fēng)溫度穩(wěn)定。
采用變頻器控制進(jìn)料泵，確保流量均勻，避免進(jìn)料速度過快。
加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)是關(guān)鍵。定期清洗噴嘴，使用專用工具清除結(jié)塊；進(jìn)料前過濾物料，確保料液純度；檢查霧化盤平衡性，及時(shí)更換磨損噴嘴。
每批次結(jié)束后清理干燥室，使用軟質(zhì)刮板避免內(nèi)壁損傷；定期檢查旋風(fēng)分離器氣密性，定期清理內(nèi)部積粉（連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)后必清）。
改進(jìn)設(shè)備配置可從根本上解決問題。對于粘壁問題，可采用夾壁干燥塔，其間用空氣冷卻，使壁溫保持在50℃以下。
通過塔壁旋氣片切向引入二次空氣冷卻塔壁；在塔內(nèi)近壁處安裝由一排噴嘴組成的氣掃帚，并使之沿塔壁緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。
為提高分離效率，可檢查旋風(fēng)分離器是否有變形情況；提高旋風(fēng)分離器出料口的氣密性；考慮增加二級(jí)除塵（如布袋除塵器）。
04日常維護(hù)，防患于未然
建立定期維護(hù)習(xí)慣是預(yù)防問題的關(guān)鍵。
每日開機(jī)前測試急停按鈕和過載保護(hù)功能；每月檢查霧化器軸承間隙；按周期添加高溫潤滑脂；建立維護(hù)檔案，記錄溫度、壓力等關(guān)鍵參數(shù)變化趨勢。
注意設(shè)備異常信號(hào)：當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常振動(dòng)或噪音時(shí)，檢查霧化盤是否處于平衡狀態(tài)，軸承工作是否正常，潤滑油添加是否正確。
出現(xiàn)過熱故障、供料系統(tǒng)異常、噴霧頭堵塞、排氣不暢或安全裝置報(bào)警等情況，應(yīng)立即停止操作，進(jìn)行必要的檢查和維修。
優(yōu)化工藝參數(shù)與定期維護(hù)設(shè)備是提升小型實(shí)驗(yàn)型噴霧干燥機(jī)性能的雙重保障。當(dāng)樣品回收率低或粘壁問題困擾你的實(shí)驗(yàn)時(shí)，不妨從進(jìn)風(fēng)溫度、物料流速和設(shè)備密封性這三個(gè)最常見因素入手排查。
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