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    過程與裝備研究領域

    熱敏性林化產品低溫噴霧干燥技術及裝備

    發布時間:2020-10-22 16:29閱讀次數:
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    成果研究背景、應用領域

    根據我國林業資源提取的生物活性產品,干燥過程中易受高溫的破壞,使其生物活性喪失,而冷凍干燥又耗費時間較長,且多為間歇式批次生產,效率較低的現狀,開發了低溫噴霧干燥裝置。此設備可適用于熱敏性農林特色資源提取的活性物、藥品及生化產品等。

    技術突破與創新

    本成果吸取了噴霧干燥和氣體除濕預處理的各自優勢,把噴霧干燥和預冷、轉輪脫濕技術引入到干燥工藝中,提高了被干燥物料表面的傳質脫濕能力,從而大大縮短了原來冷凍干燥所需要的時間,節約了能源的消耗。因此,本設備與原來的真空冷凍干燥相比,將體現出直接成粉、高效和節能的優勢;與傳統高溫噴霧干燥相比,則體現出獲得高品質的產品的優勢,特別是對于熱敏性的物料。

    國外丹麥、德國、美國等國家的研究人員也開展了低溫噴霧干燥技術的研究,但是,他們在制備低濕的空氣時大多采用了液氮或者干冰等低溫流體直接降溫除濕,大大增加了生產成本,且在工業化開發、設備的高制作要求都可能遇到了困難。而本研究成果實現了直接水冷、轉輪吸附除濕工藝來連續獲得低濕氣體,氣體露點達到0℃左右,并實現了低溫噴霧干燥林特資源高附加值產品。

    經濟技術指標、投資規模

    本研究成果的關鍵技術有二個方面,即介質冷卻、脫濕連續制備低露點(0℃左右)干燥空氣;采用微納米級霧化技術,在低溫環境中快速脫水實現低溫噴霧干燥技術。本成果的主要技術經濟指標包括:連續制備低露點(0℃)的干燥空氣,流量超過100m3/h;可實現蒸發干燥能力300g/h,單批1000g處理液干燥時間從常規真空冷凍干燥的40hr縮短為1hr;直接獲得均勻分布的粉體產品,減少了真空冷凍干燥的再粉碎的工藝過程,同時大大減少了干燥所需的時間,節約了能源。目前已經完成了實驗室樣機的制造,并經過樣品物料的實驗,例如,銀杏葉提取物、色素等,目前有一些醫藥企業和高附加值產品的研發機構正在和我們洽談工業化裝置中。

    應用前景及經濟社會效益

    本成果形成低溫噴霧干燥可以替代真空冷凍干燥,它的應用領域也可以從農林產品特色資源提取的活性物質擴大到其他領域的高附加值產品,例如,醫藥、生物化工產品等,其規模完全可以和真空冷凍干燥相當,具有很廣的市場應用前景。同時,本成果不僅可以干燥獲得高質量粉體產品,提高產品的貨價壽命和附加值,而且在國家能源緊張的前提下,可大大降低干燥能耗,與完全真空冷凍干燥相比預計節能達到50%以上,干燥時間大大縮短;同時開發出具有自主知識產權的噴霧冷凍新工藝和技術,研究成果將具有國際領先水平,并可成為干燥領域的一個新的亮點。且本成果形成了一種全新工藝和設備的干燥機械,作為單獨的裝備產品,根據冷凍干燥和噴霧干燥的市場份額預測,噴霧冷凍干燥設備的年銷售產值將超過1億。另外,對相關產業降低加工成本、勞動力成本將起到關鍵推動作用,其社會效益和經濟效益十分明顯。

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