乳清蛋白粉专用喷雾干燥机的工作流程围绕 “料液预处理→雾化→干燥→产品收集→尾气处理” 等核心环节展开,各步骤紧密配合,以实现乳清蛋白从液态到粉末状的高效转化,同时最大限度保留其营养活性。以下是详细流程:

1. 料液预处理与输送

  • 原料准备:乳清蛋白料液(通常是经过过滤、提纯的乳清液,含蛋白质、水分及少量其他成分)首先进入料仓储存,确保连续进料。
  • 过滤净化:料液通过精密过滤器(如滤网或滤芯)去除杂质、颗粒或未溶解的固态物质,避免后续堵塞雾化器或影响产品纯度。
  • 均质与温控:部分工艺中会对料液进行均质处理(如通过高压均质机),使蛋白质分子分布更均匀;同时根据需要调节料液温度(通常保持在常温或稍高于常温),确保流动性稳定,便于输送。

  • 定量输送:经预处理的料液由螺杆泵或高压泵(根据雾化方式选择)加压后,稳定输送至雾化系统,进料速度可通过控制系统精确调节,与干燥能力匹配。

2. 雾化系统:将料液转化为雾滴

雾化是干燥的关键步骤,目的是将连续的料液分散成直径几微米至几十微米的微小雾滴,增大比表面积,加速水分蒸发。根据设备类型,雾化方式主要有两种:

  • 离心式雾化:料液进入高速旋转(转速通常为 5000-20000r/min)的离心雾化盘,在离心力作用下从盘边缘的沟槽或小孔甩出,形成均匀的雾滴,呈伞状分布进入干燥塔。
  • 压力式雾化:料液在高压泵(压力通常为 2-20MPa)作用下,通过喷嘴的细小孔道高速喷出,因压力骤降和剪切力破碎成雾滴,雾滴大小可通过喷嘴孔径和压力调节。

雾滴的均匀性直接影响后续干燥效率和产品粒度一致性,乳清蛋白因热敏性,需保证雾滴分布均匀,避免局部过热。

3. 热风制备与干燥塔内传热传质

  • 热风制备:空气经初效过滤器去除大颗粒杂质后,由风机送入加热器(电加热、蒸汽加热或燃气加热),加热至设定温度(乳清蛋白干燥的进风温度通常为 180-220℃,需根据蛋白稳定性调整,避免过热变性)。
  • 热风分布:加热后的热风通过干燥塔顶的热风分布器(如蜗壳式、百叶窗式)均匀分散,形成螺旋状或层流状气流,确保与雾滴充分接触。
  • 干燥过程:雾滴进入干燥塔后,与高温热风瞬间接触,表面水分迅速蒸发(恒速干燥阶段);随着水分减少,雾滴逐渐固化成颗粒,内部水分扩散至表面继续蒸发(降速干燥阶段),最终形成含水量极低(通常≤5%)的乳清蛋白粉末。整个过程仅需几秒至十几秒,避免蛋白质长时间受热变性。

4. 产品收集与分离

干燥后的粉末随气流进入分离收集系统,主要通过两级分离提高回收率:

  • 一级分离(旋风分离器):含粉末的气流进入旋风分离器,在离心力作用下,大部分粉末(约 90%-95%)被甩向器壁,沿壁面落入底部的集料斗,通过闭风器(如旋转阀)排出,避免外界空气倒灌。
  • 二级分离(布袋除尘器):未被旋风分离器捕获的细小粉末(约 5%-10%)随尾气进入布袋除尘器,通过滤袋的过滤作用被截留,定期通过脉冲反吹(压缩空气)将粉末抖落至集料斗,与一级分离的产品汇合,总回收率可达 99% 以上。