實驗室如何選用合適的小型噴霧干燥機
時間：2018.09.03
噴霧干燥是用霧化器將料液噴成霧滴分散于熱空氣或惰性氣體中，使料液所含水分或有機溶劑快速蒸發(fā)的一種干燥方法，該法能直接使溶液、乳濁液干燥成粉狀或顆粒狀制品，可省去蒸發(fā)、濃縮、粉碎等工序，且得到的顆粒分布均勻，流動性好。噴霧干燥具有傳熱快，水分蒸發(fā)迅速，干燥時間瞬間的特點，且干燥后的物料溶解性好，此外，噴霧干燥還可用于制備微膠囊。
針對不同的物料的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)，以及實驗需要得到的粉末或顆粒的大小和溶解性等，科研人員可能需要不能類型的小型噴霧干燥機，才能得到最理想的實驗效果。但是如何選擇適合自己科研或者物料干燥要求的噴霧干燥機，是擺在科研工作者面前的一個難題，下面，我就常見的一些物料應(yīng)用來說明。
此圖為噴霧干燥機
1） 物料含糖份較高（如果汁，中草藥或天然產(chǎn)物提取物）或物料不耐熱（熱敏性的物料如酶制劑活菌等）
因為大部分多糖雙糖低聚糖，熔點比較低，在受熱的時候，糖分發(fā)生了融化，而且多糖雙糖本身比較容易吸潮，所以普通的噴霧干燥機，就會很容易出現(xiàn)黏壁的現(xiàn)象，不容易得到好的干粉或顆粒。另外，像酶制劑，活菌以及一些在高溫下比較容易變性的高分子材料等，使用普通噴霧干燥機，因為進風(fēng)溫度起碼在180°C以上，物料極易失活或變性，這時，降低噴霧干燥機的進風(fēng)溫度，就能得到比較好的實驗效果，實驗室低溫噴霧干燥機，巧妙的結(jié)合了噴霧干燥和真空干燥的優(yōu)點，在60-80℃的進風(fēng)溫度，就能完成噴霧干燥過程，像酶制劑，活菌以及不耐熱的高分子材料等，在這樣低的溫度下瞬間干燥，活性或物理特性完全不受影響。
2） 物料溶劑為有機溶劑或物料易于氧化或有毒性
噴霧干燥中含有機溶媒物料干燥難的問題，一般有機溶媒會呈易燃易爆的特性，防爆型閉式小型噴霧干燥機使物料能在密閉的干燥系統(tǒng)中循環(huán)，整個系統(tǒng)充滿了惰性氣體（如氮氣或氬氣），可避免有機溶劑氣體與外界氧氣的接觸，確保了安全生產(chǎn)。實驗型有機溶劑小型噴霧干燥機采用的是安全性的氮氣（或其他惰性氣體）密閉循環(huán)方式，整個系統(tǒng)呈封閉狀態(tài)，含氧氣濃度在線監(jiān)控，系統(tǒng)內(nèi)氧氣濃度一旦達到2%，系統(tǒng)會自動強制性停機并報警，是安全性好、操作簡便的實驗室有機溶劑專用小型噴霧干燥機，通過氮氣密閉循環(huán)方式及采取溶劑完全回收方式的并用可對具有可燃性、毒性的溶劑進行處理，并可進行易氧化物質(zhì)的干燥。而且，由于有機溶劑的沸點低，因此可以用低溫干燥方式對易發(fā)生熱變性的物質(zhì)干燥。
3） 需要得到大顆粒粉末的物料
在一些實驗過程中，科研人員希望得到一些大顆粒的樣品，比如催化劑行業(yè)，一般需要100微米左右的顆粒才能有比較好的催化效果，但是普通的噴霧干燥機，只能得到30微米以下的顆粒，實驗室噴霧干燥造粒機，就能比較好的達到實驗?zāi)康?。既可以用做單獨的噴霧干燥機，得到5-30微米左右的顆粒，還能實現(xiàn)小顆粒粉末的造粒，能得到100-500微米以上的大顆粒。實驗室噴霧造粒機可以直接噴霧干燥而得到100微米的大顆粒。
4） 熱敏性極差或需要改良溶解性的物料
有的物料，基本不能受熱，傳統(tǒng)的冷凍干燥時間又非常長，而且干燥后的物料成塊狀，流動性差，溶解性也不是很好。
與傳統(tǒng)冷凍干燥技術(shù)相比,實驗室噴霧冷凍干燥機具有以下優(yōu)點:
(1)霧化分散的細(xì)小霧滴浸入低溫中迅速凍結(jié),能弱化冰晶的生長,減小冰晶對脂質(zhì)體的破壞,避免物料如藥物的滲漏和突釋;
(2)凍結(jié)樣品經(jīng)真空干燥后形成具有微孔結(jié)構(gòu)的球形微粒,流動性好,且微粒的大小可以通過改變噴霧工藝來調(diào)節(jié)。
對于需要直接得到納米材料的物料，實驗室噴霧冷凍干燥機也是一個極好的選擇。
5） 常規(guī)的物料如電池材料，礦物，高分子材料，化合物，香精香料，食品，西藥等
一些實驗室用于常規(guī)粉末的制備或物料的干燥，可以選用小型噴霧干燥機，體積小，速度快，噪音小，適應(yīng)性廣，對電池材料，礦物，高分子材料，化合物，香精香料，食品，西藥等大多物料都能有很好的噴霧干燥效果，而且小型噴霧干燥機操作簡便，即使只有20ML的料即能完成一次實驗，干燥出來的粉末球形度好，顆粒大小成正太分布，特別是該機帶有噴霧頭風(fēng)冷裝置（噴霧頭水冷裝置升級版，更環(huán)保，降溫效率更高）和塔壁吹掃功能，極大的拓展了小型噴霧干燥機的應(yīng)用。對于一些含有氯離子的特殊的物料，上采用耐氯離子的特種不銹鋼精心制作的適用機型，能滿足特殊行業(yè)的實際需要。
針對不同的物料的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)，以及實驗需要得到的粉末或顆粒的大小和溶解性等，科研人員可能需要不能類型的小型噴霧干燥機，才能得到最理想的實驗效果。但是如何選擇適合自己科研或者物料干燥要求的噴霧干燥機，是擺在科研工作者面前的一個難題，下面，我就常見的一些物料應(yīng)用來說明。
此圖為噴霧干燥機
1） 物料含糖份較高（如果汁，中草藥或天然產(chǎn)物提取物）或物料不耐熱（熱敏性的物料如酶制劑活菌等）
因為大部分多糖雙糖低聚糖，熔點比較低，在受熱的時候，糖分發(fā)生了融化，而且多糖雙糖本身比較容易吸潮，所以普通的噴霧干燥機，就會很容易出現(xiàn)黏壁的現(xiàn)象，不容易得到好的干粉或顆粒。另外，像酶制劑，活菌以及一些在高溫下比較容易變性的高分子材料等，使用普通噴霧干燥機，因為進風(fēng)溫度起碼在180°C以上，物料極易失活或變性，這時，降低噴霧干燥機的進風(fēng)溫度，就能得到比較好的實驗效果，實驗室低溫噴霧干燥機，巧妙的結(jié)合了噴霧干燥和真空干燥的優(yōu)點，在60-80℃的進風(fēng)溫度，就能完成噴霧干燥過程，像酶制劑，活菌以及不耐熱的高分子材料等，在這樣低的溫度下瞬間干燥，活性或物理特性完全不受影響。
2） 物料溶劑為有機溶劑或物料易于氧化或有毒性
噴霧干燥中含有機溶媒物料干燥難的問題，一般有機溶媒會呈易燃易爆的特性，防爆型閉式小型噴霧干燥機使物料能在密閉的干燥系統(tǒng)中循環(huán)，整個系統(tǒng)充滿了惰性氣體（如氮氣或氬氣），可避免有機溶劑氣體與外界氧氣的接觸，確保了安全生產(chǎn)。實驗型有機溶劑小型噴霧干燥機采用的是安全性的氮氣（或其他惰性氣體）密閉循環(huán)方式，整個系統(tǒng)呈封閉狀態(tài)，含氧氣濃度在線監(jiān)控，系統(tǒng)內(nèi)氧氣濃度一旦達到2%，系統(tǒng)會自動強制性停機并報警，是安全性好、操作簡便的實驗室有機溶劑專用小型噴霧干燥機，通過氮氣密閉循環(huán)方式及采取溶劑完全回收方式的并用可對具有可燃性、毒性的溶劑進行處理，并可進行易氧化物質(zhì)的干燥。而且，由于有機溶劑的沸點低，因此可以用低溫干燥方式對易發(fā)生熱變性的物質(zhì)干燥。
3） 需要得到大顆粒粉末的物料
在一些實驗過程中，科研人員希望得到一些大顆粒的樣品，比如催化劑行業(yè)，一般需要100微米左右的顆粒才能有比較好的催化效果，但是普通的噴霧干燥機，只能得到30微米以下的顆粒，實驗室噴霧干燥造粒機，就能比較好的達到實驗?zāi)康?。既可以用做單獨的噴霧干燥機，得到5-30微米左右的顆粒，還能實現(xiàn)小顆粒粉末的造粒，能得到100-500微米以上的大顆粒。實驗室噴霧造粒機可以直接噴霧干燥而得到100微米的大顆粒。
4） 熱敏性極差或需要改良溶解性的物料
有的物料，基本不能受熱，傳統(tǒng)的冷凍干燥時間又非常長，而且干燥后的物料成塊狀，流動性差，溶解性也不是很好。
與傳統(tǒng)冷凍干燥技術(shù)相比,實驗室噴霧冷凍干燥機具有以下優(yōu)點:
(1)霧化分散的細(xì)小霧滴浸入低溫中迅速凍結(jié),能弱化冰晶的生長,減小冰晶對脂質(zhì)體的破壞,避免物料如藥物的滲漏和突釋;
(2)凍結(jié)樣品經(jīng)真空干燥后形成具有微孔結(jié)構(gòu)的球形微粒,流動性好,且微粒的大小可以通過改變噴霧工藝來調(diào)節(jié)。
對于需要直接得到納米材料的物料，實驗室噴霧冷凍干燥機也是一個極好的選擇。
5） 常規(guī)的物料如電池材料，礦物，高分子材料，化合物，香精香料，食品，西藥等
一些實驗室用于常規(guī)粉末的制備或物料的干燥，可以選用小型噴霧干燥機，體積小，速度快，噪音小，適應(yīng)性廣，對電池材料，礦物，高分子材料，化合物，香精香料，食品，西藥等大多物料都能有很好的噴霧干燥效果，而且小型噴霧干燥機操作簡便，即使只有20ML的料即能完成一次實驗，干燥出來的粉末球形度好，顆粒大小成正太分布，特別是該機帶有噴霧頭風(fēng)冷裝置（噴霧頭水冷裝置升級版，更環(huán)保，降溫效率更高）和塔壁吹掃功能，極大的拓展了小型噴霧干燥機的應(yīng)用。對于一些含有氯離子的特殊的物料，上采用耐氯離子的特種不銹鋼精心制作的適用機型，能滿足特殊行業(yè)的實際需要。
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