噴霧乾燥:液体を高品質の粉末に変える重要なプロセス
噴霧乾燥は、液体またはスラリー、固体と液体の混合物をノズルから加熱空気流中に噴射することによって固体材料を製造するプロセスです。肥料から粉末医薬品まで、幅広い粉末および固体の化学薬品の製造に使用されます。液体または混合物から固体を作成すると、輸送コストが削減され、保管期間が延長され、特定の用途に合わせてさまざまな形状の粒子を作成するオプションが提供されます。噴霧乾燥技術は 19 世紀後半に初めて開発されましたが、改良により連続運転が可能になった 1920 年代まで商業的に使用されることはありませんでした。
噴霧乾燥のプロセスは、開放型または密閉型のタンクまたは保管建物内で行うことができます。開放型の貯蔵タンクまたはビンの上部に製品をスプレーすると、製品が底に到達する前に液体が蒸発します。加熱された空気が製品とともに上部に導入される場合があります。これは、空気と製品が同じ方向に移動するため並流と呼ばれます。逆流は、製品が下に流れ、空気がタンクの底から上部に移動するときに発生します。
混合流システムは、さまざまな材料や乾燥パターンに使用できます。通常、ノズルは上を向いており、上方向のパターンを作成します。空気はタンクの底から導入されます。粒子はまず空気流に沿って上向きに移動し、次に空気流に逆らって落下し、混合流を引き起こします。これらのスプレー乾燥システムは、粒子サイズが大きい場合や、追加の乾燥時間を必要とする材料に役立ちます。
噴霧乾燥システムで製造される製品は通常丸い球ですが、他の形状も製造できます。アスペクト比、つまり製品形状の最大長さと幅の比は、通常、非球形の形状を測定するために使用されます。球状ですが、重量を軽減するために中央が空洞の材料を製造できます。 2 段階システムを使用できます。最初のステップではまだわずかに湿った製品が作成され、第 2 ステップで材料がくっついて凝集体と呼ばれる大きな粒子が形成されます。
製品や粒子サイズに応じてノズルを交換できます。球体を作成するには、固定アトマイザーと回転アトマイザーの両方が使用されます。ロータリー アトマイザーは、回転ノズルを使用して材料を細かい液滴として噴射します。二流体ノズルは、製品と圧縮空気または蒸気の混合物を使用してスプレー パターンを作成できます。圧縮空気または蒸気を使用すると製品のコストが増加しますが、非常に厚い材料や液体であるために蒸気加熱が必要な材料の場合は必要になる場合があります。
凍結乾燥は、液体を冷蔵貯蔵タンクに噴霧することによって製品を乾燥するために使用できます。液体は凍結と昇華、または融解せずに固体から直接気体に変化することによって除去されます。この技術は、熱に弱い強力な薬剤やその他の化学物質を作成するのに役立つ可能性があります。
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