Labor-sprüht rocknungs ausrüstung

Arten von Labor-Sprühtrocknungsanlagen

Der Prozess der Sprühtrocknung wird mit Hilfe von Labor-Sprühtrocknungsanlagen durchgeführt, die auch als Sprühtrockner bezeichnet werden. Sprühtrockner zerstäuben die Probe als feinen Sprühnebel in einen heißen Gasstrom. Die Kombination aus Hitze und Zerstäubung führt zur Verdunstung der Feuchtigkeit und zur Trocknung des Produkts in Form von Pulver.

Je nach verschiedenen Kriterien, wissenschaftlichen, industriellen und technologischen Bedürfnissen, sind verschiedene Varianten von Sprühtrocknungsanlagen verfügbar. Im Allgemeinen lassen sich drei Klassifizierungen nach ihren Material- und Prozesseigenschaften, ihrer technologischen und funktionalen Spezialisierung und ihrer Anpassungsfähigkeit an verschiedene Materialarten vornehmen.

• Zerstäubungsmethoden: Sprühtrockner verfügen in der Regel über eine von drei Hauptzerstäubungsmethoden: Düse, Pumpe oder Luftdruck. So wird beispielsweise in einem Sprühtrockner mit einer Zerstäubungsdüse eine Hochdruck-Homogenisierungspumpe verwendet, die das Feed mit Druckluft in einen feinen Sprühnebel zerstäubt.
• Separater Zyklon: Ein Zyklontrennverfahren ist ein Gerät, das Partikel aufgrund ihrer Größe und Dichte mithilfe der Zentrifugalkraft trennt. In einer typischen Labor-Sprühtrocknungsanlage wird häufig ein Zyklontrennverfahren als Separator verwendet, um getrocknete Pulverprodukte aus dem Transportgas (in der Regel Luft) zu entfernen und gleichzeitig feinere Partikel zur Weiterverarbeitung zurückzuführen. Labor-Sprühtrocknungsanlagen umfassen auch Zyklontrennverfahren, Sackfilter und elektrostatische Abscheider.
• Sammelfilter: Der Separator, der im Siebprozess von Sprühtrocknern für Labore verwendet wird, ist ein Sackfilter. Labor-Sprühtrocknungsanlagen, die auf dem Markt zum Verkauf stehen, verwenden in der Regel Filtertücher als Sammler. Die Filtertücher bestehen aus einem porösen Filtergewebe, das das trockene Material auffängt und hält, während die Luft durchgelassen wird. Das gefilterte Material wird dann manuell oder mechanisch aus den Filtertüchern gereinigt.

Bemerkenswert ist, dass der Labor-Sprühtrockner der gebräuchlichste Sprühtrockner im Labor ist. Er eignet sich für Kleinserienexperimente und nicht für den großtechnischen Einsatz. Sie haben jedoch in der Regel die gleichen Komponenten wie größere Sprühtrockner im industriellen Maßstab.

Spezifikation und Wartung von Labor-Sprühtrocknungsanlagen

Die Spezifikationen von Labor-Sprühtrocknern, die zum Verkauf stehen, können je nach Modell und Marke unterschiedlich sein.

• Trocknungskapazität: Sprühtrocknungsanlagen für Labore haben im Vergleich zu industriellen Sprühtrocknern in der Regel eine geringe Trocknungskapazität. Die Kapazitäten werden in der Regel in kg/h oder g/h angegeben.
• Produkt zuführen: Das Produkt zuführen eines Labor-Sprühtrockners kann eine Lösung, Emulsion, Suspension oder Aufschlämmung sein. Daher sind eine Förderpumpe und ein Zerstäuber für die Produktzuführung erforderlich.
• Zerstäubungsmethode: Labor-Sprühtrocknungsanlagen verwenden in der Regel pneumatische oder Druckzerstäubung, um feine Tröpfchen von Produkt zuführen zu erzeugen. Unterschiedliche Zerstäubungsmethoden führen zu unterschiedlichen Partikelmorphologien.
• Trocknungsluftstrom: Der Trocknungsluftstrom bezieht sich auf die Richtung, in die sich die Trocknungsluft in Bezug auf den Tropfenstrom bewegt. Dies kann einen gleichzeitigen, gegengerichteten oder gemischten Strom umfassen. Der gleichzeitige Strom liegt vor, wenn sich die Trocknungsluft und das Produkt zuführen in die gleiche Richtung bewegen. Der gleichzeitige Strom ist für die Verarbeitung von Materialien mit niedrigem Siedepunkt und hoher Verdunstungsrate geeignet. Der gegengerichtete Strom liegt vor, wenn sich die Trocknungsluft und das Produkt zuführen in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Er eignet sich für wärmeempfindliche Materialien. Der gemischte Strom liegt vor, wenn sich die Trocknungsluft und das Produkt zuführen in einer sich schneidenden Richtung bewegen. Er eignet sich für schlecht fließfähige Materialien.
• Zuführrate: Die Zuführrate bezieht sich auf die Menge des Produkts zuführen, die pro Zeiteinheit in den Sprühtrockner eingebracht wird. Sie wird in der Regel in ml/h oder l/h angegeben.
• Temperatur: Die Einlasstemperatur eines Labor-Sprühtrockners liegt in der Regel zwischen 150 °C und 350 °C. Die Auslasstemperatur eines Labor-Sprühtrockners liegt in der Regel zwischen 50 °C und 90 °C.

Wartung

Um eine lang anhaltende Leistung zu gewährleisten, ist es notwendig, die Mini-Sprühtrocknungsanlage ordnungsgemäß zu warten. Die Wartungsmethoden sind wie folgt:

• Regelmäßige Reinigung: Es ist wichtig, die Anlage nach jeder Verwendung gründlich zu reinigen. Dies verhindert, dass sich Produktreste ansammeln, und vermeidet Kreuzkontaminationen zwischen verschiedenen Proben. Verwenden Sie geeignete Reinigungsmittel und -techniken, um die Integrität des Sprühtrockners zu gewährleisten.
• Periodische Tiefenreinigung: Zusätzlich zur regelmäßigen Reinigung sollten Sie den Sprühtrockner regelmäßig einer Tiefenreinigung unterziehen, um eine gründliche Dekontamination zu gewährleisten. Dazu gehört das Zerlegen der Anlage. Reinigen und desinfizieren Sie anschließend alle Komponenten. Achten Sie besonders auf schwer zugängliche Bereiche, in denen sich Rückstände befinden könnten.
• Regelmäßige Wartungskontrollen: Legen Sie einen Zeitplan für regelmäßige Wartungskontrollen des Labor-Sprühtrockners fest. Stellen Sie bei diesen Kontrollen sicher, dass alle Komponenten einwandfrei funktionieren. Untersuchen Sie die Anlage auf Abnutzungserscheinungen oder Beschädigungen, insbesondere den Zerstäuber, die Filter und das Rückgewinnungssystem.
• Ersatzteile: Es ist wichtig, beschädigte oder abgenutzte Teile des Sprühtrockners unverzüglich auszutauschen. So erhalten Sie eine optimale Leistung und vermeiden das Risiko eines Geräteausfalls.
• Kalibrierung: Regelmäßige Kalibrierungen kritischer Parameter wie Luftströmungsraten, Temperaturen und Druck sind notwendig, um sicherzustellen, dass sie korrekt sind und die Wiederholbarkeit der Versuchsergebnisse erhalten bleibt.

Szenarien für Labor-Sprühtrocknungsanlagen

Die Anwendung von Labor-Sprühtrocknungsanlagen erstreckt sich auf verschiedene Industrien, was sie zu einem gefragten Artikel macht.

• Pharmazeutika: In der Pharmaindustrie wird diese Anlage verwendet, um flüssige Medikamente in Pulverform zu verwandeln. Sie wird auch zur Herstellung von inhalierbaren Medikamenten, Antibiotika und Antirheumatika, unter anderem, verwendet. Der Vorteil der Verwendung von Sprühtrocknern bei der Verarbeitung solcher Medikamente besteht darin, dass die Trockner die biologische Aktivität des Medikaments erhalten.
• Lebensmittel und Ernährung: Labor-Sprühtrocknungsanlagen werden in der Lebensmittelverarbeitung weit verbreitet eingesetzt. Sie werden zur Herstellung von pulverförmigen Lebensmitteln wie Milch, Eiern, Fleischextrakt, Fruchtsaft, Mehl und Gewürzen verwendet. Sprühtrockner haben einen großen Einfluss auf die Konservierung von Lebensmitteln. Dies liegt daran, dass durch den Trocknungsprozess die Haltbarkeit der Lebensmittel verlängert wird.
• Chemikalien: Die chemische Industrie setzt Sprühtrocknungsanlagen zur Herstellung von Pestiziden, Waschmitteln, Düngemitteln, Pigmenten und Spezialchemikalien ein. Die Reaktoren in den Trocknern sorgen dafür, dass die produzierten Chemikalien eine einheitliche Partikelgröße und eine hervorragende Löslichkeit aufweisen.
• Materialwissenschaften: Die Materialwissenschaften befassen sich mit der Untersuchung von Materialien und ihren Eigenschaften. Die Sprühtrocknung erzeugt Mikroverkapselung, die empfindliche Substanzen wie Probiotika und Enzyme schützt. Außerdem werden mit dieser Anlage Aluminiumoxid, Siliziumdioxid und Titandioxid hergestellt. Diese Materialien haben zahlreiche Anwendungen, die von Kosmetika bis hin zur Elektronik reichen.
• Kosmetika: Die Kosmetikindustrie setzt Labor-Sprühtrocknungsanlagen ein, wenn es um Produktzutaten wie Vitamine und Pflanzenextrakte geht. Außerdem wird die Anlage zur Herstellung von pulverförmigen Haarpflegeprodukten, Deodorants und festen Düften verwendet.
• Keramik: Dazu gehört die Modifizierung von Tonen und Keramiken. Die Labor-Sprühtrocknungsanlage kann zur Herstellung von Pulvern für keramische Materialien wie Zirkonoxid, Aluminiumoxid und Siliziumdioxid verwendet werden, die in der Elektronik, im Bauwesen und in der Zahnmedizin weit verbreitet sind. Die durch Sprühtrocknung hergestellten Keramiken haben eine präzise Partikelgrößenkontrolle und hervorragende Fließeigenschaften.
• Textilien: Die Sprühtrocknung wird in der Textilindustrie zur Herstellung von Textilchemikalien eingesetzt. Dazu gehören Farbstoffe, Imprägniermittel, Stärke und Schlichtemittel, um nur einige zu nennen. Diese chemischen Substanzen werden oft sprühgetrocknet, um eine gleichmäßige Partikelverteilung und eine optimale Löslichkeit für eine einfache Einarbeitung in die Textilprozesse zu erreichen.
• Nanotechnologie: Die Nano-Sprühtrocknung ist ein ideales Verfahren zur Herstellung von Nanopartikeln, Nanokapseln und Nanosuspensionen. Diese Technologie bietet eine präzise Partikelgrößenkontrolle und führt zur schnellen Bildung von Nanomaterialien. Diese Anwendungen finden sich in Katalysatoren, Wirkstofftransportsystemen und Beschichtungen.

So wählen Sie eine Labor-Sprühtrocknungsanlage

• Durchfluss:

  Das Verständnis des Durchflussmusters von Sprühtrocknern ist entscheidend für eine fundierte Auswahl. Sprühtrockner verfügen in der Regel über fünf Standard-Durchflussmuster: Gleichstrom, Gegenstrom, Mischstrom, konzentrischer Gleichstrom und separater Gleichstrom. Jedes Design bietet unterschiedliche Vorteile für bestimmte Anwendungen.

• Zufuhrsystem:

  Bei der Auswahl eines Sprühtrockners ist es wichtig, die Art des Zufuhrsystems zu berücksichtigen, die am besten für das jeweilige Material geeignet ist. Zu den verfügbaren Optionen gehören Pumpenzuführungen, Druckzuführungen, gaszerstäubte Zuführungen, Ultraschallzuführungen und mechanische Schneckenzuführungen.

• Material und Oberfläche:

  Die Wahl des Materials und der Oberfläche für die Sprühtrocknungskammer ist entscheidend für die Bestimmung der Haltbarkeit und Leistung der Anlage. Es stehen verschiedene Optionen zur Verfügung, darunter Edelstahl, Kohlenstoffstahl und verschiedene Oberflächenveredelungen wie Spiegelpolieren, Bürstenpolieren und Strahlen.

• Trennsystem:

  Trennsysteme in einem Sprühtrockner spielen eine entscheidende Rolle bei der effizienten Gewinnung von getrockneten Produkten. Zyklone, Sackfilter und Wäscher sind die typischen Trennsysteme. Die Auswahl des geeigneten Trennsystems ist entscheidend, da es sich direkt auf die Rückgewinnungseffizienz und die Umweltvorschriften auswirkt. Sackfilter verfügen über besondere Eigenschaften, die sie von Zyklonen unterscheiden. Ihre kompakte Bauweise ermöglicht eine einfache Installation in Bereichen mit begrenztem Platzangebot. Darüber hinaus bieten Sackfilter eine höhere Rückgewinnungseffizienz, so dass fast alle Feinpartikel aufgefangen werden. Dieser Vorteil wird immer wichtiger, wenn es um wertvolle Materialien geht, die eine maximale Rückgewinnung erfordern.

• Steuerung:

  Die Berücksichtigung der Bedeutung von Steuerungssystemen ist entscheidend bei der Auswahl eines Sprühtrockners. Moderne Steuerungssysteme bieten Funktionen wie automatische Steuerung, Datenprotokollierung und Fernüberwachung. Diese tragen dazu bei, eine präzise Steuerung des Trocknungsprozesses zu gewährleisten, die Effizienz zu verbessern und die Betriebsüberwachung und -wartung zu erleichtern.

Labor-Sprühtrocknungsanlagen FAqs

F1: Was sind die Hauptkomponenten eines Labor-Sprühtrockners?

A1: Ein Labor-Sprühtrockner besteht aus einem Zerstäuber, einer Trocknungskammer, einem Lufthandling-System, einem Auffangegerät und einem Datenüberwachungs- und Steuerungssystem. Jede Komponente arbeitet zusammen, um flüssige Lösungen oder Suspensionen in Sekundenschnelle in trockenes Pulvermaterial umzuwandeln.

F2: Was sind einige gängige Arten von Zerstäubern, die in Sprühtrocknern verwendet werden?

A2: Der Zerstäuber ist dafür verantwortlich, die Zufuhrlösung als feine Tröpfchen zu verteilen. Es gibt verschiedene Arten von Zerstäubern, die in Sprühtrocknern verwendet werden, wie z. B. Druck-, Düsenluftstrahl-, Zentrifugal-, Hochscherraten- und Ultraschallzerstäuber.

F3: Wie stellt ein Sprühtrockner sicher, dass die Trocknung abgeschlossen ist, ohne dass das Pulver über- oder unterbearbeitet wird?

A3: Sprühtrockner sind mit Datenüberwachungs- und Steuerungssystemen ausgestattet, die die Temperatur und den Druck innerhalb der Trocknungskammer regulieren. Durch die Steuerung von Einlass- und Auslasstemperaturen, Feuchtigkeitswerten, Gasdurchflussrate, Luftpumpendruck, Geschwindigkeit der Dosierpumpe, Tropfengröße und Verweilzeit in der Kammer können die genauen Zielpulverprozesse optimiert werden, um eine vollständige Pulvertrocknung zu erreichen.

F4: Was sind einige Vorteile der Sprühtrocknung in der Lebensmittel- und Chemieindustrie?

A4: In der chemischen und Lebensmittelindustrie müssen Produkte für die spätere Verwendung konserviert werden. Die Sprühtrocknungstechnik ist vorteilhaft, da sie wärmeempfindliche Materialien verarbeiten kann, umweltfreundlich ist und getrocknete Produkte mit geringem Feuchtigkeitsgehalt erzeugen kann. Außerdem ist das Verfahren schnell und effizient und kann vom Labormaßstab auf die industrielle Produktion leicht hochskaliert werden.