經(jīng)常問到的問題是：“我們的噴霧干燥機如何獲得更多的能力？”或者“這臺干燥機能產(chǎn)生多少粉末”？噴霧干燥機的優(yōu)化通常意味著更大的能力，更高的能源效率和較低的人力投入。

優(yōu)化是一個復雜和多方面的目標，^好從三個方面來看待。首先，可以從^大化生產(chǎn)任何一個小時的角度來解決這個問題，即通過^大化進口溫度，出口溫度，進料溫度，進料固體等。這個程序既可以是理論的，也可以是科學的。

解決這個問題的第二種方法是每月一次。在一個30天的一個月里，有720個小時的時間里有一臺烘干機可以運行。它實際上每個月運行多少個小時？每月需要多少個小時才能清理干凈（CIP）？過程相關的問題，如堵塞，積聚等，會損失多少小時？在許多情況下，通過減少停機時間可以實現(xiàn)更多的生產(chǎn)，而不是試圖使每個生產(chǎn)小時接近理論^大值。

第三種常常被忽視的方法是根據(jù)環(huán)境條件的變化每年^大限度地提高干燥機的產(chǎn)量。冬季的噴霧干燥機幾乎總是比夏天運行得更好。這與環(huán)境空氣中的水分含量有關。當環(huán)境空氣中的水分較高時，在噴霧干燥過程中可以蒸發(fā)的水分較少。

由于每個優(yōu)化程序都有獨特的要求，因此很難給出一個通用的答案。但是，如果對一個操作進行批判性的分析，如果問的是正確的問題，如果采用清晰的方法來尋求解決方案，則可以改進操作。
提高能力

簡單地說，噴霧干燥的能力是通過蒸發(fā)的水量來測量的。蒸發(fā)被定義為干燥空氣中進口和出口溫度之差或ΔT。ΔT越大，噴霧干燥器的容量越大。優(yōu)化噴霧干燥器容量的目標是通過提高入口溫度或降低出口溫度來增加ΔT。
什么是^佳的出口溫度？出口溫度是出口空氣相對濕度的表現(xiàn)。如果出口溫度太低，干燥室內的產(chǎn)品顆粒在允許的時間內不會變得足夠干燥，從而使粘性顆粒堵塞或堵塞。如果出口溫度太高，過剩的容量仍然未被利用。適當?shù)某隹跍囟?- 或者更具體地說，適當?shù)某隹谙鄬穸?- 是產(chǎn)品和烘干機專用的，但是一旦建立，對于特定的干燥機中的特定產(chǎn)品來說保持不變。
為了開發(fā)出一種可行的干燥顆粒，干燥機應該在“足夠干燥”的安全側操作，同時避免“過于干燥”，這導致利用不足。理解這些原則，并使用現(xiàn)代控制系統(tǒng)和收集運行數(shù)據(jù)所需的儀器，是實現(xiàn)^佳干燥條件的主要手段。
測量進入空氣濕度的儀器是良好操作的關鍵。使用儀器來確定環(huán)境條件何時改變允許操作員調整干燥參數(shù)以考慮到變化的條件，同時保持優(yōu)化的生產(chǎn)。

Niro CIP噴嘴閥采用可伸縮設計。

實現(xiàn)^佳干燥條件的另一個關鍵是噴霧干燥器入口溫度。入口溫度越高，蒸發(fā)水的能量就越多。顯然，噴霧干燥器不能在無限高的入口溫度下運行。限制入口溫度有很好的理由，通常是與過程，產(chǎn)品或安全有關。當ΔT已經(jīng)優(yōu)化并達到^大出口濕度時，進口溫度可能因工藝原因而受到限制。這意味著蒸發(fā)盡可能多的水，并在產(chǎn)品的粘性點上方運行。

在高于一定入口溫度或低于一定出口溫度的容器中會發(fā)生積聚。另外，船只可以體驗橋接。這是ΔT大于可產(chǎn)生可行干顆粒的ΔT的表現(xiàn)。

由于產(chǎn)品原因，入口溫度也可能受到限制。如果產(chǎn)品在高入口溫度下變性，燃燒，失去所需的揮發(fā)性或以其他方式降解，則干燥入口溫度被限制在低于該溫度的點，不會出現(xiàn)不希望的特性。

限制入口溫度的另一個原因與安全性有關。如果產(chǎn)品堆積在干燥器中，特別是在高溫表面附近的區(qū)域，產(chǎn)品可能會點燃。當在某些水分和溫度下，墻壁積聚達到一定厚度時，糖基產(chǎn)品會自燃。了解這些條件使用戶能夠設定入口溫度的合理限制。

工廠操作人員應該知道為什么進口和出口溫度設定在特定的水平。僅僅因為存在限制，噴霧干燥器已經(jīng)運行了多年并不意味著不應評估和優(yōu)化運行條件。限制往往因為不再存在的原因而生效。

進料溫度，特別是在現(xiàn)有設備中，也可以被優(yōu)化。從理論上講，盡可能地將干燥器進口溫度加熱至理想狀態(tài)?？諝饧訜崞魉峁┑乃心芰慷伎梢杂糜谒舭l(fā)，沒有能量去加熱剩余的產(chǎn)品。在大多數(shù)情況下，不可能在不造成產(chǎn)品劣化的情況下加熱產(chǎn)品。通過從主空氣加熱器以外的其他來源獲得熱量，將產(chǎn)品溫度升高至不降低產(chǎn)品溫度的程度，從而產(chǎn)生額外的噴霧干燥器容量。

^后，使用^高濃度的飼料固體產(chǎn)生更大的容量。然而，這個話題超出了噴霧干燥機本身的范圍。

減少停機時間，增加運行時間

一個工廠可能會決定在30天的一個月中需要全部720小時來滿足其生產(chǎn)要求。在生產(chǎn)月份，有兩種方法可以了解不用于噴霧干燥的時間。首先是執(zhí)行清潔或CIP等流程的計劃時間。第二個是干燥機相關的意外停機，例如拔掉氣旋。即使工廠不需要全部720小時，以^有效的方式運行也可節(jié)省勞動力。

如果干燥機進料系統(tǒng)停機清洗，則會導致干燥機停機，從而減少生產(chǎn)月份的可用時間。在食品或奶制品廠中，噴霧干燥機的進料系統(tǒng)通常必須每天清洗或CIP。在通常在產(chǎn)品之間切換的食品工廠中，批次和產(chǎn)品必須分開。一個熱點問題是過敏原和過敏原類之間的清洗。
在供給系統(tǒng)CIP中可以進行許多簡單的遞增操作改進，縮短周轉時間。例如，是否需要從噴霧干燥器中取出噴槍，并盡可能有效地進行清潔處理？經(jīng)過壓力測試并準備安裝的第二套噴槍可以使操作人員不必兩次覆蓋相同的地面。

已經(jīng)有使用噴霧干燥器和兩種進料系統(tǒng)的趨勢，每種進料系統(tǒng)都能以100％的容量運行。雖然這個程序特別適用于噴嘴霧化系統(tǒng)，但它也可以為旋轉霧化系統(tǒng)提供好處。如果飼料系統(tǒng)CIP要求噴霧干燥機每天或每周下降數(shù)小時，則可以使用雙進料系統(tǒng)重新獲得這些時間。
雙饋系統(tǒng)可以以兩種方式使用。首先，也是^簡單的，無論是旋轉式還是噴嘴式，都可以^地復制給料系統(tǒng)，直至與霧化器的連接點。當進料系統(tǒng)1在批次結束時關閉時，噴槍噴槍或旋轉霧化器被移除以進行清潔。清潔的噴槍或清潔的旋轉霧化器立即安裝并連接到進料系統(tǒng)2，之后噴霧干燥器重新投入運行。那么方便時可以清洗進料系統(tǒng)1。在這個過程中，CIP不會干擾生產(chǎn)。

有噴霧干燥器的服務技術員

一般來說，兩個進紙系統(tǒng)之間的切換可能需要30到60分鐘。但CIP所需的1到3小時不會切入生產(chǎn)，并且隨著噴霧干燥時間的推移而回升。

實現(xiàn)雙饋系統(tǒng)的第二種方法更為復雜，僅適用于噴嘴霧化。這種方法要求空氣分散器的噴嘴位置數(shù)量增加一倍。如果干燥機有6個噴嘴，那么空氣分散器必須重建以保持12個噴嘴，其中6個在任何給定時間使用。那么噴霧干燥機將^不會被關閉。在批次結束時，供給系統(tǒng)1的處理速度降低，而供給系統(tǒng)2的處理速度升高。生產(chǎn)能力始終保持不變。進料系統(tǒng)CIP設置從關鍵路徑中取出，方便時可以執(zhí)行。

如果在進料系統(tǒng)切換之后沒有立即計劃CIP，則可以對高壓進料系統(tǒng)進行調節(jié)，以用壓縮空氣來清洗噴嘴噴槍，或者可以創(chuàng)建循環(huán)回路來用水沖洗系統(tǒng)。使用雙進料系統(tǒng)和來回切換的另外一個好處是可以減少干燥室結垢，這通常是由啟動和關閉造成的。如果啟動和關閉可以^小化或消除，洗艙間的時間可以延長。隨著啟動和停機的減少，在噴霧干燥操作之間使用風扇和加熱器可以減少，從而節(jié)省能源。

噴霧干燥機清洗

除了操作之外，噴霧干燥機^重要的事件是有計劃的或無計劃的清理。對于某些操作，可以每天進行清潔以分離批次或過敏原類別。對于其他操作，清潔可能每年進行一次。

首先，人員必須詢問為什么噴霧干燥機要被清洗。一般來說，這個問題有五個答案：
1.去除可能導致火災或爆炸的積聚。
2.消除造成產(chǎn)品質量問題的積聚。
3.分開產(chǎn)品組或類別以防止交叉污染。
4.消除可能導致產(chǎn)品質量問題的細菌生長。
5.作為定期維護的一部分。

通常情況下，執(zhí)行清理是為了解決和消除生產(chǎn)問題的根本原因。如果可以減少積聚，例如減少啟動和關閉，則可以減少防止火災或產(chǎn)品質量問題所需的清洗頻率。^終，清理或CIP之間的時間^大化也將^大限度地縮短生產(chǎn)時間。

在進行清潔時，可以對三個區(qū)域進行評估，以實現(xiàn)^有效的時間利用率：安裝干燥器進行清潔或CIP，清潔或CIP程序，烘干設備并準備再次生產(chǎn)。

建立一個CIP并為生產(chǎn)準備設備通常是人力問題。建立管道連接或隔離設備可以使用更多的人力或自動化來完成。例如，如果噴球仍然是手動安裝，可以添加^安裝的可伸縮噴球，以減少人工和時間要求。

在清洗或CIP循環(huán)過程中，通過處理影響清洗的四個參數(shù)：溶液輸送壓力，溶液化學強度，溶液溫度和持續(xù)時間，可以改進時間線。改善前三個參數(shù)中的任何參數(shù)通常會減少完成清潔周期所需的時間。通過一到兩名操作人員，從小型現(xiàn)代噴霧干燥器系統(tǒng)進行簡單的熱水清洗，以分離產(chǎn)品類型或批次，通?？梢栽诩s三小時內完成 - 從脫機到恢復生產(chǎn)。化學清洗一個較大的干燥器，一個月的生產(chǎn)量可以在8-16小時內完成。然而，在許多操作中，24-48小時的清潔受到高度重視。

集成的過濾干燥機具有集成的流化床和過濾裝置。

計劃外停機

在處理計劃外停機時間時，有許多機械和流程相關的停機原因。非計劃噴霧干燥機停機的^常見原因之一是旋風分離器，腔室出口，輸送管線以及類似設備的堵塞。堵塞有兩個主要原因：機械問題和水分。機械問題 - 無論是橋接還是減少流動 - 比濕度更容易處理。這些問題是使用機械手段來處理的，例如氣動錘，橋式斷路器或增加的出口尺寸。

更難的問題包括水分和冷凝。根據(jù)定義，噴霧干燥過程容器內部的空氣（無論是室，旋風分離器還是袋式除塵器）都是潮濕和溫暖的，而容器外部的溫度較低。如果允許容器的內表面冷卻到濕空氣的露點以下，則會發(fā)生冷凝。對于160°-180°F干燥機出口溫度的過程，露點可以在120°-130°F的范圍內。如果容器所處的房間溫度為華氏80度，則有足夠的溫度差異導致熱量散失和冷凝，導致產(chǎn)品堵塞或橋接。如果容器是絕緣的，包層或加熱套，則通常會消除這些問題。不過，其他條件加劇了這個問題。

一個關鍵部分是旋風頭或產(chǎn)品出口。在旋風頭中，空氣的旋轉速度很高。相反，由于風速高，空氣壓力低。例如，在進出口間水柱壓差為6英寸的*旋風分離器中，^的靜壓可以是-20英寸水柱。如此低的壓力與將植物從海平面移動到海平面以上1400英尺相同。旋風頭^區(qū)域的這種低^壓力會造成空氣中的霧或冷凝。

為什么旋風分離器是干燥器中^容易出問題的部件？如果三種效應是由旋轉引起的組合污染的產(chǎn)品，則從旋轉閥或類似裝置泄漏到旋風分離器中，以及容器堵塞內的低^壓力可能發(fā)生。
另一個需要探索的領域是噴嘴式噴霧干燥器中的噴嘴噴槍。操作人員經(jīng)常安裝和拆卸噴嘴，拆卸和重新組裝。處理構成噴嘴的小部件并正確組裝它們以使其能夠以每平方英寸數(shù)千磅的壓力運行是困難的。不正確地安裝噴嘴會導致產(chǎn)品質量差，并要求操作員關閉并重新啟動噴霧干燥器，從而導致生產(chǎn)損失。

解決這個問題的一種方法是在噴嘴安裝之前對噴嘴進行壓力測試?？梢栽诟稍锲黜敳扛浇蛟诠S的另一部分設置小型操作，其中使用小型工業(yè)高壓泵在組裝后用水測試每個噴嘴。這個測試可以在干燥器運行時在第二套噴槍上完成，以便在下次切換時安裝測試噴槍。
環(huán)境條件的影響

由于環(huán)境空氣條件的季節(jié)性變化而引起的干燥器入口空氣中的濕度水平在對沒有入口空氣冷卻系統(tǒng)的開式干燥器和干燥器中的進入空氣進行標準化中起重要作用。要了解這一點，有必要了解噴霧干燥的主要準則：干燥器的能力受限于離開噴霧干燥室的空氣中的總水分。簡而言之，如果離開室的空氣過于潮濕，則不會產(chǎn)生可行的穩(wěn)定粒子，并且產(chǎn)品趨于粘性。如果離開室的空氣太干燥，一些干燥容量仍未被使用。為了使干燥器的容量達到^大，干燥器應該盡可能地靠近干燥室出口空氣的^大總濕度，這個參數(shù)是以每磅干燥空氣磅磅測量的。
一旦干燥機入口溫度，干燥機出口溫度和其他參數(shù)在特定條件下針對特定產(chǎn)品進行了優(yōu)化，干燥機出口濕度將得到優(yōu)化。那么工廠應該盡可能接近這個理論^大值。由于天氣和季節(jié)變化，這個過程很難執(zhí)行。
設施通常希望通過安裝儀器來測量腔室出口空氣的總濕度，然后編程控制回路以允許干燥器在低于^大值的設定點下操作來解決這個難題。然而，這是不可能的，因為任何市售的儀器，例如熱線風速計或濕度變送器，都會被空氣中的粉末迅速弄臟。這個問題必須從另一個角度來處理。

首先，了解出口處的三種水源是重要的：吸收到干燥器中的環(huán)境空氣中的濕度，如果使用直燃式燃氣燃燒器作為熱源，則燃燒產(chǎn)物被蒸發(fā)，噴霧干燥過程。如果前兩種水分的貢獻減少，第三種水分的貢獻可以增加。如果能夠測量和控制前兩個水源的水分，那么可以在第三個水源上以小得多的余量運行，從而使容量^大化。

如何衡量和控制這個？使用用于出口濕度（lb lb）的度量單位，測量每個貢獻組件。這意味著測量有助于水分總量和所有空氣成分的兩個或三個組分。

首先，需要用某種將數(shù)據(jù)發(fā)送回控制系統(tǒng)的濕度計來測量環(huán)境空氣濕度。如果有些空氣從工廠里面抽出，有些從外面抽走，那么可能需要兩臺儀器。必須測量每個氣流的風量。這通?？梢酝ㄟ^帶有差壓變送器的皮托管來完成，該變送器計算控制系統(tǒng)中的空氣量?；蛘撸褂脽峋€風速計可以做類似的事情。

如果噴霧干燥器具有以天然氣或丙烷運行的直燃式燃氣燃燒器，則將水分作為燃燒產(chǎn)物添加到干燥空氣流中。根據(jù)具體情況，這可能會使水分貢獻增加5-10％。^的燃氣表可以將燃氣消耗數(shù)據(jù)發(fā)送到控制系統(tǒng)，在那里可以進行化學計量計算以計算^的水分貢獻。
^后，必須測量蒸發(fā)水的貢獻量。由于噴嘴噴霧系統(tǒng)或旋轉霧化系統(tǒng)均采用容積式泵供給，因此可以根據(jù)泵的速度，泵排量和固體含量計算泵入干燥器的水量。這個程序通常比使用流量計更準確，但必須考慮到機械效率低下和滑差，以確保準確性。

當收集到所有的水分和空氣輸入時，^終的計算可以在控制系統(tǒng)中進行。必須收集操作數(shù)據(jù)以指示干燥器何時正確運行以及何時被堵塞。警報或自動化系統(tǒng)可以安裝到位，以確保噴霧干燥器在^佳水平下運行，而不會有堵塞或遇到浸水狀況的危險。
結論

企業(yè)盈利能力推動了理解噴霧干燥機的科學及其優(yōu)化的需求。因此，實施本文討論的任何建議的成本必須與額外的生產(chǎn)的機會成本或額外的可用小時正常運行時間進行權衡。除非會帶來正面的財務結果，否則不能向優(yōu)化方向邁進。