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过程与装备研究领域

热敏性林化产品低温喷雾干燥技术及装备

发布时间:2020-10-22 16:29阅读次数:
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成果研究背景、应用领域

根据我国林业资源提取的生物活性产品,干燥过程中易受高温的破坏,使其生物活性丧失,而冷冻干燥又耗费时间较长,且多为间歇式批次生产,效率较低的现状,开发了低温喷雾干燥装置。此设备可适用于热敏性农林特色资源提取的活性物、药品及生化产品等。

技术突破与创新

本成果吸取了喷雾干燥和气体除湿预处理的各自优势,把喷雾干燥和预冷、转轮脱湿技术引入到干燥工艺中,提高了被干燥物料表面的传质脱湿能力,从而大大缩短了原来冷冻干燥所需要的时间,节约了能源的消耗。因此,本设备与原来的真空冷冻干燥相比,将体现出直接成粉、高效和节能的优势;与传统高温喷雾干燥相比,则体现出获得高品质的产品的优势,特别是对于热敏性的物料。

国外丹麦、德国、美国等国家的研究人员也开展了低温喷雾干燥技术的研究,但是,他们在制备低湿的空气时大多采用了液氮或者干冰等低温流体直接降温除湿,大大增加了生产成本,且在工业化开发、设备的高制作要求都可能遇到了困难。而本研究成果实现了直接水冷、转轮吸附除湿工艺来连续获得低湿气体,气体露点达到0℃左右,并实现了低温喷雾干燥林特资源高附加值产品。

经济技术指标、投资规模

本研究成果的关键技术有二个方面,即介质冷却、脱湿连续制备低露点(0℃左右)干燥空气;采用微纳米级雾化技术,在低温环境中快速脱水实现低温喷雾干燥技术。本成果的主要技术经济指标包括:连续制备低露点(0℃)的干燥空气,流量超过100m3/h;可实现蒸发干燥能力300g/h,单批1000g处理液干燥时间从常规真空冷冻干燥的40hr缩短为1hr;直接获得均匀分布的粉体产品,减少了真空冷冻干燥的再粉碎的工艺过程,同时大大减少了干燥所需的时间,节约了能源。目前已经完成了实验室样机的制造,并经过样品物料的实验,例如,银杏叶提取物、色素等,目前有一些医药企业和高附加值产品的研发机构正在和我们洽谈工业化装置中。

应用前景及经济社会效益

本成果形成低温喷雾干燥可以替代真空冷冻干燥,它的应用领域也可以从农林产品特色资源提取的活性物质扩大到其他领域的高附加值产品,例如,医药、生物化工产品等,其规模完全可以和真空冷冻干燥相当,具有很广的市场应用前景。同时,本成果不仅可以干燥获得高质量粉体产品,提高产品的货价寿命和附加值,而且在国家能源紧张的前提下,可大大降低干燥能耗,与完全真空冷冻干燥相比预计节能达到50%以上,干燥时间大大缩短;同时开发出具有自主知识产权的喷雾冷冻新工艺和技术,研究成果将具有国际领先水平,并可成为干燥领域的一个新的亮点。且本成果形成了一种全新工艺和设备的干燥机械,作为单独的装备产品,根据冷冻干燥和喷雾干燥的市场份额预测,喷雾冷冻干燥设备的年销售产值将超过1亿。另外,对相关产业降低加工成本、劳动力成本将起到关键推动作用,其社会效益和经济效益十分明显。

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