經(jīng)常問(wèn)到的問(wèn)題是：“我們的噴霧干燥機(jī)如何獲得更多的能力？”或者“這臺(tái)干燥機(jī)能產(chǎn)生多少粉末”？噴霧干燥機(jī)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(gè)復(fù)雜和多方面的目標(biāo)，^好從三個(gè)方面來(lái)看待。首先，可以從^大化生產(chǎn)任何一個(gè)小時(shí)的角度來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，即通過(guò)^大化進(jìn)口溫度，出口溫度，進(jìn)料溫度，進(jìn)料固體等。這個(gè)程序既可以是理論的，也可以是科學(xué)的。

解決這個(gè)問(wèn)題的第二種方法是每月一次。在一個(gè)30天的一個(gè)月里，有720個(gè)小時(shí)的時(shí)間里有一臺(tái)烘干機(jī)可以運(yùn)行。它實(shí)際上每個(gè)月運(yùn)行多少個(gè)小時(shí)？每月需要多少個(gè)小時(shí)才能清理干凈（CIP）？過(guò)程相關(guān)的問(wèn)題，如堵塞，積聚等，會(huì)損失多少小時(shí)？在許多情況下，通過(guò)減少停機(jī)時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)更多的生產(chǎn)，而不是試圖使每個(gè)生產(chǎn)小時(shí)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(jī)的產(chǎn)量。冬季的噴霧干燥機(jī)幾乎總是比夏天運(yùn)行得更好。這與環(huán)境空氣中的水分含量有關(guān)。當(dāng)環(huán)境空氣中的水分較高時(shí)，在噴霧干燥過(guò)程中可以蒸發(fā)的水分較少。

由于每個(gè)優(yōu)化程序都有獨(dú)特的要求，因此很難給出一個(gè)通用的答案。但是，如果對(duì)一個(gè)操作進(jìn)行批判性的分析，如果問(wèn)的是正確的問(wèn)題，如果采用清晰的方法來(lái)尋求解決方案，則可以改進(jìn)操作。
提高能力

簡(jiǎn)單地說(shuō)，噴霧干燥的能力是通過(guò)蒸發(fā)的水量來(lái)測(cè)量的。蒸發(fā)被定義為干燥空氣中進(jìn)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(biāo)是通過(guò)提高入口溫度或降低出口溫度來(lái)增加ΔT。
什么是^佳的出口溫度？出口溫度是出口空氣相對(duì)濕度的表現(xiàn)。如果出口溫度太低，干燥室內(nèi)的產(chǎn)品顆粒在允許的時(shí)間內(nèi)不會(huì)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(guò)剩的容量仍然未被利用。適當(dāng)?shù)某隹跍囟?- 或者更具體地說(shuō)，適當(dāng)?shù)某隹谙鄬?duì)濕度 - 是產(chǎn)品和烘干機(jī)專用的，但是一旦建立，對(duì)于特定的干燥機(jī)中的特定產(chǎn)品來(lái)說(shuō)保持不變。
為了開(kāi)發(fā)出一種可行的干燥顆粒，干燥機(jī)應(yīng)該在“足夠干燥”的安全側(cè)操作，同時(shí)避免“過(guò)于干燥”，這導(dǎo)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(yùn)行數(shù)據(jù)所需的儀器，是實(shí)現(xiàn)^佳干燥條件的主要手段。
測(cè)量進(jìn)入空氣濕度的儀器是良好操作的關(guān)鍵。使用儀器來(lái)確定環(huán)境條件何時(shí)改變?cè)试S操作員調(diào)整干燥參數(shù)以考慮到變化的條件，同時(shí)保持優(yōu)化的生產(chǎn)。

Niro CIP噴嘴閥采用可伸縮設(shè)計(jì)。

實(shí)現(xiàn)^佳干燥條件的另一個(gè)關(guān)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(wú)限高的入口溫度下運(yùn)行。限制入口溫度有很好的理由，通常是與過(guò)程，產(chǎn)品或安全有關(guān)。當(dāng)ΔT已經(jīng)優(yōu)化并達(dá)到^大出口濕度時(shí)，進(jìn)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(diǎn)上方運(yùn)行。

在高于一定入口溫度或低于一定出口溫度的容器中會(huì)發(fā)生積聚。另外，船只可以體驗(yàn)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(diǎn)，不會(huì)出現(xiàn)不希望的特性。

限制入口溫度的另一個(gè)原因與安全性有關(guān)。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(huì)點(diǎn)燃。當(dāng)在某些水分和溫度下，墻壁積聚達(dá)到一定厚度時(shí)，糖基產(chǎn)品會(huì)自燃。了解這些條件使用戶能夠設(shè)定入口溫度的合理限制。

工廠操作人員應(yīng)該知道為什么進(jìn)口和出口溫度設(shè)定在特定的水平。僅僅因?yàn)榇嬖谙拗?，噴霧干燥器已經(jīng)運(yùn)行了多年并不意味著不應(yīng)評(píng)估和優(yōu)化運(yùn)行條件。限制往往因?yàn)椴辉俅嬖诘脑蚨А?

進(jìn)料溫度，特別是在現(xiàn)有設(shè)備中，也可以被優(yōu)化。從理論上講，盡可能地將干燥器進(jìn)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(méi)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(guò)從主空氣加熱器以外的其他來(lái)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(gè)話題超出了噴霧干燥機(jī)本身的范圍。

減少停機(jī)時(shí)間，增加運(yùn)行時(shí)間

一個(gè)工廠可能會(huì)決定在30天的一個(gè)月中需要全部720小時(shí)來(lái)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(shí)間。首先是執(zhí)行清潔或CIP等流程的計(jì)劃時(shí)間。第二個(gè)是干燥機(jī)相關(guān)的意外停機(jī)，例如拔掉氣旋。即使工廠不需要全部720小時(shí)，以^有效的方式運(yùn)行也可節(jié)省勞動(dòng)力。

如果干燥機(jī)進(jìn)料系統(tǒng)停機(jī)清洗，則會(huì)導(dǎo)致干燥機(jī)停機(jī)，從而減少生產(chǎn)月份的可用時(shí)間。在食品或奶制品廠中，噴霧干燥機(jī)的進(jìn)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(kāi)。一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題是過(guò)敏原和過(guò)敏原類(lèi)之間的清洗。
在供給系統(tǒng)CIP中可以進(jìn)行許多簡(jiǎn)單的遞增操作改進(jìn)，縮短周轉(zhuǎn)時(shí)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(jìn)行清潔處理？經(jīng)過(guò)壓力測(cè)試并準(zhǔn)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(jìn)料系統(tǒng)的趨勢(shì)，每種進(jìn)料系統(tǒng)都能以100％的容量運(yùn)行。雖然這個(gè)程序特別適用于噴嘴霧化系統(tǒng)，但它也可以為旋轉(zhuǎn)霧化系統(tǒng)提供好處。如果飼料系統(tǒng)CIP要求噴霧干燥機(jī)每天或每周下降數(shù)小時(shí)，則可以使用雙進(jìn)料系統(tǒng)重新獲得這些時(shí)間。
雙饋系統(tǒng)可以以兩種方式使用。首先，也是^簡(jiǎn)單的，無(wú)論是旋轉(zhuǎn)式還是噴嘴式，都可以^地復(fù)制給料系統(tǒng)，直至與霧化器的連接點(diǎn)。當(dāng)進(jìn)料系統(tǒng)1在批次結(jié)束時(shí)關(guān)閉時(shí)，噴槍噴槍或旋轉(zhuǎn)霧化器被移除以進(jìn)行清潔。清潔的噴槍或清潔的旋轉(zhuǎn)霧化器立即安裝并連接到進(jìn)料系統(tǒng)2，之后噴霧干燥器重新投入運(yùn)行。那么方便時(shí)可以清洗進(jìn)料系統(tǒng)1。在這個(gè)過(guò)程中，CIP不會(huì)干擾生產(chǎn)。

有噴霧干燥器的服務(wù)技術(shù)員

一般來(lái)說(shuō)，兩個(gè)進(jìn)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(shí)不會(huì)切入生產(chǎn)，并且隨著噴霧干燥時(shí)間的推移而回升。

實(shí)現(xiàn)雙饋系統(tǒng)的第二種方法更為復(fù)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(jī)有6個(gè)噴嘴，那么空氣分散器必須重建以保持12個(gè)噴嘴，其中6個(gè)在任何給定時(shí)間使用。那么噴霧干燥機(jī)將^不會(huì)被關(guān)閉。在批次結(jié)束時(shí)，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(jìn)料系統(tǒng)CIP設(shè)置從關(guān)鍵路徑中取出，方便時(shí)可以執(zhí)行。

如果在進(jìn)料系統(tǒng)切換之后沒(méi)有立即計(jì)劃CIP，則可以對(duì)高壓進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以用壓縮空氣來(lái)清洗噴嘴噴槍，或者可以創(chuàng)建循環(huán)回路來(lái)用水沖洗系統(tǒng)。使用雙進(jìn)料系統(tǒng)和來(lái)回切換的另外一個(gè)好處是可以減少干燥室結(jié)垢，這通常是由啟動(dòng)和關(guān)閉造成的。如果啟動(dòng)和關(guān)閉可以^小化或消除，洗艙間的時(shí)間可以延長(zhǎng)。隨著啟動(dòng)和停機(jī)的減少，在噴霧干燥操作之間使用風(fēng)扇和加熱器可以減少，從而節(jié)省能源。

噴霧干燥機(jī)清洗

除了操作之外，噴霧干燥機(jī)^重要的事件是有計(jì)劃的或無(wú)計(jì)劃的清理。對(duì)于某些操作，可以每天進(jìn)行清潔以分離批次或過(guò)敏原類(lèi)別。對(duì)于其他操作，清潔可能每年進(jìn)行一次。

首先，人員必須詢問(wèn)為什么噴霧干燥機(jī)要被清洗。一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題有五個(gè)答案：
1.去除可能導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸的積聚。
2.消除造成產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的積聚。
3.分開(kāi)產(chǎn)品組或類(lèi)別以防止交叉污染。
4.消除可能導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的細(xì)菌生長(zhǎng)。
5.作為定期維護(hù)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(wèn)題的根本原因。如果可以減少積聚，例如減少啟動(dòng)和關(guān)閉，則可以減少防止火災(zāi)或產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題所需的清洗頻率。^終，清理或CIP之間的時(shí)間^大化也將^大限度地縮短生產(chǎn)時(shí)間。

在進(jìn)行清潔時(shí)，可以對(duì)三個(gè)區(qū)域進(jìn)行評(píng)估，以實(shí)現(xiàn)^有效的時(shí)間利用率：安裝干燥器進(jìn)行清潔或CIP，清潔或CIP程序，烘干設(shè)備并準(zhǔn)備再次生產(chǎn)。

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

在清洗或CIP循環(huán)過(guò)程中，通過(guò)處理影響清洗的四個(gè)參數(shù)：溶液輸送壓力，溶液化學(xué)強(qiáng)度，溶液溫度和持續(xù)時(shí)間，可以改進(jìn)時(shí)間線。改善前三個(gè)參數(shù)中的任何參數(shù)通常會(huì)減少完成清潔周期所需的時(shí)間。通過(guò)一到兩名操作人員，從小型現(xiàn)代噴霧干燥器系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的熱水清洗，以分離產(chǎn)品類(lèi)型或批次，通常可以在約三小時(shí)內(nèi)完成 - 從脫機(jī)到恢復(fù)生產(chǎn)。化學(xué)清洗一個(gè)較大的干燥器，一個(gè)月的生產(chǎn)量可以在8-16小時(shí)內(nèi)完成。然而，在許多操作中，24-48小時(shí)的清潔受到高度重視。

集成的過(guò)濾干燥機(jī)具有集成的流化床和過(guò)濾裝置。

計(jì)劃外停機(jī)

在處理計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間時(shí)，有許多機(jī)械和流程相關(guān)的停機(jī)原因。非計(jì)劃噴霧干燥機(jī)停機(jī)的^常見(jiàn)原因之一是旋風(fēng)分離器，腔室出口，輸送管線以及類(lèi)似設(shè)備的堵塞。堵塞有兩個(gè)主要原因：機(jī)械問(wèn)題和水分。機(jī)械問(wèn)題 - 無(wú)論是橋接還是減少流動(dòng) - 比濕度更容易處理。這些問(wèn)題是使用機(jī)械手段來(lái)處理的，例如氣動(dòng)錘，橋式斷路器或增加的出口尺寸。

更難的問(wèn)題包括水分和冷凝。根據(jù)定義，噴霧干燥過(guò)程容器內(nèi)部的空氣（無(wú)論是室，旋風(fēng)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(nèi)表面冷卻到濕空氣的露點(diǎn)以下，則會(huì)發(fā)生冷凝。對(duì)于160°-180°F干燥機(jī)出口溫度的過(guò)程，露點(diǎn)可以在120°-130°F的范圍內(nèi)。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(dǎo)致熱量散失和冷凝，導(dǎo)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(huì)消除這些問(wèn)題。不過(guò)，其他條件加劇了這個(gè)問(wèn)題。

一個(gè)關(guān)鍵部分是旋風(fēng)頭或產(chǎn)品出口。在旋風(fēng)頭中，空氣的旋轉(zhuǎn)速度很高。相反，由于風(fēng)速高，空氣壓力低。例如，在進(jìn)出口間水柱壓差為6英寸的*旋風(fēng)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(dòng)到海平面以上1400英尺相同。旋風(fēng)頭^區(qū)域的這種低^壓力會(huì)造成空氣中的霧或冷凝。

為什么旋風(fēng)分離器是干燥器中^容易出問(wèn)題的部件？如果三種效應(yīng)是由旋轉(zhuǎn)引起的組合污染的產(chǎn)品，則從旋轉(zhuǎn)閥或類(lèi)似裝置泄漏到旋風(fēng)分離器中，以及容器堵塞內(nèi)的低^壓力可能發(fā)生。
另一個(gè)需要探索的領(lǐng)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(gòu)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(yùn)行是困難的。不正確地安裝噴嘴會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量差，并要求操作員關(guān)閉并重新啟動(dòng)噴霧干燥器，從而導(dǎo)致生產(chǎn)損失。

解決這個(gè)問(wèn)題的一種方法是在噴嘴安裝之前對(duì)噴嘴進(jìn)行壓力測(cè)試。可以在干燥器頂部附近或在工廠的另一部分設(shè)置小型操作，其中使用小型工業(yè)高壓泵在組裝后用水測(cè)試每個(gè)噴嘴。這個(gè)測(cè)試可以在干燥器運(yùn)行時(shí)在第二套噴槍上完成，以便在下次切換時(shí)安裝測(cè)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(duì)沒(méi)有入口空氣冷卻系統(tǒng)的開(kāi)式干燥器和干燥器中的進(jìn)入空氣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化中起重要作用。要了解這一點(diǎn)，有必要了解噴霧干燥的主要準(zhǔn)則：干燥器的能力受限于離開(kāi)噴霧干燥室的空氣中的總水分。簡(jiǎn)而言之，如果離開(kāi)室的空氣過(guò)于潮濕，則不會(huì)產(chǎn)生可行的穩(wěn)定粒子，并且產(chǎn)品趨于粘性。如果離開(kāi)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(dá)到^大，干燥器應(yīng)該盡可能地靠近干燥室出口空氣的^大總濕度，這個(gè)參數(shù)是以每磅干燥空氣磅磅測(cè)量的。
一旦干燥機(jī)入口溫度，干燥機(jī)出口溫度和其他參數(shù)在特定條件下針對(duì)特定產(chǎn)品進(jìn)行了優(yōu)化，干燥機(jī)出口濕度將得到優(yōu)化。那么工廠應(yīng)該盡可能接近這個(gè)理論^大值。由于天氣和季節(jié)變化，這個(gè)過(guò)程很難執(zhí)行。
設(shè)施通常希望通過(guò)安裝儀器來(lái)測(cè)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(shè)定點(diǎn)下操作來(lái)解決這個(gè)難題。然而，這是不可能的，因?yàn)槿魏问惺鄣膬x器，例如熱線風(fēng)速計(jì)或濕度變送器，都會(huì)被空氣中的粉末迅速弄臟。這個(gè)問(wèn)題必須從另一個(gè)角度來(lái)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?xì)馊紵髯鳛闊嵩?，則燃燒產(chǎn)物被蒸發(fā)，噴霧干燥過(guò)程。如果前兩種水分的貢獻(xiàn)減少，第三種水分的貢獻(xiàn)可以增加。如果能夠測(cè)量和控制前兩個(gè)水源的水分，那么可以在第三個(gè)水源上以小得多的余量運(yùn)行，從而使容量^大化。

如何衡量和控制這個(gè)？使用用于出口濕度（lb lb）的度量單位，測(cè)量每個(gè)貢獻(xiàn)組件。這意味著測(cè)量有助于水分總量和所有空氣成分的兩個(gè)或三個(gè)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(jì)來(lái)測(cè)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(tái)儀器。必須測(cè)量每個(gè)氣流的風(fēng)量。這通?？梢酝ㄟ^(guò)帶有差壓變送器的皮托管來(lái)完成，該變送器計(jì)算控制系統(tǒng)中的空氣量?；蛘?，使用熱線風(fēng)速計(jì)可以做類(lèi)似的事情。

如果噴霧干燥器具有以天然氣或丙烷運(yùn)行的直燃式燃?xì)馊紵?，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(huì)使水分貢獻(xiàn)增加5-10％。^的燃?xì)獗砜梢詫⑷細(xì)庀臄?shù)據(jù)發(fā)送到控制系統(tǒng)，在那里可以進(jìn)行化學(xué)計(jì)量計(jì)算以計(jì)算^的水分貢獻(xiàn)。
^后，必須測(cè)量蒸發(fā)水的貢獻(xiàn)量。由于噴嘴噴霧系統(tǒng)或旋轉(zhuǎn)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(jì)算泵入干燥器的水量。這個(gè)程序通常比使用流量計(jì)更準(zhǔn)確，但必須考慮到機(jī)械效率低下和滑差，以確保準(zhǔn)確性。

當(dāng)收集到所有的水分和空氣輸入時(shí)，^終的計(jì)算可以在控制系統(tǒng)中進(jìn)行。必須收集操作數(shù)據(jù)以指示干燥器何時(shí)正確運(yùn)行以及何時(shí)被堵塞。警報(bào)或自動(dòng)化系統(tǒng)可以安裝到位，以確保噴霧干燥器在^佳水平下運(yùn)行，而不會(huì)有堵塞或遇到浸水狀況的危險(xiǎn)。
結(jié)論

企業(yè)盈利能力推動(dòng)了理解噴霧干燥機(jī)的科學(xué)及其優(yōu)化的需求。因此，實(shí)施本文討論的任何建議的成本必須與額外的生產(chǎn)的機(jī)會(huì)成本或額外的可用小時(shí)正常運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行權(quán)衡。除非會(huì)帶來(lái)正面的財(cái)務(wù)結(jié)果，否則不能向優(yōu)化方向邁進(jìn)。