บริษัท ฉางโจว จินเฉียว สเปรย์ ดรายอิง แอนด์ เอ็นจิเนียริ่ง จำกัด

เดอะเครื่องเป่าสเปรย์เครื่องอบแห้งแบบสเปรย์เป็นอุปกรณ์สำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย รวมถึงอาหาร ยา เคมีภัณฑ์ และเซรามิก หน้าที่หลักคือการเปลี่ยนสารละลายเหลวให้เป็นผงแห้งอย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำสูง การเข้าใจหลักการทำงานของเครื่องอบแห้งแบบสเปรย์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเข้าใจถึงความสามารถและการใช้งานที่หลากหลายของมัน

แนวคิดพื้นฐาน

โดยหลักการแล้ว เครื่องอบแห้งแบบสเปรย์ทำงานบนหลักการของการทำให้เป็นละอองและการถ่ายเทความร้อนและมวลอย่างรวดเร็ว กระบวนการเริ่มต้นด้วยการป้อนของเหลว ซึ่งอาจเป็นสารละลาย สารแขวนลอย หรืออิมัลชัน เข้าไปในเครื่องอบแห้งแบบสเปรย์ จากนั้นของเหลวนี้จะถูกทำให้เป็นละอองขนาดเล็ก การทำให้เป็นละอองเป็นขั้นตอนที่สำคัญมาก เนื่องจากช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวของของเหลวอย่างมาก ทำให้ของเหลวสัมผัสกับตัวกลางในการอบแห้ง ซึ่งโดยปกติคืออากาศร้อน ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

กระบวนการทำให้เป็นละออง

มีวิธีการทำให้เป็นละอองหลายวิธีที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องอบแห้งแบบสเปรย์ หนึ่งในเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือการทำให้เป็นละอองด้วยหัวฉีดแรงดันสูง ในวิธีนี้ ของเหลวจะถูกดันผ่านรูเล็กๆ ภายใต้แรงดันสูง เมื่อของเหลวออกจากหัวฉีด แรงดันที่ลดลงจะทำให้ของเหลวแตกตัวเป็นละอองขนาดเล็ก ขนาดของละอองเหล่านี้สามารถควบคุมได้ในระดับหนึ่งโดยการปรับแรงดันและการออกแบบของหัวฉีด

อีกหนึ่งวิธีการทำให้เป็นละอองที่นิยมคือ การใช้หัวฉีดของเหลวสองชนิดผสมกัน ในวิธีนี้ ของเหลวจะถูกผสมกับก๊าซอัด ซึ่งโดยทั่วไปคืออากาศ ปฏิกิริยาระหว่างของเหลวและกระแสแก๊สจะทำให้เกิดละอองขนาดเล็ก วิธีนี้มีความยืดหยุ่นในการปรับขนาดของละอองโดยการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนของของเหลวต่อแก๊สและความดันของแก๊ส

การพ่นละอองแบบหมุนยังใช้ในเครื่องอบแห้งแบบสเปรย์บางชนิดด้วย โดยใช้แผ่นดิสก์หรือล้อหมุนจุ่มลงในของเหลว เมื่อแผ่นดิสก์หมุนด้วยความเร็วสูง ของเหลวจะถูกเหวี่ยงออกจากขอบเนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ทำให้เกิดฟิล์มบางๆ แล้วแตกตัวเป็นหย droplets ความเร็วในการหมุนและการออกแบบของหัวพ่นละอองมีผลต่อการกระจายขนาดของหย droplets

การถ่ายเทความร้อนและมวล

เมื่อของเหลวถูกทำให้เป็นละอองขนาดเล็กแล้ว จะเข้าสู่ห้องอบแห้งซึ่งมีการเป่าลมร้อนเข้าไป ลมร้อนมีประโยชน์หลักสองประการ คือ ให้ความร้อนที่จำเป็นสำหรับการระเหย และพัดพาความชื้นออกจากอากาศ พื้นที่ผิวที่สูงของละอองขนาดเล็กช่วยให้การถ่ายเทความร้อนจากลมร้อนไปยังของเหลวเป็นไปอย่างรวดเร็ว เมื่อความร้อนถูกดูดซับ น้ำหรือตัวทำละลายในของเหลวก็จะเริ่มระเหย

กระบวนการระเหยนี้เป็นปรากฏการณ์การถ่ายเทมวล ความชื้นภายในหยดน้ำจะแพร่กระจายไปยังพื้นผิวแล้วเข้าสู่บรรยากาศร้อนโดยรอบ อัตราการระเหยขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอากาศและหยดน้ำ ความชื้นในอากาศ และพื้นที่ผิวของหยดน้ำ เมื่อความชื้นระเหย หยดน้ำจะหดตัวลง และเกิดเป็นอนุภาคของแข็งขึ้น

การก่อตัวและการสะสมของอนุภาค

อนุภาคของแข็งจะเคลื่อนที่ต่อไปในห้องอบแห้ง โดยจะเกิดการอบแห้งเพิ่มเติมเมื่อสัมผัสกับอากาศร้อน ระยะเวลาที่อนุภาคอยู่ในห้องอบแห้งจะถูกควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้ปริมาณความชื้นที่ต้องการ เมื่ออนุภาคแห้งสนิทแล้ว ก็จะถูกพัดออกจากห้องอบแห้งโดยอากาศเสีย

เพื่อแยกผงแห้งออกจากอากาศเสีย จึงมีการใช้ระบบเก็บรวบรวม โดยทั่วไปจะใช้เครื่องแยกแบบไซโคลน แรงเหวี่ยงที่เกิดขึ้นภายในไซโคลนจะทำให้ผงอนุภาคที่หนักกว่าแยกตัวออกจากกระแสอากาศและถูกเก็บรวบรวมไว้ที่ด้านล่างของไซโคลน ส่วนอนุภาคละเอียดที่อาจยังปะปนอยู่ในอากาศสามารถกำจัดออกได้เพิ่มเติมโดยใช้ตัวกรองถุงหรือเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต

โดยสรุป หลักการของเครื่องอบแห้งแบบสเปรย์คือการทำให้ของเหลวแตกตัวเป็นละอองขนาดเล็กเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการถ่ายเทความร้อนและมวลอย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อสัมผัสกับอากาศร้อน ความชื้นในละอองจะระเหยไป ทำให้เกิดอนุภาคผงแห้ง ซึ่งจะถูกเก็บรวบรวมเพื่อนำไปใช้ต่อไป เทคโนโลยีอเนกประสงค์นี้ยังคงเป็นรากฐานสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากความสามารถในการผลิตผงคุณภาพสูงที่มีคุณสมบัติที่ควบคุมได้