Le séchage par atomisation se caractérise par un transfert de chaleur rapide, une évaporation rapide de l'eau et un temps de séchage instantané. De plus, le produit présente une bonne qualité, une texture croquante et une bonne solubilité, ce qui améliore la vitesse de dissolution de certaines préparations et convient aux médicaments thermosensibles. De plus, le séchage par atomisation peut également être utilisé pour la préparation de microcapsules. C'est une méthode largement utilisée pour le séchage des colorants.
Méthode de séchage permettant d'éliminer l'humidité des colorants par atomisation. Convient au séchage de divers colorants. Ce procédé permet de sécher les poudres de colorant fines, ultrafines, sans poussière et les granulés creux.
Selon la méthode d'atomisation du colorant, il peut être divisé en trois catégories :
(1) Atomisation par flux d'air, utilisant de l'air comprimé ou de la vapeur d'eau pour atomiser le liquide matériau ;
(2) Atomisation sous pression, en utilisant une pompe haute pression pour presser le liquide matériau hors de la buse à grande vitesse, formant un brouillard ;
(3) L'atomisation rotative consiste à ajouter le liquide de matériau à un disque rotatif à grande vitesse (7 000 à 20 000 tr/min) dans l'atomiseur pour l'éjecter rapidement et l'atomiser. Cette troisième méthode offre de bons résultats, un temps de production court, une productivité élevée et est privilégiée par l'industrie de la teinture. Ses inconvénients sont un investissement important en équipements et une consommation énergétique élevée.
Le principe du séchage par atomisation est de disperser les matériaux à sécher en fines particules comme du brouillard par action mécanique (augmenter la zone d'évaporation de l'eau, accélérer le processus de séchage), contact avec l'air chaud, éliminer la majeure partie de l'eau en un instant et sécher les matériaux solides dans les matériaux en poudre.
Avantages et inconvénients du séchage par atomisation Avantages du séchage par atomisation :
1. Le processus de séchage est très rapide ;
2. Il peut être directement séché en poudre ;
3. Conditions de séchage faciles à modifier et normes de qualité du produit à ajuster ;
4. En raison de l’évaporation instantanée, les exigences de sélection des matériaux d’équipement ne sont pas strictes ;
5. La salle de séchage a une certaine pression négative, assurant des conditions d'hygiène pendant la production, évitant les projections de poussière dans l'atelier et améliorant la pureté du produit ;
6. Efficacité de production élevée avec peu d'opérateurs.
Inconvénients du séchage par atomisation :
1. L’équipement est relativement complexe, couvre une grande surface et nécessite un investissement ponctuel important ;
2. Le prix des atomiseurs et des dispositifs de récupération de poudre est relativement élevé ;
3. Nécessite une grande quantité d'air, augmentant la consommation d'énergie électrique du ventilateur et la capacité du dispositif de récupération ;
4. Faible efficacité thermique et consommation de chaleur élevée.
Exigences relatives au séchage par atomisation sur les équipements :
1. Les pièces en contact avec le produit doivent être faciles à nettoyer et à stériliser ;
2. Des mesures doivent être prises pour empêcher la poudre de coke de générer des courants de Foucault et des contre-courants dans l’air chaud ;
3. Empêcher l’air de transporter des impuretés dans le produit ;
4. Équipé de dispositifs d'indication et d'enregistrement de la température et de la pression pour une inspection facile du fonctionnement de la production ;
5. Un dispositif de récupération de poussière avec un taux de récupération élevé ;
6. La poudre doit être rapidement déchargée et refroidie pour améliorer la solubilité et la solubilité instantanée ;
7. La température à l'intérieur de la salle de séchage et la température d'échappement ne doivent pas dépasser 100 ℃ pour garantir la sécurité et la qualité ;
8. Lors de la pulvérisation, les gouttes de lait concentré sont en contact uniforme avec l'air chaud pour améliorer l'efficacité thermique ;
9. Réduisez autant que possible le collage des parois pour les substances visqueuses.
La classification des équipements de séchage par atomisation est classée selon la méthode de granulation :
1) Méthode de séchage par pulvérisation sous pression :
1 Principe : À l'aide d'une pompe haute pression, le matériau est condensé en 10 à 200 particules semblables à du brouillard à travers un atomiseur (pistolet pulvérisateur) à une pression de 70 à 200 pression atmosphérique, qui entre directement en contact avec l'air chaud pour l'échange de chaleur et termine le séchage en peu de temps.
2. Dispositif de granulation par pulvérisation sous pression : types M et S, avec rainure de guidage permettant la rotation du flux de liquide. L'axe de la rainure de guidage de type M est perpendiculaire à l'axe de la buse et ne le coupe pas. L'axe de la rainure de guidage en S forme un angle avec l'horizontale. L'objectif est d'augmenter la turbulence de la solution pendant la pulvérisation.
2) Méthode de séchage par atomisation centrifuge :
1 Principe : Un disque rotatif à grande vitesse horizontale applique une force centrifuge à la solution, la projetant à grande vitesse et formant un film mince, un fil fin ou une gouttelette de liquide. Sous l'effet du frottement, de l'obstruction et de la déchirure de l'air, l'accélération tangentielle générée par la rotation du disque et l'accélération radiale générée par la force centrifuge produisent une vitesse combinée de déplacement sur le disque, avec une trajectoire en spirale. Une fois le liquide projeté hors du disque au-dessus de cette spirale, dispersé en très petites gouttelettes, celles-ci se déplacent le long de la direction tangentielle du disque à une vitesse moyenne. Parallèlement, les gouttelettes tombent sous l'effet de la force gravitationnelle du centre de la Terre, en raison de la taille variable des particules projetées. Par conséquent, leurs distances de vol sont également différentes, et les particules tombant à différentes distances forment un cylindre symétrique par rapport à l'axe de rotation.
2. Exigences pour obtenir des gouttelettes plus uniformes :
a. Réduire les vibrations pendant la rotation du disque
b. La quantité de liquide entrant dans le disque reste constante par unité de temps
c. La surface du disque est plane et lisse. d. La vitesse circulaire du disque ne doit pas être trop faible, rmin = 60 m/s. Si l'émulsion (100-160 m/s) est inférieure à 60 m/s, les gouttelettes pulvérisées sont irrégulières. La distance de pulvérisation semble être principalement composée d'un groupe de gouttelettes et d'un groupe de fines gouttelettes s'enfonçant près du disque, et diminue avec l'augmentation de la vitesse de rotation.
③ Structure de la pulvérisation centrifuge : exigences : périmètre de mouillage long, vitesse de rotation élevée de la solution, pulvérisation uniforme, structure solide, légère, simple, sans angle mort, démontage et lavage faciles, et productivité élevée. La chambre de séchage est classée selon le sens de circulation de l'air chaud et des particules séchées : flux parallèle, flux à contre-courant, flux mixte. Les flux simultanés sont souvent utilisés pour le lait. Le flux parallèle permet de sécher le produit à une température d'entrée d'air plus élevée sans affecter la qualité du produit.
a. Modèle d'écoulement parallèle horizontal
b. Descente verticale et modèle d'écoulement
c. Type d'écoulement mixte à descente verticale.
d. Séchage par atomisation d'aliments ascendants et descendants. Certains nutriments des plantes seront perdus en raison de la température élevée. Pour ces plantes, la lyophilisation est une méthode efficace de concentration et de conservation. Cependant, certaines plantes ont besoin d'une certaine température pour éliminer la toxicité. Pour ces plantes, la technologie de séchage par atomisation est idéale. Prenons l'exemple du soja. Le processus de concentration nécessite une certaine température pour éliminer une substance appelée inhibiteur de trypsine (qui entrave la digestion et la décomposition des protéines).
Le séchage par atomisation est souvent la dernière étape du processus de fabrication. Il consiste à transformer les substances liquides en poudre par pulvérisation, mélange et séchage continus. Parmi les nombreuses technologies de conservation des aliments, le séchage par atomisation présente des avantages uniques. Grâce à sa faible température, il préserve efficacement le goût, la couleur et les nutriments des aliments tout en éliminant la contamination microbienne. Le séchage par atomisation est généralement utilisé pour éliminer l'eau des matières premières. Il a également d'autres applications, comme la modification de la taille, de la forme ou de la densité des substances. Il peut faciliter l'ajout d'autres ingrédients pendant le processus de production, contribuant ainsi à la fabrication de produits répondant aux normes de qualité les plus strictes. Fonctionnement de la méthode de séchage par atomisation : avant le séchage par atomisation, les graines de soja doivent être lavées et décortiquées, et les ingrédients non protéiques, comme les matières grasses, doivent être réduits afin de concentrer les ingrédients les plus nutritifs. Après cette concentration, le soja peut être séché par atomisation.
Le processus réel de séchage par atomisation peut être divisé en plusieurs étapes :
Tout d'abord, le produit liquide est introduit dans l'atomiseur, où une roue rotative à grande vitesse atomise le liquide, ce qui fait que le produit devient un état de particules mixtes liquide solide.
Lors de la deuxième étape, les particules atomisées sont dirigées vers une chambre de séchage à température et débit d'air réglables, où l'air chaud évapore le liquide contenu dans les particules. Pour que le produit final soit conforme aux normes, le temps de contact des particules avec l'air chaud doit être suffisant pour maintenir une certaine humidité dans la poudre. Parallèlement, l'état de la chambre de séchage doit également être soigneusement contrôlé, car le volume de la chambre et les conditions de circulation d'air peuvent affecter la valeur nutritionnelle du produit.
La troisième et dernière étape de l’ensemble du programme consiste à collecter la poudre dans le flux d’air dans un récipient via un séparateur, afin que le produit final puisse être emballé ou mélangé avec d’autres composants.
Caractéristiques:Séchage rapide. Après pulvérisation centrifuge, la surface du liquide d'alimentation est considérablement augmentée. Grâce au flux d'air à haute température, 95 à 98 % de l'eau s'évapore instantanément, et le temps de séchage n'est que de quelques secondes. Le séchage par pulvérisation à flux parallèle permet aux gouttelettes de s'écouler dans le même sens que l'air chaud. Malgré une température élevée, l'air chaud pénètre dans la chambre de séchage et entre immédiatement en contact avec les gouttelettes pulvérisées, ce qui entraîne une forte baisse de la température intérieure, tandis que la température humide des matériaux reste pratiquement inchangée. Ce procédé est donc également adapté au séchage de matériaux thermosensibles.
Date de publication : 26 avril 2023