专利名称：：高温喷雾浓缩低温沸腾造粒干燥工艺及其组合装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种粉体加工的工艺及其设备；特别是热敏性物料粉体加工的工艺及其设备。
背景技术：
：浓縮干燥造粒是粉体加工的重要技术，它对于热敏性物料，如生物制品、医药制品、农副产品，其难度远大于加工其它产品。对于这类产品，目前国内的喷雾干燥类装置基本结构为干燥塔顶部安装喷雾干燥装置(雾化器)，中部排风，干燥产品从干燥塔底部排出。经喷雾干燥后的颗粒，属于一次干燥。或者主塔底部配流化床作为二级干燥。这类装置排气温度高，都存在着一定程度的粘壁问题。这类装置由于粘壁，以及高温对加工的粉体生物活性影响较大，己不能满足要求。另外，该装置干燥塔体积比较庞大，从废气中回收微粒的分离装置要求较高。许多产品不得不采用冷冻干燥装置。但是由于冷冻干燥有冷冻损失，所以对生物活性仍有一定影响，同时，由于冷冻干燥的热效率低、设备投资大、操作费用高、生产不连续等问题，在一定程度上影响了这类产品的生产，形成了生产瓶颈。进口低温喷雾干燥装置是目前应用效果最好的设备，排气温度同传统喷雾干燥相比低1020'C,属于两级干燥，不干透的颗粒附聚在塔壁，进入二次干燥。但是由于其干燥造粒装置不是沸腾造粒，附聚造粒利用的是一部分物料的湿含量高的粘附性与另一部分干物料在塔壁上附聚，塔壁外设有气锤间歇性将附聚好的物料震落，仍不能彻底解决物料粘壁问题。由于操作温度(主要是出口温度)下降幅度小，所以生物活性仍有一定损失。并且对控制物料湿含量的各种参数(风量，风速，温度，水分含量)要求均较高，波动稍大就会严重影响物料附聚性能。一旦温度过低就会影响操作稳定性，对产品质量有一定影响，风量、温度、水分含量等参数的波动明显影响床层，设备操作弹性小。造粒后成品形状及强度均不及沸腾造粒。再加上设备费用高，只有极少企业可以问津。目前，本领域急需新型干燥工艺及装置来满足市场需求。
发明内容本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥工艺及其组合装置。本发明的目的是这样实现的高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥工艺，待加工的液体或膏状物原料经安装在浓縮器中的喷嘴雾化成液滴，在浓縮器中同高温气流接触，使液滴水分迅速得到蒸发，使高温气流温度迅速降低，其特征在于在浓縮器里只将原料水分蒸发掉总水分的60%80%，变成具有较强黏附性的颗粒或浓縮的液滴；然后一起喷入流化喷动组合床，在流化喷动组合床中带有一定粘附性的颗粒或浓縮的液滴同床内颗粒、返回的细粉完成沸腾造粒干燥过程，同时经进入床层的低温气体对颗粒作进一步干燥；其中一部分颗粒干燥后同排气一起带出塔外，经分选，粒径符合要求的颗粒收集为成品，粒径不合要求的颗粒返回塔内。原料雾化成直径为l20um的液滴。浓縮器中的温度是10050(TC，气速是10-40m/s。进入床层的低温气体是5010CTC。高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥组合装置包含有喷雾浓縮沸腾造粒干燥塔，主塔呈锥形，中部焊接有细粉返回进口，塔顶有一个出风口；在塔的上方是浓縮器，浓縮器包括浓縮筒和喷嘴，喷嘴通过固定架固定在浓縮筒内，浓縮器的顶部设置有高温进风口；组合流化床在塔的底部，四周与塔体固定连接在塔底，床面敞开在塔内。所述的高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥组合装置其特征在于所述的组合流化床由切向进风的流化床和垂直进风的喷动床组合而成，流化床与喷动床平行焊接在一起，流化床与喷动床各有一个独立的低温风进风口。旋转风和喷动风共同作用，使物料在主塔内形成沸腾床，组合流化床的旋转风不断冲刷塔壁，使接近或附着在塔壁的细粉被冲刷掉。基本上克服了粘壁问题。所述的浓縮器出口与塔顶的相对位置可在塔高度的10%的范围内调整。由于采用了浓縮器，以及浓缩及沸腾造粒结合在一起，容积蒸发强度比进口低温喷雾造粒设备高5-10倍。所述的喷嘴出口悬垂在浓縮筒中部，喷嘴出口高度可以调整，最大幅度等于浓缩筒直径，操作弹性大，稳定性好。所述的喷嘴结构是，一次压縮空气进口1位于喷嘴顶部中间的位置，环绕一次压縮空气进口的是料液进口，在压縮空气与料液第一次接触的地方形成了第一混合室，环绕第一混合室的是二次压縮空气，由二次压縮空气进口进入，与第一混合室的出口处经过一次压縮空气与料液混合后的气流接触后，在喷嘴内形成了第二混合室。高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥工艺在牛初乳造粒干燥生产中的应用，其特征在于待加工的牛初乳原料经安装在浓縮器中的喷嘴雾化成液滴(粒径120um)，在浓縮器中同高温气流接触，使液滴水分迅速得到蒸发，使具有150-200'C的高温气流温度迅速降低到506(TC，其特征在于:在浓縮器里只将原料水分蒸发掉总水分的60%80%，变成具有较强黏附性的颗粒或浓縮的液滴；塔内气流速度根据颗粒大小调整到0.1lm/s，然后一起喷入流化喷动组合床，在流化喷动组合床中带有一定粘附性的颗粒或浓縮的液滴同床内颗粒、返回的细粉完成沸腾造粒干燥过程，同时经进入床层的低温气体对颗粒作进一步干燥；其中一部分颗粒干燥后同排气一起带出塔外，经分选，粒径符合要求的颗粒收集为成品，粒径不合要求的颗粒返回塔内。浓縮器与组合流化床的组合使沸腾温度低，尤其针对热敏性物料，低温不影响生物活性。与现有技术相比，本发明的优越性在于1、原料自身做粘结剂用，而不是喷其它粘结剂造粒；它的操作温度(离开浓縮器后在塔内附聚造粒温度低)比进口同类设备下降203(TC，最大限度的保证了物料的生物活性不被破坏。2、为了实现该工艺而组装的设备集浓縮、干燥、造粒、分选于一体，同时也简化了生产工序，操作过程可连续进行。3、在浓縮器里只将原料蒸发掉60%80%的水分，颗粒保持了一定的黏度，给后续的造粒创造条件，同时由于不是把物料一次干燥到合格水分，可以控制较低的排气温度，颗粒在流化床内得到最终的干燥，整个过程属于多级干燥。由于装置的排气温度低，并且属于多级干燥，所以装置热效率高。4、本发明属于流化造粒，所以产品具有流化造粒的各种优点，不但外形好，同时粒度分布均匀，而且强度与溶解性十分优良；5、由此工艺造出的牛初乳颗粒具有生物活性高，免疫蛋白损失<0.5%。6、适用范围广，浓縮器出来的物料允许的含水量范围广，增加了操作弹性，扩大了应用范围，可用于从溶液到膏状物等各类物料的处理。对热敏性物料类特殊产品可采用常温3040度干燥造粒，对成品粒径调整范围广，可在几百微米到几毫米之间调整。本发明组合装置的优点是浓縮器加组合流化床的组合让浓縮和造粒成为一个整体的过程。组合流化床的旋转风不断冲刷塔壁，使接近或附着在塔壁的细粉被冲刷掉。达到使颗粒在塔内无停留无死角，从而基本上克服了粘壁。从进料到成品颗粒出料是连续进行的，塔内造粒温度低，有利于产品质量提高，同时克服间歇操作带来的操作不稳定及质量波动。组合使设备结构紧凑，减小了设备体积，同时方便了操作。图1是高温喷雾浓缩低温沸腾造粒干燥组合装置工艺流程图。图2是本发明高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥组合装置结构示意图；其中20-喷嘴21-浓縮器22-出风口23-主塔24-细粉返回进口25-喷动床26-旋转床27-高温高速热风进口28-压縮空气进口29-原料进口图3是图2中喷咀局部放大结构示意图；其中30—次压縮空气进口31、料液进口32、第一混合室33、二次压縮空气进口34、第二混合室具体实施方式下面参照附图，对本发明作进一步描述参见附图l:如图l所示整体技术路线(即干燥造粒过程)由浓缩预干燥段，造粒段，二次干燥段及分选段，细颗粒输送系统组成。首先，空气经灭菌去湿后进入换热器升温备用；随后原料经泵送入雾化器，灭菌除湿后的空气经雾化器将原料雾化为细小雾滴(粒径l20um)。进入预干燥段脱去部分(6080%)水分，形成带有一定粘附性的细粉颗粒进入造粒段；在造粒器内进行沸腾造粒(温度50100度，塔内气流速度根据颗粒大小0.1lm/s)，同已干燥的细小颗粒附聚粘结进行造粒；在造粒器内进行干燥、整粒后进入旋风分离器，经风选，产品进入分选器，合格品从出料口排出，细粉返回造粒器，同时尾气进入布袋除尘器，经分离后细颗粒和细粉经输送系统再进入造粒段沸腾造粒。.净化后的废气最终排放。参见附图2，附图l:高温喷雾浓縮l氐温沸腾造粒干燥工艺，将待加工的液体或膏状物原料经安装在浓縮器21中的喷嘴20雾化成120Um的液滴，在浓缩器中同温度高达15050(TC(高温)，气速1040m/s的气流接触，使液滴水分迅速得到蒸发，在lm的距离内将待加工的液体或膏状物蒸发掉6080%水分，形成带有一定粘附性的粉体颗粒同时形成一部分细粉，细粉通过分离器5分离出组合装置，同时使高温气流温度迅速降到506(TC，然后一起喷入流化喷动组合床(由喷动床25和旋转床26组合而成)，在流化喷动组合床中带有一定粘附性的颗粒同床内颗粒、返回的细粉完成沸腾造粒干燥过程，干燥温度是50100度，塔内气流速度根据颗粒大小0.1~lm/s;使颗粒得到成长，同时经喷动床25和旋转床26的进口进入床层的5010(TC(低温)气体对颗粒作进一步干燥；颗粒干燥后同排气一起经出风口22带出塔外，经分选，合格粒径颗粒作成品，细粉经细粉返回进口24返回塔内。如图2所示高温喷雾浓缩低温沸腾造粒干燥组合装置，包含有干燥塔主塔23呈锥形，在设备的顶部的中央是高温高速气流喷雾浓縮装置，由浓縮器21和喷嘴20两部分组成；浓縮器21上部接高温高速热空气，由高温高速热空气进口27进入浓縮器21，喷嘴20在浓缩器21的中部(根据不同物料，喷嘴在浓縮器内位置可调节，可在浓縮器中部，i浓縮器总长范围内调节)，喷嘴20上部设有压縮空气进口28以及原料3进口29，对物料进行第一步预处理，同时使高温热风温度迅速下降到安全温度。经过预处理脱去大部分(6080%)水分后，物料进入流化组合床，由喷动床25和旋转床26组合而成，在床内同床内粉体、颗粒及返回细粉进行附聚、造粒，同时由低温热风进一步脱水干燥成产品；流化组合床在主塔下部。塔内细粉经出风口22(出风口22位于塔顶部)进入细粉捕集分离器，后经塔外分选器分选，合格粒径的颗粒产品最终为成品，细粉经返回系统，经塔壁细粉返回进口24(细粉返回进口位于塔身中部)进入塔内继续参与附聚。参见附图3:图2中喷咀局部放大图如图3所示，一次压縮空气进口1位于喷嘴顶部中间的位置，环绕一次压縮空气进口1的是料液进口2,在压縮空气与料液第一次接触的地方形成了第一混合室3，环绕第一混合室3的是二次压縮空气，由二次压縮空气进口4进入，与第一混合室3的出口处料液接触后，在喷嘴内形成了第二混合室5，这样的充分混合最终完成了高效雾化)，雾化成l20um的液滴。实施例本法在牛初乳低温喷雾干燥造粒的应用压縮空气经灭菌去湿后备用，同时原料经蠕动泵送入喷嘴，待加工的牛初乳原料经安装在浓縮器中的喷嘴雾化成液滴(粒径l20"m)，在浓縮器中同高温气流接触，使液滴水分迅速得到蒸发，使具有150-20(TC的高温气流温度迅速降低到5060°C，其特征在于在浓縮器里只将原料水分蒸发掉总水分的60%80%，变成具有较强黏附性的颗粒或浓縮的液滴；塔内气流速度根据颗粒大小调整到0.1lra/s，然后一起喷入流化喷动组合床，在流化喷动组合床中带有一定粘附性的颗粒或浓縮的液滴同床内颗粒、返回的细粉完成沸腾造粒干燥过程，同时经进入床层的低温气体对颗粒作进一步干燥；其中一部分颗粒干燥后同排气一起带出塔外，经分选，粒径符合要求的颗粒收集为成品，粒径不合要求的颗粒返回塔内。净化后的废气最终排放。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1、高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥工艺，待加工的液体或膏状物原料经安装布浓縮器中的喷嘴雾化成液滴，在浓縮器中同高温气流接触，使液滴水分迅速得到蒸发，使高温气流温度迅速降低，其特征在于在浓縮器里只将原料水分蒸发掉总水分的60%80%,变成具有较强黏附性的颗粒或浓縮的液滴；然后一起喷入流化喷动组合床，在流化喷动组合床中带有一定粘附性的颗粒或浓縮的液滴同床内颗粒、返回的细粉完成沸腾造粒干燥过程，同时经进入床层的低温气体对颗粒作进一步干燥；其中一部分颗粒干燥后同排气一起带出塔外，经分选，粒径符合要求的颗粒收集为成品，粒径不合要求的颗粒返回塔内。2、根据权利要求1所述的高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥工艺，其特征在于原料雾化成直径为l20nm的液滴。3、根据权利要求1所述的高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥工艺，其特征在于浓縮器中的温度是K)050(TC，气速是10-40m/s。4、根据权利要求1所述的高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥工艺，其特征在于进入床层的低温气体是50100°C。5、高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥组合装置包含有喷雾浓縮沸腾造粒干燥塔，主塔呈锥形，中部焊接有细粉返回进口，塔顶有一个出风口；在塔的上方是浓縮器，浓縮器包括浓縮筒和喷嘴，喷嘴通过固定架固定在浓縮筒内，浓縮器的顶部设置有高温进风口；组合流化床在塔的底部，四周与塔体固定连接在塔底，床面敞开在塔内。6、根据权利要求5所述的高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥组合装置其特征在于所述的组合流化床由切向进风的流化床和垂直进风的喷动床组合而成，流化床与喷动床平行焊接在一起，流化床与喷动床各有一个独立的低温风进风口。、7、根据权利要求5或6所述的高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥组合装置其特征在于所述的浓縮器出口与塔顶的相对位置可在塔高度的10%的范围内调整。8、根据权利要求7所述的高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥组合装置其特征在于所述的喷嘴出口悬垂在浓縮筒中部，喷嘴出口高度可以调整，最大幅度等于浓縮筒直径。9、根据权利要求8所述的高温喷雾浓縮低温沸腾造粒干燥组合装置其特征在于所述的喷嘴结构是，一次压縮空气进口l位于喷嘴顶部中间的位置，环绕一次压縮空气进口的是料液进口，在压縮空气与料液第一次接触的地方形成了第一混合室，环绕第.一混合室的是二次压縮空气，由二次压縮空气进口进入，与第一混合室的出口处经过一次压縮空气与料液混合后的气流接触后，在喷嘴内形成了第二混合室。10、高温喷雾浓縮低温沸腾造粒千燥工艺在牛初乳造粒干燥生产中的应用，其特征在于待加工的牛初乳原料经安装在浓縮器中的喷嘴雾化成液滴(粒径l20um)，在浓縮器中同高温气流接触，使液滴水分迅速得到蒸发，使具有150-20(TC的高温气流温度迅速降低到5060"C，其特征在于在浓縮器里只将原料水分蒸发掉总水分的60%80%，变成具有较强黏附性的颗粒或浓縮的液滴；塔内气流速度根据颗粒大小调整到0.1lm/s，然后一起喷入流化喷动组合床，在流化喷动组合床中带有一定粘附性的颗粒或浓縮的液滴同床内颗粒、返回的细粉完成沸腾造粒干燥过程，同时经进入床层的低温气体对颗粒作进一步干燥；其中一部分颗粒干燥后同排气一起带出塔外，经分选，粒径符合要求的颗粒收集为成品，粒径不合要求的颗粒返回塔内。全文摘要高温喷雾浓缩低温沸腾造粒干燥工艺，待加工的液体或膏状物原料经安装在浓缩器中的喷嘴雾化成液滴，在浓缩器中同高温气流接触，其特征在于在浓缩器里只将原料水分蒸发掉总水分的60％～80％，变成具有较强黏附性的颗粒或浓缩的液滴；然后一起喷入流化喷动组合床，在流化喷动组合床中带有一定粘附性的颗粒或浓缩的液滴同床内颗粒、返回的细粉完成沸腾造粒干燥过程，同时经进入床层的低温气体对颗粒作进一步干燥；其中一部分颗粒干燥后同排气一起带出塔外，经分选，粒径符合要求的颗粒收集为成品，粒径不合要求的颗粒返回塔内。文档编号B01J2/04GK101121106SQ200710057348公开日2008年2月13日申请日期2007年5月16日优先权日2007年5月16日发明者曹冠华,段旭煌,王双影,郝惠芳申请人:天津迪美生物科技有限公司;哈尔滨康普乳品有限公司