春來(lái)機(jī)械-高速離心噴霧干燥機(jī)在各行業(yè)的應(yīng)用
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2022-03-09 09:16:46
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關(guān)鍵詞：噴霧干燥機(jī)，高速離心噴霧干燥機(jī)
噴霧干燥應(yīng)用領(lǐng)域
在噴霧干燥的幾十年歷史中，起初僅限于蛋粉，奶粉，洗滌劑，化妝
品等少產(chǎn)品的生產(chǎn)，隨著研究的不斷深入，現(xiàn)已在多種工業(yè)超細(xì)粉體及納
米粉體生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，如化學(xué)工業(yè)里的電池原料，白炭黑；陶瓷工業(yè)里
的氧化鋁；制藥領(lǐng)域的藥物干燥造粒等。相比于非噴霧干燥的方式，噴霧
干燥可有效的減少超細(xì)粉的團(tuán)聚，經(jīng)噴霧干燥工序可制得球形度高，流動(dòng)
性好、細(xì)度高的顆粒以適應(yīng)特定領(lǐng)域的要求。
下文將對(duì)一些相關(guān)領(lǐng)域做簡(jiǎn)單的介紹。
1、噴霧干燥用于特種陶瓷造粒
在陶瓷材料成型燒結(jié)之前素坯的成型對(duì)制品的性能有著直接影響，粉料
的特性對(duì)素坯的均勻性及干壓成型后的密度影響很大。噴霧造粒技術(shù)被廣
泛用于制備特種陶瓷粉料。通常采用壓力噴霧對(duì)特陶粉體進(jìn)行噴霧造粒處
理，在合適的工藝條件下，制備出來(lái)的粉體化學(xué)均勻性好、細(xì)度高、流動(dòng)
性好，壓實(shí)密度高，可適用于特陶粉體的干壓成型或等靜壓成型等成型工
藝。
舉例：氧化鋁的噴霧造粒工藝流程：
氧化鋁陶瓷噴霧造粒制備工藝流程圖
2、噴霧干燥在鋰電正極材料磷酸鐵鋰的應(yīng)用
鋰電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜組成。正極材料在成
本及性能上都制約鋰離子電池的發(fā)展，因而正極材料的研究與開(kāi)發(fā)是推動(dòng)
鋰離子電池技術(shù)更新的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)正極材料主要有鈷酸鋰、鎳酸鋰、
磷酸鐵鋰及三元材料。其中磷酸鐵鋰具有安全性好，循環(huán)壽命長(zhǎng)，熱穩(wěn)定
性好，原材料來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但振實(shí)密度低和低溫導(dǎo)電性
差。
磷酸鐵鋰/C 正極材料的簡(jiǎn)單制備過(guò)程：取 LiOH 和 FePO4 加入球磨罐加
入純凈水，球磨之后加入一定量的碳源，球墨 3h 后取出漿料打入噴霧干燥
機(jī)中進(jìn)行噴霧干燥。在一定的進(jìn)出口溫度下（進(jìn) 200-250℃，出口溫度＜
100℃）進(jìn)行噴霧干燥。物料干燥后放在氣氛爐先進(jìn)行低溫煅燒 2h，在高溫
煅燒 6h 后得到 LiFePO4/C 正極材料。
實(shí)驗(yàn)表明，噴霧干燥步驟，賦予了燒結(jié)前的前驅(qū)體材料很好的球形度，
粒徑在 20-20 微米。在噴霧干燥條件下，材料的化學(xué)組分比較均勻。在煅
燒時(shí)球形顆粒之間并沒(méi)有發(fā)生固相變化，LiFePO4/C 的晶粒生產(chǎn)被限制在
一個(gè)球形顆粒之間，因此可以得到小的 LiFePO4/C 晶粒，而細(xì)小的晶粒對(duì)
LiFePO4/C 的電性能有利。
3、噴霧干燥用于白炭黑的干燥
沉淀二氧化硅又叫白炭黑，表達(dá)式多寫(xiě)為 mSiO2·nH2O，是橡膠工業(yè)重
要的補(bǔ)強(qiáng)原料，因其微觀(guān)結(jié)構(gòu)和聚集形態(tài)和炭黑相似，并在橡膠中有相近
的補(bǔ)強(qiáng)性能，故稱(chēng)為白炭黑。白炭黑的生產(chǎn)方法有氣相法及沉淀法，氣相
法產(chǎn)品純度高，性能好，但生產(chǎn)過(guò)程能源消耗大，技術(shù)難度大，成本高。
相比之下沉淀法制備白炭黑，技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)單，成本優(yōu)勢(shì)大。但在
干燥脫水過(guò)程中，超細(xì)顆粒易發(fā)生團(tuán)聚，影響性能。研究表明，噴霧干燥
能夠得到顆粒分散均勻、比表面積和吸油值都很高的白炭黑，符合推薦的
吸油值和比表面積的配合曲線(xiàn) ，適用高性能輪胎的補(bǔ)強(qiáng)劑及彩色輪胎的補(bǔ)
強(qiáng)劑。
彩色輪胎 黑色輪胎
4、噴霧干燥在藥物制劑中的應(yīng)用
干燥在制藥生產(chǎn)中，特別是中藥制藥生產(chǎn)中具有重要地位。噴霧干燥制
備的藥劑有如下幾個(gè)特點(diǎn)：
a.成品均勻度好：噴霧干燥時(shí)，藥液是在不斷的攪拌下噴成霧化分散體，
瞬間完成干燥，因此均勻度較好。
b.成品流動(dòng)性好、疏松性、溶解度較好：噴霧干燥時(shí)，水分迅速氣化，成
品粒度小，流動(dòng)性好，壓片平整；在分劑量包裝時(shí)，劑量更準(zhǔn)確。與水接
觸時(shí)，更易進(jìn)去顆粒內(nèi)部，更利于藥物溶解。
c、簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝：噴霧干燥可使?jié)饪s干燥一步完成，此外干燥時(shí)間也比
較短，利于熱敏性藥物成品保持藥效。
d、生產(chǎn)潔凈：采用密閉的噴霧環(huán)境，杜絕藥物被細(xì)菌污染也減少粉塵污
染車(chē)間。
在噴霧干燥的幾十年歷史中，起初僅限于蛋粉，奶粉，洗滌劑，化妝
品等少產(chǎn)品的生產(chǎn)，隨著研究的不斷深入，現(xiàn)已在多種工業(yè)超細(xì)粉體及納
米粉體生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，如化學(xué)工業(yè)里的電池原料，白炭黑；陶瓷工業(yè)里
的氧化鋁；制藥領(lǐng)域的藥物干燥造粒等。相比于非噴霧干燥的方式，噴霧
干燥可有效的減少超細(xì)粉的團(tuán)聚，經(jīng)噴霧干燥工序可制得球形度高，流動(dòng)
性好、細(xì)度高的顆粒以適應(yīng)特定領(lǐng)域的要求。
下文將對(duì)一些相關(guān)領(lǐng)域做簡(jiǎn)單的介紹。
1、噴霧干燥用于特種陶瓷造粒
在陶瓷材料成型燒結(jié)之前素坯的成型對(duì)制品的性能有著直接影響，粉料
的特性對(duì)素坯的均勻性及干壓成型后的密度影響很大。噴霧造粒技術(shù)被廣
泛用于制備特種陶瓷粉料。通常采用壓力噴霧對(duì)特陶粉體進(jìn)行噴霧造粒處
理，在合適的工藝條件下，制備出來(lái)的粉體化學(xué)均勻性好、細(xì)度高、流動(dòng)
性好，壓實(shí)密度高，可適用于特陶粉體的干壓成型或等靜壓成型等成型工
藝。
舉例：氧化鋁的噴霧造粒工藝流程：
氧化鋁陶瓷噴霧造粒制備工藝流程圖
2、噴霧干燥在鋰電正極材料磷酸鐵鋰的應(yīng)用
鋰電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜組成。正極材料在成
本及性能上都制約鋰離子電池的發(fā)展，因而正極材料的研究與開(kāi)發(fā)是推動(dòng)
鋰離子電池技術(shù)更新的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)正極材料主要有鈷酸鋰、鎳酸鋰、
磷酸鐵鋰及三元材料。其中磷酸鐵鋰具有安全性好，循環(huán)壽命長(zhǎng)，熱穩(wěn)定
性好，原材料來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但振實(shí)密度低和低溫導(dǎo)電性
差。
磷酸鐵鋰/C 正極材料的簡(jiǎn)單制備過(guò)程：取 LiOH 和 FePO4 加入球磨罐加
入純凈水，球磨之后加入一定量的碳源，球墨 3h 后取出漿料打入噴霧干燥
機(jī)中進(jìn)行噴霧干燥。在一定的進(jìn)出口溫度下（進(jìn) 200-250℃，出口溫度＜
100℃）進(jìn)行噴霧干燥。物料干燥后放在氣氛爐先進(jìn)行低溫煅燒 2h，在高溫
煅燒 6h 后得到 LiFePO4/C 正極材料。
實(shí)驗(yàn)表明，噴霧干燥步驟，賦予了燒結(jié)前的前驅(qū)體材料很好的球形度，
粒徑在 20-20 微米。在噴霧干燥條件下，材料的化學(xué)組分比較均勻。在煅
燒時(shí)球形顆粒之間并沒(méi)有發(fā)生固相變化，LiFePO4/C 的晶粒生產(chǎn)被限制在
一個(gè)球形顆粒之間，因此可以得到小的 LiFePO4/C 晶粒，而細(xì)小的晶粒對(duì)
LiFePO4/C 的電性能有利。
3、噴霧干燥用于白炭黑的干燥
沉淀二氧化硅又叫白炭黑，表達(dá)式多寫(xiě)為 mSiO2·nH2O，是橡膠工業(yè)重
要的補(bǔ)強(qiáng)原料，因其微觀(guān)結(jié)構(gòu)和聚集形態(tài)和炭黑相似，并在橡膠中有相近
的補(bǔ)強(qiáng)性能，故稱(chēng)為白炭黑。白炭黑的生產(chǎn)方法有氣相法及沉淀法，氣相
法產(chǎn)品純度高，性能好，但生產(chǎn)過(guò)程能源消耗大，技術(shù)難度大，成本高。
相比之下沉淀法制備白炭黑，技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)單，成本優(yōu)勢(shì)大。但在
干燥脫水過(guò)程中，超細(xì)顆粒易發(fā)生團(tuán)聚，影響性能。研究表明，噴霧干燥
能夠得到顆粒分散均勻、比表面積和吸油值都很高的白炭黑，符合推薦的
吸油值和比表面積的配合曲線(xiàn) ，適用高性能輪胎的補(bǔ)強(qiáng)劑及彩色輪胎的補(bǔ)
強(qiáng)劑。
彩色輪胎 黑色輪胎
4、噴霧干燥在藥物制劑中的應(yīng)用
干燥在制藥生產(chǎn)中，特別是中藥制藥生產(chǎn)中具有重要地位。噴霧干燥制
備的藥劑有如下幾個(gè)特點(diǎn)：
a.成品均勻度好：噴霧干燥時(shí)，藥液是在不斷的攪拌下噴成霧化分散體，
瞬間完成干燥，因此均勻度較好。
b.成品流動(dòng)性好、疏松性、溶解度較好：噴霧干燥時(shí)，水分迅速氣化，成
品粒度小，流動(dòng)性好，壓片平整；在分劑量包裝時(shí)，劑量更準(zhǔn)確。與水接
觸時(shí)，更易進(jìn)去顆粒內(nèi)部，更利于藥物溶解。
c、簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝：噴霧干燥可使?jié)饪s干燥一步完成，此外干燥時(shí)間也比
較短，利于熱敏性藥物成品保持藥效。
d、生產(chǎn)潔凈：采用密閉的噴霧環(huán)境，杜絕藥物被細(xì)菌污染也減少粉塵污
染車(chē)間。
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