同其它干燥設備相比，噴霧干燥裝置存在著干燥容積強度較低（相對能耗較大；體積較大）操作要求較高等缺點。但它的優(yōu)點有：

①單臺處理量大（每小時可處理90m3左右的液體）；   ②物料受高溫時間短，故可處理熱敏性物料；  ③產(chǎn)品的球形度好，且粒度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；  ④過程簡單，不需要在干燥后粉碎、篩選。  噴霧干燥在溶液、懸浮液類物料的干燥時，往往處于位置，而且該技術發(fā)展很快。隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，近20年來我國已有20余家能制造噴霧干燥裝置的企業(yè)。但是，大多數(shù)規(guī)模不大，生產(chǎn)手段、檢測能力不足，企業(yè)本身的科研開發(fā)能力較弱。略具規(guī)模的僅3~4家工廠，估計年產(chǎn)值約2億~4億元。目前已從根本上扭轉(zhuǎn)單純依靠進口的局面，而且已有少量出口，方向主要是東南亞各國及韓國。  我國生產(chǎn)的噴霧干燥成套裝置的規(guī)格和能力（按噴霧液量計），從5㎏/h到26000kg/h。近已開發(fā)成功45~90t/h能力的大型離心式噴霧干燥機（該裝置是電力總公司為配套125MW發(fā)電機組煙氣脫硫所用）。已經(jīng)可以滿足國內(nèi)各行業(yè)，多品種干燥產(chǎn)品的需要，大約可以覆蓋400多種物料。中國噴霧干燥機的質(zhì)量和綜合性能，已接近丹麥NIRO公司水平。  20世紀90年代晚期的水平主要差距表現(xiàn)在外觀和配套（如風機等）的耐用性方面，由于價格差距較大，故具有明顯的競爭力。

一、噴霧干燥機在我國的發(fā)展概況 

⑴離心式霧化器  用電機驅(qū)動增速機帶動調(diào)整旋轉(zhuǎn)葉輪，借助于離心力將液體霧化至幾十微米的液滴群。這就是旋轉(zhuǎn)式噴霧干燥機的工作原理。這種機型的特點是：流通量大、不易堵塞、操作性能穩(wěn)定、能耗較少、單臺生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品粒度均勻。因此，已成為噴霧干燥機中的主流機型。   我國生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)式噴霧干燥機，其轉(zhuǎn)速從10000r/min至32000r/min，噴液量可達90m3/h。經(jīng)過20年來的探索，目前已完全成熟。我國生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)式噴霧干燥機組從設計階段就考慮了中國的材料等特點，比NIRO公司生產(chǎn)同規(guī)格產(chǎn)品的外型略大，但運行更平穩(wěn)、壽命更長。如國外某公司的F160機組，由于采用傳統(tǒng)的行星齒輪傳動，不可避免地要有一副快速轉(zhuǎn)動的行星架，常常由于行星架上的行星輪安裝精度不夠而發(fā)生事故。中國產(chǎn)的RW10TE及RW45T型機組采用準行星齒輪傳動，用無公轉(zhuǎn)的行星輪傳動，取消了行星架，從而使機構的可靠性大為增加。  大型旋轉(zhuǎn)式噴霧干燥機主要應用于火電廠煙氣脫硫、造紙廠廢液處理、垃圾焚燒及大型化工產(chǎn)品的干燥，如偏硅酸鈉、白炭黑生產(chǎn)等。 

⑵氣流式霧化器  借助于高速氣流分散液滴的裝置為氣流霧化器，通常采用的氣體的壓縮空氣。由于其加工較簡單、處理量較大而不易堵塞，曾經(jīng)在我國大量采用，但其能耗為旋轉(zhuǎn)式霧化器呈平方關系增長，故一般不宜用在大型干燥機上。  我國在20世紀80~90年代研究較深入，氣流霧化器與國外產(chǎn)品相比在相同氣流比下的可霧化粘度，已經(jīng)達到國際先進水平。據(jù)報導，美國為100000MPa?s,日本為60000MPa?s，而我國也已超過100000MPa?s。  氣流式霧化器雖然其霧化能耗較大，而往往高含固物料的粘度較高。由于它能霧化高粘度物料，所以當含固率高，料液在噴霧干燥時的綜合能耗還是合理的（較低的）。而選用旋轉(zhuǎn)式霧化時，在高粘度時不能良好霧化而被迫添加水分，從而使熱能和動力能耗均相應提高。  我國制造的氣流霧化器有二流體和三流體兩種，規(guī)格有5kg/h到1500kg/h（處理量約10余種），氣液比均可在0.5以下。 應用的典型物料有銨基類乳化、岐化松香皂、聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）和微晶纖維等。  

⑶壓力霧化器  使液體產(chǎn)生靜壓在通過小孔時產(chǎn)生高速射流，將液體霧化成液滴的裝置為壓力式霧化器。它的霧化能耗僅為旋轉(zhuǎn)霧化器的一半，是的一種。但是，由于它必須經(jīng)過小孔而對料液的含質(zhì)過濾要求較高，以免在生產(chǎn)過程中經(jīng)常堵塞孔眼。同時，與之配套的壓力泵在大規(guī)格時也不多（一般在5m3/h以下），因此限制了它的使用。  壓力式霧化器在5MPa以上為高壓式，可得到很細的霧群。一般用于食品工業(yè)，如牛乳、豆乳、大豆分離蛋白等生產(chǎn)。在5MPa以下為低壓式可得到粒子較粗的霧群。為充分干燥節(jié)省干燥塔高度，通常采用噴泉式，即自下向上噴霧，典型的物料是氧化鋁、鐵氧體等特種陶瓷的干燥和造粒用。這些噴霧干燥機的產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)完全可以同國外產(chǎn)品競爭。  

二、近年來噴霧干燥裝置的進展  隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們對物質(zhì)生活質(zhì)量要求的提高，對許多產(chǎn)品不僅要求其干燥，而且對終產(chǎn)品的色、香、味、復溶性能（冷溶或速溶），維生素活性保留率等提出更高的要求，對于有些貴重藥品的總得率也十分苛刻。這些要求正是我國面對進入WTO以后，國際市場對我們的要求。以下概括我國在噴霧干燥領域，面對客觀市場的要求所開發(fā)的新型裝置。這些裝置的共同特點是，不用單一的噴霧干燥機作為商品出售，而是以噴霧干燥機為核心，針對物料的特點，采用其它干燥裝置或輔助設備組合式的干燥設備系統(tǒng)，使其終產(chǎn)品滿足用戶的需求。

 ⑴組合式三級干燥裝置  噴霧干燥+內(nèi)置式固定流化床+振動流化床的三級聯(lián)合干燥裝置。在噴霧干燥階段用較高的進氣溫度，在形成顆料的同時，迅速脫去大部分表面水。在第二階段用較低的溫度、較長的時間脫去粉料內(nèi)部的水分。既節(jié)約了噴霧段的容積，又可節(jié)省約20%能源。在第三階段的振動流化床中可以噴入卵磷脂漿液使產(chǎn)品團聚后達到冷溶和速溶性。還導入除濕后的干冷空氣使產(chǎn)品冷卻包裝。  這種三級干燥聯(lián)合裝置在中國已用于牛乳、椰奶、香蕉粉、粉末油脂（棕櫚油原料）、香茄汁等產(chǎn)品，并取得成功。規(guī)模在5000kg/h至1000kg/h不等。 

 ⑵高含糖類物料的噴霧干燥裝置 在許多食品和中藥類物料中含有豐富的糖分。如乳糖、麥芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖等。如當歸中含大量蔗糖，其“玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度”僅61℃，當吸水時其值還要低，而常規(guī)的噴霧干燥進風溫度控制在70～100℃，使已經(jīng)干燥的干粉粘結在干燥塔內(nèi)，導致生產(chǎn)的困難。  除了糖以外的低“玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度”物料，還有許多物料可以用同樣的方法解決。如山梨醇、VBt、脲醛膠、聚醛酸乙烯膠等。我國已有幾家企業(yè)生產(chǎn)出來夾套冷卻、中間空氣清掃，塔底用除濕空氣冷卻等專用設備。 

 ⑶生物化學類噴霧干燥裝置 這類物料大多數(shù)為藥品，對裝置的清潔要求高，在生產(chǎn)過程中要防止外界雜菌的侵入，產(chǎn)品較貴而對回收率要求十分苛刻。這類裝置的共同點是熱空氣在加熱前后，均需經(jīng)過濾。產(chǎn)品的包裝間要求隔離，干燥過程在正壓下運行，終達到規(guī)定的GMP（藥品級）標準。  目前我國已能提供生產(chǎn)的裝置已用于肝素鈉、青鏈霉素、蚓激酶、VB2及泛酸鈣等。其排放尾氣含塵量可低于20㎎/?，總收率可超過99.98%。  

⑷環(huán)保類噴霧干燥裝置 中國在“七五”期間曾投入巨大人力、物力進行火力發(fā)電廠的煙氣脫硫工程的研究開發(fā)工作。一直延伸至“十五”期間，經(jīng)過不懈的努力，試探了多種方法，迄今較為成熟的技術有兩項。一項是石灰漿中和SO2的半干法；另一項是用氨水中和得到硫銨和硝銨的電子束法。  這兩項技術都要求將液體分散成霧滴，與氣相中的Sox或NOx相接觸而發(fā)生相關的反應。因此實際上都離不開噴霧干燥工程或裝置。這種裝置的規(guī)模全世界僅有丹麥NIRO公司生產(chǎn)，其次就是中國。  與之相類似的裝置是垃圾焚燒中的氣體凈化。針對氣體中不同有害成分，噴灑相應的藥液。我國處于起步階段，在日本、美國，近停用了數(shù)以千計的焚燒爐。其原因是塑料焚燒后產(chǎn)生二惡英、氰化物等毒物，用活性炭吸附后再埋入土中，會重新污染土壤，故我國在垃圾焚燒氣體凈化方法宜持慎重態(tài)度。  造紙廠排放的黑液中COD、BOD值均很高，不能用一般的污水處理法解決，排放約占我國排放總量的30%，為主要污染源。而黑液中的木質(zhì)素等組分經(jīng)過加工卻可以轉(zhuǎn)化為益。將黑液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后成濃黑液，用噴霧干燥噴成干粉的裝置已有近20家造紙廠使用。廣州造紙廠其產(chǎn)品木質(zhì)素磺酸鈣為電、暢銷產(chǎn)品，連續(xù)多年利潤占全廠30%/以上。  值得注意的是發(fā)達造紙原料多為木材，而我國大量使用草類原料（麥、蘆葦、蔗渣等），后者的黑液成分比前者復雜得多。草漿比木漿灰分和糖分高。從而帶來許多技術難題。（如糖分的低玻璃態(tài)溫度帶來的粘結問題），但我國目前均已逐個克服。從這個意義上看，我國在此領域中已超過國際水平。 

⑸氧敏性物料的噴霧干燥裝置  有一些物質(zhì)對氧極其敏感而發(fā)生變性，如β-胡蘿卜素在有氧氣下干燥時，會損失48%，有些物料用有機溶劑制備，在干燥時蒸發(fā)的濕分是溶劑，在干燥前后必須與氧隔離。有以下三種流程可供不同氧敏程度的要求選擇。  系統(tǒng)中充氮或CO2惰性氣體，氣體經(jīng)干燥后被深冷，有機溶劑可以回收重復加熱循環(huán)使用。這類裝置要求風機和干燥設備制造嚴密，不能漏氣方可正常運行。典型適用物料有納米材料、Vc鹽及部分特種陶瓷（超硬物質(zhì)）。這類裝置的中、小規(guī)模系統(tǒng)在我國已經(jīng)成熟，并有部分出口。  以燃燒潔凈燃料（如天然氣、丙烷等）為熱源，在燃燒后自然消除了氧氣。再用部分干燥后含濕的低溫氣體以及用少新鮮空氣同時摻入干燥熱氣流以調(diào)節(jié)和控制干燥的進風溫度，進行干燥。這種方法的熱氣流中含氧量約8%，對于某些氧敏物質(zhì)是適宜的。其優(yōu)點是運行成本低，節(jié)能約30%，設備制造及操作相對簡單，典型物料是染料中間體H酸的噴霧干燥。  用上述方法，將干燥后的尾氣冷卻、除濕，返回到高溫氣流中，即不添加鷴空氣而使系統(tǒng)中的氣體含氧量控制在2%以下，不需要補充惰性氣體，同時可以回收溶劑。此法已成功地用于生產(chǎn)螺旋藻，以保證其中的β-胡蘿卜素不被氧化。其它的氧敏物質(zhì)如原花青素及其甙類衍生物也可以用此法生產(chǎn)。但我國處于起步階段。

  三、噴霧干燥附屬設備的進展 

 ⑴回收系統(tǒng)  噴霧干燥的終目的是回收合格的產(chǎn)品。若主體設備再好，而出現(xiàn)低回收率、高耗能的回收系統(tǒng)，則用戶是不能滿意的。我國噴霧干燥系統(tǒng)中常規(guī)采用的三種方法回收細粉：  

①旋風分離器——當平均粒徑大于2μm時，回收率大于98%，而阻力可低于1500Pa的旋風分離器，在我國已有定型的系列產(chǎn)品，直徑可達2.3m。上述指標已達到20世紀90年代末水平。  

②袋濾器——由于冶金、化工、水泥等行業(yè)的需要，我國有一批正規(guī)的開發(fā)袋濾器隊伍。近年來在布袋材質(zhì)、脈沖方式等方面均取得了可喜成果，并已投入了大規(guī)模生產(chǎn)應用。有的企業(yè)產(chǎn)品，可以在1.5～2m/s風速下，保證效率達99.9%以上，排放深度大于5mg/?。可以認為我國的袋濾器水平已趕上國際水平。 

③尾氣洗滌器——用水清洗從旋風分離器出來含有少量粉塵的裝置。循環(huán)用的洗滌水洗下粉塵后會逐步被濃縮，在造紙廠用稀黑液代替水，還可以充分利用熱能。我國效率可達99.98%，排放氣體含塵量低于20mg/?，阻力低于1000Pa。

  ⑵加熱系統(tǒng) 

 ①蒸汽加熱器——大多數(shù)國產(chǎn)的蒸汽加熱器的元件均已用鋁翅鋼管，并已經(jīng)只可以在一臺加熱器充分利用蒸汽的過熱段，高壓飽和和段和高壓水泄壓閃蒸后的低壓飽和段，得到的被加熱空氣溫度與飽和氣溫差不大于10℃，顯示了相當高的傳熱效率，稱為三級蒸汽加熱器，已經(jīng)在大規(guī)模生產(chǎn)中應用。  

②燃油熱風爐——這種用燃燒輕柴油去間接加熱空氣的爐型，其總傳熱系數(shù)可達40kcal/h?㎡?℃,廣泛用在各種噴霧干燥機上。因國內(nèi)燃燒器性能不夠完善，目前大多采用意大利的利雅牌，德國產(chǎn)的歐科或美國的MAXON，以提高整套噴霧干燥機的水平。  

③燃油熱風爐的另一種型號是用燒燒后煙氣直接進入干燥系統(tǒng)。這兩種爐型的共同點是用室溫空氣形成夾套，既可預熱空氣又防止了散熱，充分利用熱量。我國燃油熱風爐已具備各種規(guī)格型號，完全可以配備各種規(guī)模的噴霧干燥機，技術已經(jīng)成熟而進入商品化階段。  

④燃煤熱風爐——由于我國是產(chǎn)煤大國，故在許多場合的用戶愿意用煤作熱源以降低生產(chǎn)成本。上海有兩家專業(yè)化生產(chǎn)廠，可以在間接加熱情況下得到600℃以上的高溫熱空氣，這種產(chǎn)品亦已成熟。 

 ⑶細粉回收系統(tǒng)  一些干粉的粒徑過細，在復溶時產(chǎn)生困難，會發(fā)生抱團而中干。在噴霧干燥塔尾氣中分離出細粉用噴射泵重新打回干燥塔，使之與即將干燥的液滴團聚。這種流程所得到的產(chǎn)品粒徑均勻并全是較粗的粒子，在食品工業(yè)中用得較多。  在機電獎品中往往控制系統(tǒng)很大程度上影響到該產(chǎn)品的性能和檔次，在噴霧干燥機中同樣如此。