噴（pēn）霧幹（gàn）燥為什麽會粘壁？到底該如何解決？
噴霧幹燥是利（lì）用霧化器將料液分散為細小的霧滴,並在熱幹（gàn）燥介質中迅速蒸發溶（róng）劑形成（chéng）幹粉產品的幹燥技術。噴霧（wù）幹燥具有蒸發麵積大（dà）、 幹燥時間短(數秒至數十秒)、 對有效成分破壞（huài）少（shǎo）等優點,已越來越多地應用於熱敏性材料的幹燥。在噴霧幹燥過程中,被幹燥的物料粘在（zài）幹（gàn）燥塔內（nèi）壁上,稱之為粘壁。粘壁後的物（wù）料由（yóu）於長時間停留（liú）在熱（rè）的內壁上,有可能（néng）被燒焦（jiāo）或變質,影響產品質量。粘壁物料由於不能（néng）被引風及時（shí）帶出幹燥塔,會造成（chéng）產品收率降（jiàng）低,當粘壁現象嚴重時,為了清除粘壁物料,不得不中途停止噴霧幹燥,使操作周期延長,生產能力下降。因此,粘壁現象一直是困（kùn）擾噴霧幹燥設計者和操作者的一大技術難題。本文對粘壁原因作出分析（xī）,並針對性地提出了解決措施
1．粘壁類型與產生的原因
料液噴霧幹燥粘壁可劃分（fèn）為3種 類型:半濕物料粘壁、低（dī）熔（róng）點物料的熱熔性粘壁和幹粉表麵粘附。
1-1.1 半濕物（wù）料粘壁:
噴（pēn）出（chū）的（de）液滴在沒有達到表麵幹（gàn）燥之前就和塔（tǎ）壁接觸,因而粘在（zài）熱壁上。粘壁的物料越積越厚,在達到一（yī）定厚度時便以塊狀形（xíng）式自由（yóu）脫落。這（zhè）種類型的粘壁往往造成塊狀物料表麵被燒焦,而內部含濕量卻超標的現象（xiàng）,影響正常生產。半濕物料粘壁產（chǎn）生的原因較為複雜（zá）,主要與噴霧幹燥塔結構、霧化器結構、安裝、操作以（yǐ）及熱風在塔內的運動（dòng）狀態有（yǒu）關。
1-1.2 低熔點物料的熱熔性粘壁
顆粒在幹燥溫度下（xià）熔融發粘,導致粘附在熱壁上。其產（chǎn）生的主要（yào）原因,是由於幹燥（zào）物料的軟化點低於幹燥溫度（dù）,造成粘壁。
1-1.3 幹粉表麵粘附
噴霧幹粉由於顆（kē）粒細（xì）小,比表麵積大,在（zài）噴（pēn）霧塔這個有限的空間內運動,總有些顆粒碰到器壁而粘附其上。幹粉粘附程度與塔壁的幾何形狀（zhuàng）、粗（cū）糙程度、 空氣流速、 靜電（diàn）力等有關。
以上分類是粗略（luè）的,實際操作過程中可能以一種粘壁類型為主（zhǔ）,也可能幾（jǐ）種類型的粘壁都比較嚴（yán）重。在生產中要（yào）根據具體情況,有針對性的加以解決。
2．噴霧幹燥（zào）粘壁的解決途徑
2.1半濕物料（liào）粘壁的解決途徑
2.1.1改良幹燥塔的結構與材質：在塔體設（shè）計時,若（ruò）塔徑小於噴霧（wù）錐******直徑,就會在對著霧滴運動******軌跡平麵上（shàng）產生嚴重的粘壁。為了防（fáng）止物料粘壁,可以有意識地適當加大塔壁直徑,使半幹物料（liào）碰不到壁麵就向下掉落。這個辦法有緩解粘（zhān）壁的作用,但塔徑不宜過大,否則不僅增加設備材料費（fèi）和（hé）設備占地麵積（jī）,還會降低熱風在塔內的運行速度,影響幹燥質量。立式圓錐形噴霧幹燥塔容易在（zài）錐體部位粘（zhān）壁（bì）,采用立式圓（yuán）柱體結構能夠克服上述缺點。
噴霧幹燥塔塔體多由不（bú）鏽（xiù）鋼、碳鋼或鋼（gāng）筋混凝土製成,這些材（cái）料均有親水（shuǐ）性,易（yì）被濕物料粘附而結（jié）疤。如在噴霧幹燥塔易（yì）結疤的區域內（nèi）襯接觸角大於90℃的疏水性材料,特別是高分子材料,可有效地減少噴霧幹燥塔（tǎ）結疤的機率，內襯（chèn）材料（liào）的選擇（zé）要根據（jù）噴（pēn）霧幹燥塔工作溫度來確定,如果（guǒ）工作溫度低於100℃,可選擇聚丙烯、聚苯乙烯等作為內襯材料,而對於工作溫度在100～200℃的情況,應選用聚四氟乙烯。采用高（gāo）分子材料作為（wéi）噴塔內襯，設計上（shàng）要充分考慮內襯層與塔（tǎ）體熱膨脹係數的差異。
2.1.2合理選擇（zé）霧化器：霧化器（qì）又稱噴嘴,是噴霧（wù）幹燥設備的關鍵部件,其結構的不同直接影響（xiǎng）液體霧化分散效果,進而（ér）影響（xiǎng）微粒的粒徑和性能。膏狀物料粘附性極強,不易分散（sàn）,易於使已分散的物料重新（xīn）粘結成團,導致來不及幹燥而粘壁（bì）。同（tóng）時膏（gāo）狀物料中的水份和物料（liào）的（de）結合狀態屬毛細管水、滲透水、吸（xī）附水和結構水,故水份在物料中的（de）傳（chuán）遞阻力大,如不能（néng）設法將物料分（fèn）散成很小的顆粒（lì）以減少（shǎo）傳熱傳（chuán）質阻力,幹燥時間的延長也是造成粘壁的重要原因。故采用在一個噴嘴內實現一次物料三次氣流的二內一外旋轉混合（hé）的霧化（huà）器,便於拆卸安裝,直（zhí）徑不超過10 mm的雜物不會受堵,達到比較理想的霧化效果,避免膏狀物料噴霧（wù）幹燥的粘壁問題。
鑒於粘（zhān）度高的物料難以霧化,在研究中（zhōng）藥桔梗浸膏（gāo）噴霧幹燥時,主張（zhāng）采（cǎi）用（yòng）三流體式噴嘴代替二流體式噴（pēn）嘴,並通過（guò）提高料液溫度以降低其粘度、增（zēng）大氣液比等手（shǒu）段提高霧化效果,達到（dào）減輕粘壁的目的。采用四（sì）流式霧化噴嘴可使霧滴的比表麵積增加10倍,提高霧滴尺寸分布均勻度,提高霧化效果，具有連續調節轉速功（gōng）能的變頻離心霧化器非常適宜食用菌多糖噴霧幹燥,可以根據多糖（táng）的品種、濃縮液的（de）含固量調節轉（zhuǎn）速,以改變霧滴大小（xiǎo）,達果（guǒ）到少粘或不粘塔壁的效果。
2.1.3霧化器的正確安裝：氣流（liú）式噴嘴（zuǐ）和壓力式噴嘴產生的標準噴霧圖形是一個和噴嘴軸線對稱（chēng）的空（kōng）心錐,霧滴應均勻分布在噴霧錐中。當氣（qì）流式噴嘴（zuǐ）的氣（qì）體通道與液體通道（dào）軸心不重合,或（huò）壓力（lì）式噴嘴孔不圓時,產生（shēng）的霧錐就不（bú）對稱了,霧錐的偏（piān）離將導致局（jú）部嚴重粘壁。
如果（guǒ）噴霧塔中隻（zhī）安裝一個噴嘴,則噴嘴的軸線要安裝在塔的中心線上,即二（èr）者重合。如果需要安裝多（duō）個噴（pēn）嘴,則各噴嘴（zuǐ）霧矩間不能（néng）重疊,通過調節噴射角度使霧（wù）滴不（bú）要直接噴射到對麵的壁上。噴嘴的振動也是產生粘壁的一個原因,對（duì）於旋轉式（shì）霧化器,運（yùn）轉時特別要防止振動。
2.1.4選用（yòng）適宜的操作工藝條件：對於氣流式噴（pēn）霧幹燥塔,操作工藝參數主（zhǔ）要涉及幹燥溫度、進（jìn）料速率和噴頭壓力。噴霧（wù）幹燥（zào）塔溫（wēn）度分為進風口溫度和出風口溫度。提高進風口溫度可以增大液滴的（de）蒸（zhēng）發強度,使液（yè）滴在接（jiē）觸塔壁之前表麵就已經固化,可有效地減少粘壁損失,提高產品收率（lǜ）。此外,溫度對顆粒粒徑有較（jiào）大影響,溫度較低時,溶液霧滴達到過飽和的時間延長,瞬間成核速度降低,成核數量減少,因此,所得微粒粒徑增大（dà）,導致幹燥時間延長（zhǎng）。進風口溫（wēn）度維持不（bú）變時,提高（gāo）出風口溫度可以縮小進出口溫度差,提高熱（rè）空氣在塔內的平均溫（wēn）度,加快幹燥速率,有（yǒu）效防止粘塔現象（xiàng）。因此,在物料不失活和沒有低熔（róng）點粘壁的前（qián）提下，適當提高（gāo）幹燥溫度是有利的。
進料速率（lǜ）對幹燥的影響（xiǎng）主要體現在蒸發負荷和霧滴顆粒變化兩個方麵（miàn）。一方麵,隨著進料速率的（de）增加,蒸發負荷增加,當進風口溫度不變時,出風口溫度降低,從而使（shǐ）霧滴與空（kōng）氣之間的對（duì）數平（píng）均溫度差Δtm變小,產品含濕量增加引起粘壁;另一方麵,進料速率的增加引起霧滴顆粒變大，幹燥所需（xū）時（shí）間τ與液滴直（zhí）徑d之（zhī）間的關（guān）係可用（yòng）下式表示：
τ=1.04×10-4d1.87 (1)
由式(1)可見,霧滴（dī）直徑變大,所需幹燥時間延長,物料粘壁就更容易發生（shēng）。因此,進料速率應由小到大,逐漸控製（zhì）在合理（lǐ）範圍內。
在其它條件不變（biàn）時（shí）,提高（gāo）噴霧壓力則有利於霧滴的細化,因為霧滴的直徑與噴霧壓力的平方根成反比。
d√p tgα/2 =常數 (2)式中:d-霧滴直徑,m; p-噴霧壓力, Pa; α-霧錐角, rad。
霧滴直徑變小（xiǎo）可以加快蒸發的速度,縮短幹燥的（de）時間,從這個角度講有（yǒu）利於（yú）避免物料（liào）粘壁。但另一方麵,噴霧壓力的升高可以提高霧滴的噴射初速度,引起射程的增加,使一些（xiē）霧滴在尚未幹燥前就粘（zhān）貼在塔壁上。
綜上所述（shù）,噴頭壓力也有一個合適範圍,應根據（jù）物料性質、 幹燥塔的特征參數合理設置。對於離心式噴霧幹燥器,就應選擇好旋轉盤轉速。
2.1.5熱風在塔內的運動狀（zhuàng）態：熱風在塔內的運行狀（zhuàng）態直接影響粘（zhān）壁狀況。在解決石油化工產品噴（pēn）霧幹燥粘壁問題時（shí）,采用了順流風和夾帶少量團粒的旋轉風相結合的方法,當二者流量分別為180m3/h和120m3/h時,即（jí）二者比值1.5時，塔壁衝刷幹淨,取得（dé）了滿意效果。實踐證明,在總的進塔熱風量（liàng）一（yī）定的情況下,用於保護層的風量與用於幹燥的風量,兩者的比例會影響霧滴的幹燥效果。如果保護層（céng）的風量過大（dà）,反而使塔的粘壁（bì）增加（jiā）,這是因為起幹燥作用的風量減（jiǎn）小,霧滴在沒（méi）徹底幹燥（zào）前與內壁接（jiē）觸而粘附（fù）。
采用多段氣幕（mù）封壁法對解決乳（rǔ）品粘壁有較好的效果。該方法的原理是（shì）對常規幹（gàn）燥塔結構加以改造,采用自上而下直徑（jìng）逐漸增（zēng）大的塔壁,並在每段上部沿周向開若（ruò）幹個小孔,在塔外增加一層（céng）直徑不變的外壁（bì）,形成一個夾層。冷空氣由風機引入夾層,並通過每（měi）段的周向孔射入（rù）塔內,流體（tǐ）沿垂直向下方向形成氣幕。如果流體速度、空氣（qì）流量適當,每（měi）段氣幕可首尾相接。這就等於把塔（tǎ）內（nèi）壁用氣流封（fēng）住,以防止半幹物料粘附在塔（tǎ）壁上。這（zhè）套方案在塔體結構（gòu）上比普通幹燥塔複雜些,增加了一定加工量。
引風量對粘壁（bì）有影（yǐng）響（xiǎng）。由於噴霧幹燥過程是在微負（fù）壓下操作,霧滴能否達到幹燥（zào）效果並及時抽走幹燥物料取決於（yú）引風量。引風量適當增加能夠提高噴霧幹燥產率,但如果引（yǐn）風量過大,霧滴在（zài）塔內（nèi）停留時間過短,霧滴就會產生半（bàn）濕物料粘於（yú）塔（tǎ）的（de）底部（bù）(即（jí）塔（tǎ）錐體);如果引風量過小,雖然霧滴在塔內停留時間延長,但（dàn）不能把幹燥物料及時抽（chōu）走,霧滴會粘附於幹（gàn）燥物料表（biǎo）麵,隨熱風旋轉流粘於（yú）塔（tǎ）直筒壁上。
2. 2 低熔點物料粘（zhān）壁的解決途徑 低熔（róng）點物料的（de）熱熔性粘壁決定於在幹燥溫度下（xià）顆粒的性質,可（kě）根據被幹燥物（wù）料的熔點加以判斷。對這種類（lèi）型的粘壁,可采用下列解決措施。
2.2.1控製熱風溫度:如果物料熔點不是很低,可（kě）以采取限製塔內溫度（dù）分布區不超（chāo）過物料的熔點的（de）辦法克服粘壁。根據這一特點,采用並流操作為宜。
2.2.2 夾套冷卻法（fǎ）：用冷（lěng）空氣冷卻塔內壁，保持壁（bì）溫低於物料熔點，可以避免低熔點物料的熱熔性粘壁。
2.2.3 添加輔料法：低（dī）熔點物料粘壁在中藥（yào）浸膏噴霧幹燥中較為常見（jiàn），如果在浸膏中加入適量輔料如糊精、澱粉等，可使噴霧幹燥順利進行（háng）。對益腎靈顆（kē）粒、玄七通痹膠囊、枳術顆粒、感冒舒顆粒4種中藥粉的軟化點進行（háng）了研究，發現上述4種浸膏中加（jiā）入糊精、預膠化澱粉、黃芪粉等不同輔（fǔ）料後，軟化點提高了57-106℃，噴霧幹燥（zào）過（guò）程中均未（wèi）發生粘（zhān）壁現象。
2.2.4低溫噴霧幹燥法：一步造粒中藥幹燥塔的幹燥工藝（yì）是一種間隔排料方式，噴嘴由塔頂插入並保持在塔（tǎ）體圓筒正中，攪拌裝置置於追星床底部，攪拌槳葉伸入床層（céng）中。操作時先將一定量（liàng）的幹燥輔助顆粒加入塔內，由塔底引入熱風，將輔助顆粒吹動成沸（fèi）騰狀，待床層（céng）溫度聲至80℃後，藥液經過噴嘴霧化後進入（rù）塔內，向下噴向沸騰床中的顆（kē）粒，繼續幹燥，熱風（fēng）終溫度維持在95℃，被幹（gàn）燥的顆粒層（céng）高度不斷增長，至接近出口位置，停止噴藥液，繼續通熱（rè）空氣達到相應幹燥時間後，提高風機轉速將顆粒吹入旋風（fēng）分離（lí）器，進行排料。采用上述低溫幹（gàn）燥、顆粒撞擊幹燥方式，能夠（gòu）有效解決噴霧幹燥粘壁問題。
2.3 幹粉表麵粘附 感奮表麵粘附形成的粘壁（bì）厚度很薄且不堅固（gù），容易被空氣吹掉，克服辦法主要有以下幾（jǐ）種措施：
2.3.1采用冷空氣（qì）吹掃，在塔筒切線方向引入冷空氣（qì），吹（chuī）掃易發生粘壁的部位，也（yě）可以沿塔內壁安裝（zhuāng）一根可以旋轉的噴氣管（guǎn），經過過濾的空氣通過風機送入吹掃杆內，依靠其在幹燥室內圍（wéi）繞塔壁旋轉（zhuǎn）並同（tóng）時上下運動進行吹掃，以（yǐ）此減少（shǎo）因（yīn）幹粉末附著而（ér）引起（qǐ）的粘壁（bì）現象。
2.3.2添加（jiā）填料法 添加流動性好的（de）填料可以減輕粘壁，休止角小於300的幹粉物料流動性能（néng）良好，可以作為篩選填料（liào）的依據。對於表麵呈粘性的糖類，可以使用滑石粉，二氧化（huà）矽或相同性質物料的幹（gàn）粉，使濕物料的表麵“包裹”一層粉狀抗粘結（jié）物。
2.3.3消除靜電法 噴霧塔以及（jí）顆粒帶電均能增加幹粉（fěn）的粘附，對幹燥塔做好接地，使生產過程中粉粒（lì）之間，粉粒與塔體內壁之間摩擦（cā）而產生的靜電得以導（dǎo）出，可以防止靜電吸附現象的（de）產生。
3.結論
噴霧幹燥粘（zhān）壁是一個常見現象，對（duì）產（chǎn）品質量、產量（liàng）均有不利影響，物料粘壁主（zhǔ）要存在三種（zhǒng）情況：半濕（shī）物料粘壁，低熔點物料的熱熔性粘壁，幹粉（fěn）表（biǎo）麵附著（zhe）；本文分析了上述三種類型粘壁現象產生的原因，並針對性（xìng）的（de）提出解決問題的措施。需（xū）要指出的是：選用以上方法雖然解決噴霧幹燥粘壁（bì）問（wèn）題切（qiē）實可行，但每種方法的調節範圍都（dōu）有其限度，應根據物料特性加以（yǐ）選擇。實際生產中遇到粘壁問題，首先（xiān）應進行工（gōng）藝參數的調整，不能取得效果時再考慮更換霧化器或改造塔體結構，低溫噴霧幹（gàn）燥法在中藥加工（gōng）中具有一定的優勢，值得（dé）進（jìn）一（yī）步研究。