噴霧干燥是基于將進(jìn)料溶液霧化成氣溶膠液滴，這些液滴隨后相互接觸并懸浮在熱氣流中，從而引起溶劑蒸發(fā)。干燥的顆粒被輸送到收集器，收集器通常位于由位于出口過濾器下游的吸氣器產(chǎn)生的氣流旋流器的底部。這種安排防止顆粒進(jìn)入廢氣。重要的是，整個(gè)過程可以在一個(gè)閉環(huán)中連續(xù)運(yùn)行，這在技術(shù)和環(huán)境上都是有利的。飼料的霧化可以被認(rèn)為是噴霧干燥的中心步驟。雖然可以通過強(qiáng)迫溶液通過膜、使用振蕩盤或使用超聲波來實(shí)現(xiàn)霧化，但霧化前體溶液最常見的方法是通過由兩個(gè)同心通道組成的雙流體噴嘴，用熱氣體(N2 或壓縮空氣)將其分解。當(dāng)前驅(qū)體溶液被泵入內(nèi)部通道時(shí)，它會(huì)遇到已經(jīng)流過第二通道的氣流，從而產(chǎn)生剪切場(chǎng)，將溶液霧化成液滴。通常，在霧化步驟之前，前驅(qū)體進(jìn)料通過簡(jiǎn)單的蠕動(dòng)泵管引入噴嘴。這種直接注射策略是直接和方便的前體溶液，不經(jīng)歷任何不希望的反應(yīng)之前噴霧干燥。然而，一些前驅(qū)體溶液不穩(wěn)定，因?yàn)樗鼈兒懈呋钚缘脑噭?。在這些情況下，必須首先在霧化前不久或霧化后立即混合前體溶液，這可以通過兩種方法中的任何一種來完成:(i)使用t型結(jié)，將兩種獨(dú)立泵送的溶液結(jié)合成單一的混合溶液，立即引入噴嘴(圖2b)；或(ii)使用三流體噴嘴，可通過三個(gè)同心通道同時(shí)霧化兩種獨(dú)立的溶液:一個(gè)用于液體溶液，一個(gè)用于氣流。在后一種配置中，只有當(dāng)兩種溶液在干燥室中通過氣溶膠液滴的碰撞已經(jīng)霧化時(shí)才會(huì)混合(圖2c)。另外，一些前體溶液必須先被熱活化，然后才能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。這可以通過連續(xù)流輔助方法來解決，其中連續(xù)流反應(yīng)器耦合到噴霧干燥器的入口。在這個(gè)模式，前驅(qū)體溶液被泵送并直接進(jìn)入恒溫油箱內(nèi)的連續(xù)盤管流反應(yīng)器，在那里加熱到一定溫度。然后，由于連續(xù)盤管流反應(yīng)器的出口直接與噴霧干燥器的噴嘴相連，因此將預(yù)熱(活化)的溶液以相同的進(jìn)料速度自動(dòng)注入噴霧干燥器。

在噴霧干燥合成中，需要控制的主要參數(shù)是

(1)液體前驅(qū)體進(jìn)料注入噴霧干燥設(shè)備的進(jìn)料速率;(2)用于霧化液滴的流量;(3)進(jìn)口溫度(Tinlet)，這是用來干燥氣溶膠液滴的氣體溫度；

(4)在連續(xù)流動(dòng)輔助法的情況下，線圈流動(dòng)反應(yīng)器溫度(Tcoil)。研究人員必須在這些參數(shù)之間取得微妙的平衡。例如，增加進(jìn)料速度可以提高產(chǎn)量，但這是以增加霧化和干燥的能量需求為代價(jià)的(即更高的流量和進(jìn)口溫度)。重要的是，調(diào)整這些參數(shù)不僅決定了最終產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率，而且還影響了產(chǎn)品的形態(tài)和尺寸，我們將在下面討論。