[發明專利]控制用于噴霧干燥應用的噴霧噴嘴裝置的噴霧液滴尺寸的方法、噴霧干燥裝置及其噴嘴

有效

• 申請號: 201580068387.7
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN107105728B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: P·埃德曼;P·范克豪澤;M·尼德格;D·R·桑德斯;C·施米德;M·施特蘭晶格;G·沃特爾特
• 申請（專利權）人: 雀巢產品技術援助有限公司
• 主分類號: F26B3/12
• 分類號: F26B3/12;A23P10/40;B01D1/18;B01D1/20;B05B1/34
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 牛曉玲;吳鵬

本發明提供了一種控制噴霧噴嘴裝置，特別是用于制造食物粉末的噴霧噴嘴裝置的噴霧液滴尺寸的方法，所述噴霧液滴被遞送至所述噴霧噴嘴，所述方法包括以下步驟：a)提供要由噴霧噴嘴噴射的產物的糊劑；b)連續測定遞送到所述噴霧噴嘴的所述產物糊劑的剪切粘度(η)；c)測定遞送到所述噴霧噴嘴的所述產物糊劑的質量流量(Qm)；d)測定遞送到所述噴霧噴嘴的所述產物糊劑的靜態壓力(P)；e)測定遞送到所述噴霧噴嘴的所述產物糊劑的密度(ρ)；f)將在步驟b)至e)中獲得的數據傳送到包括計算機和存儲器的控制設備；g)基于步驟b)至e)中獲得的所述數據和存儲在所述存儲器中的噴嘴幾何參數來計算用于調節所述噴霧噴嘴的控制數據；h)將所述控制數據作為控制信號發送到所述噴霧噴嘴的控制器件，并且相應地調節所述噴霧噴嘴。

本發明涉及一種控制噴霧噴嘴裝置的噴霧液滴尺寸的方法。本發明還涉及噴霧干燥裝置和用于這種噴霧干燥裝置的噴嘴。

借助噴霧干燥在很大程度上實現了食物粉末的制造。該工藝將乳液、懸浮液和分散體轉換為粉末。噴霧噴嘴產生液滴，其在熱空氣中通過蒸發水干燥。最終粉末質量、最終粉末質地、烘干機工藝設計、干燥效率、壁積垢行為、操作安全性等等特征與噴霧質量，從而與霧化工藝直接相關。

已知的噴霧干燥工藝使用具有固定幾何形狀的霧化噴嘴，該霧化噴嘴在啟動、制造操作和關閉期間不能與工藝和產物條件在線調整。相反，操作者在生產周期之前改變噴嘴幾何形狀，不可能涵蓋所有制造情況。根據水面選擇此類噴嘴。與水相比，食物粉末的制造產生顯著更高的粘度。典型的噴霧粘度在在1mPas至300mPas之間的范圍內。已知的噴嘴裝置不能勝任此類寬范圍。

例如，對于濃縮物總固形物高于50％的乳制品乳液，隨著總固形物的進一步增加，濃縮物粘度以指數斜率增加。如果濃縮物粘度超出噴霧器噴嘴的設計限制，則該事實會引起噴霧干燥問題。該設計限制是通過噴霧器空芯故障來描述的，這種故障會阻止液滴形成，進而阻止有效噴霧干燥以及粉末以所需質構團聚。使用現有技術噴霧噴嘴裝置，不能視覺地測定噴霧器噴嘴內的空芯故障，因此目前不存在以最佳點操作噴霧干燥工藝而不面臨問題的方法，諸如錐形和旋流器中出現粉末阻塞、壁積垢或噴霧器形成倒鉤等等一些問題。

由于產物和工藝條件從工藝啟動到關閉有變化，所得的產物的質量也有變化，并且產物積聚可發生在噴嘴本身和噴霧干燥設備的壁上，特別是在干燥室的壁上、在噴霧干燥器的錐體和旋流器中，而且還發生在工藝裝置之間的輸送導管中。

本發明的首要目的是克服所認定的現有技術設備和方法存在的問題，并且允許在最佳點和以最經濟的方式操作噴霧干燥設備，這涉及能夠噴射具有最高可能的總固形物含量的材料并且干燥以獲得具有最大可能總固形物含量的干燥粉末，而不超出空芯故障觸發的噴霧器噴嘴的設計限制。

本發明的目的是獲得一種控制噴霧噴嘴裝置的噴霧液滴尺寸的方法，該方法允許在加工工藝中控制噴霧液滴尺寸。這對于實現由沙得直徑(Sauter diameter)定義的目標噴霧液滴尺寸分布特別有用，并且即使改變產物或材料特性以及改變工藝條件，也能保持目標液滴尺寸分布恒定。

該目的通過包括以下步驟的方法來實現：

a)提供要由噴霧噴嘴噴射的產物的糊劑；

b)連續測定遞送到噴霧噴嘴的產物糊劑的剪切粘度(η)；

c)測定遞送到噴霧噴嘴的產物糊劑的質量流量(Qm)；

d)測定遞送到噴霧噴嘴的產物糊劑的噴霧壓力(P)；

e)測定遞送到噴霧噴嘴的產物糊劑的密度(ρ)；

f)將在步驟b)至e)中獲得的數據傳送到包括計算機和存儲器的控制設備；

g)基于步驟b)至e)中獲得的數據和存儲在存儲器中的噴嘴幾何參數來計算用于調節噴霧噴嘴的控制數據；

h)將控制數據作為控制信號發送到噴霧噴嘴的控制器件，并且相應地調節噴霧噴嘴。