经常问到的问题是：“我们的喷雾干燥机如何获得更多的能力？”或者“这台干燥机能产生多少粉末”？喷雾干燥机的优化通常意味着更大的能力，更高的能源效率和较低的人力投入。

优化是一个复杂和多方面的目标，^好从三个方面来看待。首先，可以从^大化生产任何一个小时的角度来解决这个问题，即通过^大化进口温度，出口温度，进料温度，进料固体等。这个程序既可以是理论的，也可以是科学的。

解决这个问题的第二种方法是每月一次。在一个30天的一个月里，有720个小时的时间里有一台烘干机可以运行。它实际上每个月运行多少个小时？每月需要多少个小时才能清理干净（CIP）？过程相关的问题，如堵塞，积聚等，会损失多少小时？在许多情况下，通过减少停机时间可以实现更多的生产，而不是试图使每个生产小时接近理论^大值。

第三种常常被忽视的方法是根据环境条件的变化每年^大限度地提高干燥机的产量。冬季的喷雾干燥机几乎总是比夏天运行得更好。这与环境空气中的水分含量有关。当环境空气中的水分较高时，在喷雾干燥过程中可以蒸发的水分较少。

由于每个优化程序都有独特的要求，因此很难给出一个通用的答案。但是，如果对一个操作进行批判性的分析，如果问的是正确的问题，如果采用清晰的方法来寻求解决方案，则可以改进操作。
提高能力

简单地说，喷雾干燥的能力是通过蒸发的水量来测量的。蒸发被定义为干燥空气中进口和出口温度之差或ΔT。ΔT越大，喷雾干燥器的容量越大。优化喷雾干燥器容量的目标是通过提高入口温度或降低出口温度来增加ΔT。
什么是^佳的出口温度？出口温度是出口空气相对湿度的表现。如果出口温度太低，干燥室内的产品颗粒在允许的时间内不会变得足够干燥，从而使粘性颗粒堵塞或堵塞。如果出口温度太高，过剩的容量仍然未被利用。适当的出口温度 - 或者更具体地说，适当的出口相对湿度 - 是产品和烘干机专用的，但是一旦建立，对于特定的干燥机中的特定产品来说保持不变。
为了开发出一种可行的干燥颗粒，干燥机应该在“足够干燥”的安全侧操作，同时避免“过于干燥”，这导致利用不足。理解这些原则，并使用现代控制系统和收集运行数据所需的仪器，是实现^佳干燥条件的主要手段。
测量进入空气湿度的仪器是良好操作的关键。使用仪器来确定环境条件何时改变允许操作员调整干燥参数以考虑到变化的条件，同时保持优化的生产。

Niro CIP喷嘴阀采用可伸缩设计。

实现^佳干燥条件的另一个关键是喷雾干燥器入口温度。入口温度越高，蒸发水的能量就越多。显然，喷雾干燥器不能在无限高的入口温度下运行。限制入口温度有很好的理由，通常是与过程，产品或安全有关。当ΔT已经优化并达到^大出口湿度时，进口温度可能因工艺原因而受到限制。这意味着蒸发尽可能多的水，并在产品的粘性点上方运行。

在高于一定入口温度或低于一定出口温度的容器中会发生积聚。另外，船只可以体验桥接。这是ΔT大于可产生可行干颗粒的ΔT的表现。

由于产品原因，入口温度也可能受到限制。如果产品在高入口温度下变性，燃烧，失去所需的挥发性或以其他方式降解，则干燥入口温度被限制在低于该温度的点，不会出现不希望的特性。

限制入口温度的另一个原因与安全性有关。如果产品堆积在干燥器中，特别是在高温表面附近的区域，产品可能会点燃。当在某些水分和温度下，墙壁积聚达到一定厚度时，糖基产品会自燃。了解这些条件使用户能够设定入口温度的合理限制。

工厂操作人员应该知道为什么进口和出口温度设定在特定的水平。仅仅因为存在限制，喷雾干燥器已经运行了多年并不意味着不应评估和优化运行条件。限制往往因为不再存在的原因而生效。

进料温度，特别是在现有设备中，也可以被优化。从理论上讲，尽可能地将干燥器进口温度加热至理想状态。空气加热器所提供的所有能量都可以用于水蒸发，没有能量去加热剩余的产品。在大多数情况下，不可能在不造成产品劣化的情况下加热产品。通过从主空气加热器以外的其他来源获得热量，将产品温度升高至不降低产品温度的程度，从而产生额外的喷雾干燥器容量。

^后，使用^高浓度的饲料固体产生更大的容量。然而，这个话题超出了喷雾干燥机本身的范围。

减少停机时间，增加运行时间

一个工厂可能会决定在30天的一个月中需要全部720小时来满足其生产要求。在生产月份，有两种方法可以了解不用于喷雾干燥的时间。首先是执行清洁或CIP等流程的计划时间。第二个是干燥机相关的意外停机，例如拔掉气旋。即使工厂不需要全部720小时，以^有效的方式运行也可节省劳动力。

如果干燥机进料系统停机清洗，则会导致干燥机停机，从而减少生产月份的可用时间。在食品或奶制品厂中，喷雾干燥机的进料系统通常必须每天清洗或CIP。在通常在产品之间切换的食品工厂中，批次和产品必须分开。一个热点问题是过敏原和过敏原类之间的清洗。
在供给系统CIP中可以进行许多简单的递增操作改进，缩短周转时间。例如，是否需要从喷雾干燥器中取出喷枪，并尽可能有效地进行清洁处理？经过压力测试并准备安装的第二套喷枪可以使操作人员不必两次覆盖相同的地面。

已经有使用喷雾干燥器和两种进料系统的趋势，每种进料系统都能以100％的容量运行。虽然这个程序特别适用于喷嘴雾化系统，但它也可以为旋转雾化系统提供好处。如果饲料系统CIP要求喷雾干燥机每天或每周下降数小时，则可以使用双进料系统重新获得这些时间。
双馈系统可以以两种方式使用。首先，也是^简单的，无论是旋转式还是喷嘴式，都可以^地复制给料系统，直至与雾化器的连接点。当进料系统1在批次结束时关闭时，喷枪喷枪或旋转雾化器被移除以进行清洁。清洁的喷枪或清洁的旋转雾化器立即安装并连接到进料系统2，之后喷雾干燥器重新投入运行。那么方便时可以清洗进料系统1。在这个过程中，CIP不会干扰生产。

有喷雾干燥器的服务技术员

一般来说，两个进纸系统之间的切换可能需要30到60分钟。但CIP所需的1到3小时不会切入生产，并且随着喷雾干燥时间的推移而回升。

实现双馈系统的第二种方法更为复杂，仅适用于喷嘴雾化。这种方法要求空气分散器的喷嘴位置数量增加一倍。如果干燥机有6个喷嘴，那么空气分散器必须重建以保持12个喷嘴，其中6个在任何给定时间使用。那么喷雾干燥机将^不会被关闭。在批次结束时，供给系统1的处理速度降低，而供给系统2的处理速度升高。生产能力始终保持不变。进料系统CIP设置从关键路径中取出，方便时可以执行。

如果在进料系统切换之后没有立即计划CIP，则可以对高压进料系统进行调节，以用压缩空气来清洗喷嘴喷枪，或者可以创建循环回路来用水冲洗系统。使用双进料系统和来回切换的另外一个好处是可以减少干燥室结垢，这通常是由启动和关闭造成的。如果启动和关闭可以^小化或消除，洗舱间的时间可以延长。随着启动和停机的减少，在喷雾干燥操作之间使用风扇和加热器可以减少，从而节省能源。

喷雾干燥机清洗

除了操作之外，喷雾干燥机^重要的事件是有计划的或无计划的清理。对于某些操作，可以每天进行清洁以分离批次或过敏原类别。对于其他操作，清洁可能每年进行一次。

首先，人员必须询问为什么喷雾干燥机要被清洗。一般来说，这个问题有五个答案：
1.去除可能导致火灾或爆炸的积聚。
2.消除造成产品质量问题的积聚。
3.分开产品组或类别以防止交叉污染。
4.消除可能导致产品质量问题的细菌生长。
5.作为定期维护的一部分。

通常情况下，执行清理是为了解决和消除生产问题的根本原因。如果可以减少积聚，例如减少启动和关闭，则可以减少防止火灾或产品质量问题所需的清洗频率。^终，清理或CIP之间的时间^大化也将^大限度地缩短生产时间。

在进行清洁时，可以对三个区域进行评估，以实现^有效的时间利用率：安装干燥器进行清洁或CIP，清洁或CIP程序，烘干设备并准备再次生产。

建立一个CIP并为生产准备设备通常是人力问题。建立管道连接或隔离设备可以使用更多的人力或自动化来完成。例如，如果喷球仍然是手动安装，可以添加^安装的可伸缩喷球，以减少人工和时间要求。

在清洗或CIP循环过程中，通过处理影响清洗的四个参数：溶液输送压力，溶液化学强度，溶液温度和持续时间，可以改进时间线。改善前三个参数中的任何参数通常会减少完成清洁周期所需的时间。通过一到两名操作人员，从小型现代喷雾干燥器系统进行简单的热水清洗，以分离产品类型或批次，通常可以在约三小时内完成 - 从脱机到恢复生产。化学清洗一个较大的干燥器，一个月的生产量可以在8-16小时内完成。然而，在许多操作中，24-48小时的清洁受到高度重视。

集成的过滤干燥机具有集成的流化床和过滤装置。

计划外停机

在处理计划外停机时间时，有许多机械和流程相关的停机原因。非计划喷雾干燥机停机的^常见原因之一是旋风分离器，腔室出口，输送管线以及类似设备的堵塞。堵塞有两个主要原因：机械问题和水分。机械问题 - 无论是桥接还是减少流动 - 比湿度更容易处理。这些问题是使用机械手段来处理的，例如气动锤，桥式断路器或增加的出口尺寸。

更难的问题包括水分和冷凝。根据定义，喷雾干燥过程容器内部的空气（无论是室，旋风分离器还是袋式除尘器）都是潮湿和温暖的，而容器外部的温度较低。如果允许容器的内表面冷却到湿空气的露点以下，则会发生冷凝。对于160°-180°F干燥机出口温度的过程，露点可以在120°-130°F的范围内。如果容器所处的房间温度为华氏80度，则有足够的温度差异导致热量散失和冷凝，导致产品堵塞或桥接。如果容器是绝缘的，包层或加热套，则通常会消除这些问题。不过，其他条件加剧了这个问题。

一个关键部分是旋风头或产品出口。在旋风头中，空气的旋转速度很高。相反，由于风速高，空气压力低。例如，在进出口间水柱压差为6英寸的*旋风分离器中，尖端的静压可以是-20英寸水柱。如此低的压力与将植物从海平面移动到海平面以上1400英尺相同。旋风头尖端区域的这种低^压力会造成空气中的雾或冷凝。

为什么旋风分离器是干燥器中^容易出问题的部件？如果三种效应是由旋转引起的组合污染的产品，则从旋转阀或类似装置泄漏到旋风分离器中，以及容器堵塞内的低^压力可能发生。
另一个需要探索的领域是喷嘴式喷雾干燥器中的喷嘴喷枪。操作人员经常安装和拆卸喷嘴，拆卸和重新组装。处理构成喷嘴的小部件并正确组装它们以使其能够以每平方英寸数千磅的压力运行是困难的。不正确地安装喷嘴会导致产品质量差，并要求操作员关闭并重新启动喷雾干燥器，从而导致生产损失。

解决这个问题的一种方法是在喷嘴安装之前对喷嘴进行压力测试。可以在干燥器顶部附近或在工厂的另一部分设置小型操作，其中使用小型工业高压泵在组装后用水测试每个喷嘴。这个测试可以在干燥器运行时在第二套喷枪上完成，以便在下次切换时安装测试喷枪。
环境条件的影响

由于环境空气条件的季节性变化而引起的干燥器入口空气中的湿度水平在对没有入口空气冷却系统的开式干燥器和干燥器中的进入空气进行标准化中起重要作用。要了解这一点，有必要了解喷雾干燥的主要准则：干燥器的能力受限于离开喷雾干燥室的空气中的总水分。简而言之，如果离开室的空气过于潮湿，则不会产生可行的稳定粒子，并且产品趋于粘性。如果离开室的空气太干燥，一些干燥容量仍未被使用。为了使干燥器的容量达到^大，干燥器应该尽可能地靠近干燥室出口空气的^大总湿度，这个参数是以每磅干燥空气磅磅测量的。
一旦干燥机入口温度，干燥机出口温度和其他参数在特定条件下针对特定产品进行了优化，干燥机出口湿度将得到优化。那么工厂应该尽可能接近这个理论^大值。由于天气和季节变化，这个过程很难执行。
设施通常希望通过安装仪器来测量腔室出口空气的总湿度，然后编程控制回路以允许干燥器在低于^大值的设定点下操作来解决这个难题。然而，这是不可能的，因为任何市售的仪器，例如热线风速计或湿度变送器，都会被空气中的粉末迅速弄脏。这个问题必须从另一个角度来处理。

首先，了解出口处的三种水源是重要的：吸收到干燥器中的环境空气中的湿度，如果使用直燃式燃气燃烧器作为热源，则燃烧产物被蒸发，喷雾干燥过程。如果前两种水分的贡献减少，第三种水分的贡献可以增加。如果能够测量和控制前两个水源的水分，那么可以在第三个水源上以小得多的余量运行，从而使容量^大化。

如何衡量和控制这个？使用用于出口湿度（lb lb）的度量单位，测量每个贡献组件。这意味着测量有助于水分总量和所有空气成分的两个或三个组分。

首先，需要用某种将数据发送回控制系统的湿度计来测量环境空气湿度。如果有些空气从工厂里面抽出，有些从外面抽走，那么可能需要两台仪器。必须测量每个气流的风量。这通常可以通过带有差压变送器的皮托管来完成，该变送器计算控制系统中的空气量。或者，使用热线风速计可以做类似的事情。

如果喷雾干燥器具有以天然气或丙烷运行的直燃式燃气燃烧器，则将水分作为燃烧产物添加到干燥空气流中。根据具体情况，这可能会使水分贡献增加5-10％。^的燃气表可以将燃气消耗数据发送到控制系统，在那里可以进行化学计量计算以计算^的水分贡献。
^后，必须测量蒸发水的贡献量。由于喷嘴喷雾系统或旋转雾化系统均采用容积式泵供给，因此可以根据泵的速度，泵排量和固体含量计算泵入干燥器的水量。这个程序通常比使用流量计更准确，但必须考虑到机械效率低下和滑差，以确保准确性。

当收集到所有的水分和空气输入时，^终的计算可以在控制系统中进行。必须收集操作数据以指示干燥器何时正确运行以及何时被堵塞。警报或自动化系统可以安装到位，以确保喷雾干燥器在^佳水平下运行，而不会有堵塞或遇到浸水状况的危险。
结论

企业盈利能力推动了理解喷雾干燥机的科学及其优化的需求。因此，实施本文讨论的任何建议的成本必须与额外的生产的机会成本或额外的可用小时正常运行时间进行权衡。除非会带来正面的财务结果，否则不能向优化方向迈进。