
霧化器是噴霧干燥機的核心部件,其功能是將液態物料(溶液、懸浮液等)破碎為直徑5-100μm的微小霧滴(增大比表面積,為瞬時干燥奠定基礎)。分類的核心依據是霧化動力來源,主流可分為三大類,另有針對特殊場景的專用類型,具體差異如下:
一、主流霧化器類型(按動力分類)
1.壓力式霧化器(PressureAtomizer)
核心原理:依靠高壓泵提供的壓力(1-20MPa),將物料壓入帶有螺旋通道的噴嘴,物料在噴嘴內形成高速旋轉流,噴出后因離心力與空氣阻力作用,破碎為均勻霧滴。
關鍵結構:由“高壓泵+霧化噴嘴”組成,噴嘴材質多為不銹鋼、陶瓷(耐磨,適配高粘度物料),部分噴嘴可通過更換孔徑(0.5-3mm)調整霧滴大小。
適用場景:
物料:低至中粘度(<1000cP)、無固體顆粒或顆粒細小(<50μm)的物料,如牛奶(奶粉生產)、果汁、洗滌劑、農藥乳油。
產量:適合大規模連續生產(單臺小時產量可達數噸),是食品、化工領域的主流選擇。
優缺點:
優點:結構簡單、成本低、能耗較低(僅需驅動高壓泵)、霧滴均勻度高(CV值<15%)。
缺點:易堵塞(需嚴格過濾物料雜質)、噴嘴磨損快(高壓力下,需定期更換)、粘度波動對霧化效果影響大。
2.離心式霧化器(CentrifugalAtomizer)
核心原理:依靠高速旋轉的轉盤(轉速5000-30000r/min)產生的離心力,將物料從轉盤中心甩向邊緣,在邊緣處被撕裂為霧滴(霧滴大小與轉盤轉速成反比,轉速越高,霧滴越細)。
關鍵結構:由“驅動電機+旋轉轉盤”組成,轉盤形狀多為碟形、碗形或渦輪形(增大物料接觸面積),材質為不銹鋼或鈦合金(耐高溫、耐腐蝕)。
適用場景:
物料:中至高粘度(1000-10000cP)、含少量固體顆粒(<100μm)的物料,如中藥提取物(膏狀)、食品糊料(巧克力漿)、陶瓷漿料。
產量:中大規模生產(單臺小時產量0.5-5噸),尤其適合物料粘度波動較大的場景。
優缺點:
優點:不易堵塞(無狹窄噴嘴)、對物料粘度適應性強、霧滴分布范圍廣(可通過調整轉速靈活控制粒徑)。
缺點:能耗高(需驅動轉盤高速旋轉)、結構復雜(需精準控制動平衡,避免振動)、維護成本高(軸承需定期潤滑更換)。
3.氣流式霧化器(PneumaticAtomizer)
核心原理:依靠高速壓縮空氣/惰性氣體(氣速200-300m/s)的剪切力,將物料破碎為霧滴。根據氣液混合位置,可分為“內混式”(氣液在噴嘴內混合)和“外混式”(氣液在噴嘴外混合)。
關鍵結構:由“空壓機+雙流體噴嘴”組成,壓縮氣體與物料分別通過不同通道進入噴嘴,在出口處高速撞擊混合,形成霧滴。
適用場景:
物料:低產量、熱敏性(如生物醫藥制劑、酶制劑)、低粘度(<500cP)或含微量細顆粒的物料,如抗生素溶液、納米材料懸浮液、香精香料。
產量:小規模生產(單臺小時產量<0.5噸),或實驗室小試/中試場景。
優缺點:
優點:霧化溫度低(壓縮氣體可降溫,避免物料過熱)、霧滴極細(最小可達5μm,適合制備微粉)、對物料雜質容忍度較高。
缺點:能耗極高(壓縮空氣需大量能量)、產量低、霧滴均勻度較差(CV值>20%)、運行成本高(氣體消耗大)。
二、特殊場景專用霧化器
1.超聲波霧化器(UltrasonicAtomizer)
原理:利用高頻超聲波振動(頻率20-100kHz),使物料在振動面上產生毛細波,波峰破裂形成霧滴(霧滴直徑1-10μm,極細且均勻)。
適用:實驗室小試、精密涂層、生物醫藥(如疫苗干燥)等對霧滴粒徑要求極高的場景,產量極低(小時產量<100g)。
2.靜電霧化器(ElectrostaticAtomizer)
原理:在噴嘴處施加高壓靜電(10-50kV),使物料帶電,帶電液滴在電場力作用下分裂為細霧滴,同時因靜電吸附性,可提高干燥塔內霧滴與熱氣流的接觸效率。
適用:新能源材料(如電池正極材料)、精密陶瓷等需要“窄粒徑分布+高干燥效率”的高端領域。
三、選型核心依據
選擇霧化器需結合物料特性、產量需求、成品質量要求綜合判斷,核心參考維度如下:
選型維度壓力式霧化器離心式霧化器氣流式霧化器
物料粘度低-中(<1000cP)中-高(<10000cP)低(<500cP)
物料含顆粒無/細顆粒(<50μm)少量粗顆粒(<100μm)微量細顆粒
生產規模大規模(>1噸/h)中大規模(0.5-5噸/h)小規模(<0.5噸/h)
成品粒徑需求中(20-80μm)寬(10-100μm)細(5-30μm)
熱敏性物料適配一般(需控制熱風溫度)一般優(低溫霧化)
綜上,霧化器的類型直接決定了噴霧干燥機的適用場景與成品質量,其中壓力式是工業量產的主流,離心式適配高粘度物料,氣流式聚焦熱敏性小批量物料,特殊類型則服務于高端精密需求。