一、二流体喷雾雾化结构原理

二流体喷雾(又称气流式喷雾)利用高压气体(通常是压缩空气或氮气)作为雾化动力，将液体样品分散成微小液滴。其核心结构包括：

液体通道

功能：输送待干燥的液体样品(如溶液、悬浮液)。

设计：通常为细长的毛细管或喷嘴，内径在0.1-1毫米之间，确保液体稳定流动。

气体通道

功能：提供高压气体，与液体在喷嘴出口处混合并雾化。

设计：环绕或并行于液体通道，气体压力通常控制在1-8 bar，流速需与液体流量匹配。

喷嘴结构

类型：常见为二流体同轴喷嘴，气体在外层，液体在内层。

雾化机制：高压气体在喷嘴出口处形成高速气流，通过剪切力和冲击力将液体破碎成液滴。液滴直径通常在10-200微米之间，可通过调节气体压力、液体流速和喷嘴尺寸控制。

优势：

适用于高粘度或含固体颗粒的液体。

雾化效果稳定，液滴尺寸分布均匀。

操作简单，易于实验室规模应用。

二、实验室生产微量颗粒粉的流程

样品准备

将目标物质(如药物、食品成分)溶解或分散在溶剂中，形成均匀液体。

浓度需根据目标颗粒大小和产量调整，通常固体含量在1-30%(质量分数)。

喷雾干燥参数设置

进风温度：根据物质热敏性选择，如药物通常在100-150°C，食品成分在120-180°C。

气体压力：2-5 bar，确保雾化效果。

液体流速：0.5-5 mL/min，适合实验室微量生产。

雾化与干燥

液体通过二流体喷嘴雾化后，与热空气充分接触，溶剂迅速蒸发，固体颗粒形成。

干燥时间极短(几秒内)，适合热敏性物质。

颗粒收集

干燥后的颗粒随气流进入旋风分离器或滤袋收集器，分离效率可达95%以上。

收集的颗粒呈粉末状，可直接用于后续分析或应用。

三、关键参数对颗粒特性的影响

参数影响

气体压力压力越高，液滴尺寸越小，颗粒粒径更均匀，但可能导致产量下降。

液体流速流速过快会导致液滴尺寸不均，流速过慢则产量低，需与气体压力匹配。

进风温度温度过高可能破坏热敏性物质，温度过低则干燥不完全，需根据物质特性调整。

喷嘴尺寸喷嘴内径越小，液滴尺寸越小，但易堵塞，需根据液体粘度选择。

四、实验室应用案例

药物微球制备

将药物溶解在有机溶剂中，通过二流体喷雾干燥制备微球，用于缓释制剂。

优势：粒径可控(10-100微米)，载药量高，批间重复性好。

食品粉末生产

如乳清蛋白、益生菌等热敏性成分，通过低温喷雾干燥保留活性。

优势：粉末溶解性好，口感佳，适合实验室小试或中试。

催化剂载体

将金属盐溶液雾化干燥，制备高比表面积的催化剂载体。

优势：颗粒多孔结构，活性位点分布均匀。

五、注意事项

安全操作

高压气体和高温设备需严格遵循操作规程，避免烫伤或爆炸风险。

设备维护

定期清洁喷嘴，防止堵塞;检查气体管路和密封件，确保无泄漏。

优化实验

通过正交实验设计，优化气体压力、液体流速和温度等参数，获得最佳颗粒特性。

六、总结

小型喷雾干燥机的二流体喷雾雾化结构通过高压气体与液体的相互作用，实现高效、稳定的雾化效果，适合实验室规模生产微量颗粒粉。通过精确控制关键参数，可制备粒径均匀、活性高的颗粒，广泛应用于药物、食品和催化剂等领域。实验过程中需注意安全操作和设备维护，并通过实验优化获得最佳结果。