Tạo hạt phun phun một chất lỏng lên các hạt được giữ chuyển động trong dòng khí nóng, nhờ đó chất lỏng khô trên bề mặt hạt và hạt lớn dần. Trong máy tạo hạt phun tầng sôi, các hạt là chất mang hoặc bột mầm, còn chất lỏng được phun là hoạt chất hoặc chất kết dính. Sản phẩm là hạt lớn hơn và đặc hơn bột sấy phun, chảy tốt, ít bụi và hòa tan có thể dự đoán được.
Sấy phun và tạo hạt phun đều phun chất lỏng vào khí nóng, và đều kết thúc bằng chất rắn khô, nên dễ bị nhầm lẫn. Điểm khác biệt là chất lỏng rơi lên cái gì. Trong máy sấy phun, nó khô khi rơi tự do thành các giọt riêng biệt và ra khỏi máy dưới dạng bột mịn. Trong máy tạo hạt phun, nó rơi lên các hạt đã có sẵn trong lớp đệm và bám tích tụ lên chúng. Chỉ một khác biệt đó thay đổi kích thước hạt, hồ sơ nhiệt độ và các công thức phù hợp với từng quy trình. Hướng dẫn này giải thích cả hai, chỉ ra mỗi loại phù hợp ở đâu và cho bạn một cách để chọn.
Bối cảnh nhanh: ba con đường từ chất lỏng đến chất rắn
| Con đường | Điều xảy ra | Sản phẩm điển hình |
|---|---|---|
| Sấy phun | Chất lỏng được phun sương vào khí nóng; các giọt khô khi rơi tự do | Bột mịn, thường là hạt rỗng |
| Tạo hạt phun (tầng sôi) | Chất lỏng được phun lên lớp hạt tầng sôi; các lớp bám dần lên chúng | Hạt đặc, kích thước trung bình |
| Tạo hạt ướt sau khi trộn | Bột được làm ướt bằng chất kết dính rồi sấy khô | Hạt không đều |
Về con đường rơi tự do, xem sấy phun hoạt động như thế nào. Về cơ chế tầng sôi, kể cả sự khác nhau giữa máy tạo hạt và máy sấy, xem máy tạo hạt tầng sôi và máy sấy tầng sôi. Về tạo hạt ướt sau khi trộn, xem tạo hạt ướt và tạo hạt khô.
Tạo hạt phun tầng sôi hoạt động như thế nào
- 1.Hình thành lớp đệm. Chất mang hoặc bột mầm được nạp vào bình. Không khí thổi lên qua tấm đục lỗ nâng và làm các hạt tuần hoàn, khiến chúng hành xử như chất lỏng sôi.
- 2.Phun chất lỏng. Một đầu phun phun chất lỏng, như dịch chiết, dung dịch hoặc chất kết dính, lên lớp đệm đang chuyển động. Có các cấu hình phun từ trên, từ dưới và tiếp tuyến, và lựa chọn ảnh hưởng đến cấu trúc hạt.
- 3.Làm ướt, dính và lớn lên. Các giọt làm ướt bề mặt hạt. Các hạt va chạm và hoặc được bao phủ hoặc bắc cầu với nhau, tạo thành hạt lớn hơn.
- 4.Sấy trong cùng lớp đệm. Khí nóng làm bay hơi chất lỏng trong khi việc phun vẫn tiếp tục. Sự cân bằng giữa tốc độ phun và tốc độ sấy giữ cho lớp đệm không quá ướt hay quá khô.
- 5.Làm nguội và xả. Hạt được làm nguội trong bình và xả ở độ ẩm mục tiêu.
Trộn, sấy và làm nguội diễn ra trong một thiết bị, không có bước chuyển riêng.
Cách tiếp cận dựa trên chất mang của SINOTHERMO: máy tạo hạt phun PGL
Máy tạo hạt phun tầng sôi của SINOTHERMO (dòng PGL) được thiết kế cho các công thức chủ yếu là chất mang với tỷ lệ hoạt chất lỏng nhỏ hơn:
- Đầu vào: vật liệu chất mang dạng bột và vật liệu chính dạng lỏng.
- Phương pháp: chất mang tạo thành lớp tầng sôi và đóng vai trò hạt mầm. Vật liệu chính, thường là dịch chiết lỏng và chiếm phần nhỏ hơn của mẻ, được phun từ trên xuống và hòa với các hạt chất mang ở rìa lớp đệm.
- Đầu ra: hạt rắn kích thước trung bình với độ ẩm 3 đến 5 phần trăm.
- Loại quy trình: tạo hạt ướt tầng sôi phun, với trộn, sấy và làm nguội trong cùng lớp đệm.
- Điểm mạnh: cách tiếp cận nhiệt độ thấp, có chất mang hỗ trợ, phù hợp với dịch chiết lỏng nhạy nhiệt và các vật liệu chính khác sẽ bị phân hủy ở nhiệt độ cao hơn.
Với các nhu cầu tạo hạt khác, SINOTHERMO cũng chế tạo máy tạo hạt tầng sôi và máy tạo hạt bao phủ kiểu Wurster. Danh mục máy tạo hạt tầng sôi liệt kê toàn bộ dải sản phẩm.
Tạo hạt phun và sấy phun: cách chọn
| Yếu tố | Máy sấy phun | Máy tạo hạt phun tầng sôi |
|---|---|---|
| Dạng hạt | Bột mịn, thường rỗng | Hạt đặc hơn, kích thước trung bình |
| Kích thước hạt | Thường từ mịn đến trung bình | Lớn hơn; lớn dần theo thời gian phun |
| Độ chảy và bụi | Bột mịn có thể kết dính và nhiều bụi | Chảy tốt, ít bụi |
| Nguyên liệu | Chất lỏng bơm được, có thể là toàn bộ sản phẩm | Chất lỏng phun lên lớp chất mang hoặc hạt mầm |
| Công thức | Chất lỏng là sản phẩm (có thể kèm chất mang) | Công thức giàu chất mang; hoạt chất là phần nhỏ |
| Tiếp xúc nhiệt | Ngắn, khí nhiệt độ cao, được bảo vệ bởi nhiệt độ bầu ướt | Nhiệt độ thấp hơn, lưu lâu hơn trong lớp đệm |
| Chế độ quy trình | Liên tục | Theo mẻ ở hầu hết cơ sở dược và thảo dược |
| Quy mô điển hình | Từ nhỏ đến rất lớn | Từ nhỏ đến trung bình |
| Phù hợp nhất | Bột mịn từ dung dịch và huyền phù | Hạt từ dịch chiết lỏng và hoạt chất trên chất mang |
Chọn sấy phun khi chất lỏng là sản phẩm, bạn muốn bột mịn, cần sản xuất liên tục năng suất cao và sản phẩm chịu được nhiệt độ quy trình.
Chọn tạo hạt phun khi bạn muốn hạt chảy tự do thay vì bột mịn, công thức chủ yếu là tá dược hoặc chất mang, hoạt chất là dịch chiết lỏng nhạy nhiệt, hoặc bước sau (đóng nang, dập viên, đóng gói sachet) cần độ chảy và ít bụi.
Hãy cân nhắc cả hai theo trình tự khi bột sấy phun cần trở thành hạt để dễ xử lý. Máy sấy phun theo sau là bước tạo hạt khá phổ biến với các sản phẩm khó hòa tan ở dạng bột mịn.
Ứng dụng
- Dịch chiết thảo dược và thực vật. Dịch chiết lỏng được phun lên chất mang như maltodextrin, tinh bột hoặc tá dược, tạo ra hạt chảy tốt và không vón cục. Xem thêm sấy phun dịch chiết thảo dược và thực vật, bài viết bàn về con đường máy sấy phun cho cùng loại nguyên liệu.
- Hạt dược phẩm. Công thức giàu tá dược trong đó hoạt chất lỏng được phun lên lớp đệm chất mang.
- Hương vị và nguyên liệu thực phẩm. Hương liệu hoặc dịch chiết lỏng được tạo hạt trên chất mang cấp thực phẩm.
- Hoạt chất mỹ phẩm. Hoạt chất lỏng được tạo hạt trên chất mang dạng bột để có công thức ổn định.
- Vật liệu gốc sinh học. Vật liệu lỏng cần tạo hạt ở nhiệt độ thấp có chất mang hỗ trợ.
Các biến quy trình kiểm soát chất lượng hạt
| Biến | Ảnh hưởng |
|---|---|
| Tốc độ phun | Tốc độ cao hơn làm ướt lớp đệm nhiều hơn; quá cao gây vón cục và sập lớp đệm, quá thấp sinh nhiều hạt mịn |
| Nhiệt độ khí vào và lưu lượng khí | Điều khiển tốc độ sấy và sự tầng sôi; phải cân bằng với tốc độ phun |
| Áp suất khí phun sương | Quyết định kích thước giọt; giọt mịn hơn cho hạt mịn hơn và đặc hơn |
| Nồng độ chất kết dính hoặc chất lỏng | Ảnh hưởng đến độ nhớt, độ bền hạt và độ ổn định khi phun |
| Kích thước hạt chất mang | Kích thước hạt mầm đặt điểm xuất phát cho sự lớn lên của hạt |
| Vị trí và loại đầu phun | Phun từ trên, từ dưới hay tiếp tuyến làm thay đổi cấu trúc hạt và chất lượng bao phủ |
| Độ ẩm lớp đệm | Cân bằng then chốt. Theo dõi nhiệt độ sản phẩm hoặc độ ẩm khí thải để giữ trong dải |
Sự lớn lên của hạt phụ thuộc vào cân bằng giữa làm ướt và sấy khô. Nếu lớp đệm quá ướt, các hạt dính thành cục và sự tầng sôi thất bại. Nếu quá khô, các giọt khô trước khi chạm và tạo ra hạt mịn. Phần lớn việc xử lý sự cố trong tạo hạt phun là khôi phục cân bằng đó.
Đọc một công thức: nó chỉ về con đường nào?
Lấy hai công thức ví dụ để xem quyết định hoạt động ra sao trong thực tế. Các con số mang tính minh họa, không phải dữ liệu sản phẩm.
Công thức A: một dịch chiết thảo dược trong đó 15 phần trăm khối lượng sản phẩm cuối là chất rắn hoạt tính và 85 phần trăm là tá dược. Hoạt chất là dịch chiết lỏng, dính và nhạy nhiệt. Khách hàng đóng nang và sachet và cần hạt chảy không bụi. Dịch chiết là phần nhỏ của mẻ và phần còn lại là chất mang, đúng tình huống mà máy tạo hạt phun dựa trên chất mang được thiết kế. Sấy phun riêng dịch chiết sẽ tạo ra bột mịn dính, hút ẩm, sau đó cần trộn với tá dược và nhiều khả năng vẫn phải tạo hạt.
Công thức B: một hương liệu tan trong nước với 90 phần trăm chất rắn hoạt tính, bán dưới dạng bột chảy tự do. Chất lỏng là sản phẩm, khối lượng lớn và kích thước hạt mịn chấp nhận được. Không có lớp chất mang để xây dựng, nên tạo hạt phun không có gì để lớn lên. Máy sấy phun, kèm chất mang như maltodextrin thêm vào nguyên liệu nếu cần, là quy trình đúng.
Quy luật rất rõ. Tỷ lệ chất mang hoặc tá dược cao chỉ về tạo hạt. Tỷ lệ hoạt chất cao trong chất lỏng chỉ về sấy phun. Các trường hợp ranh giới, như công thức một nửa là chất mang, là nơi một thử nghiệm xứng đáng với chi phí.
Ghi chú về nâng quy mô
Tạo hạt phun nâng quy mô theo kích thước mẻ. Lớp đệm pilot cho bạn mục tiêu về tốc độ phun, nhiệt độ sản phẩm và độ ẩm khí thải, rồi bạn mang sang bình lớn hơn. Ba điểm giúp việc chuyển giao.
- 1.Giữ tỷ lệ tốc độ phun trên lưu lượng khí, không phải tốc độ phun tuyệt đối. Lớp đệm lớn hơn nhận nhiều chất lỏng hơn theo tỷ lệ, nhưng cân bằng làm ướt và sấy phải được giữ.
- 2.Khớp bố trí đầu phun. Kết quả phun từ trên không chuyển được sang thiết bị phun từ dưới.
- 3.Kiểm tra sự tầng sôi ở đường kính lớn hơn. Vùng chết và hiện tượng tạo kênh xuất hiện khác nhau ở lớp đệm lớn hơn. Ghi lại cách lớp đệm chuyển động trong thử nghiệm pilot.
Với giải pháp thay thế liên tục, máy sấy phun ở quy mô sản xuất được tính chọn theo lượng nước bay hơi. Phương pháp có trong tính chọn máy sấy phun.
Những sai lầm thường gặp cần tránh
Chỉ định máy sấy tầng sôi khi bạn cần tạo hạt. Máy sấy không có hệ thống phun. Hãy kiểm tra báo giá có đầu phun, bơm và điều khiển phun. Xem máy tạo hạt tầng sôi và máy sấy tầng sôi.
Coi đó là quy trình bột mịn. Tạo hạt làm ra hạt. Nếu sản phẩm của bạn phải là bột mịn, hãy dùng máy sấy phun.
Bỏ qua việc chọn chất mang. Chất mang quyết định độ chảy, sự hòa tan và tính tương thích với hoạt chất. Hãy kiểm tra trong thử nghiệm.
Đặt tốc độ phun theo cảm tính. Dùng tốc độ phun đo được so với nhiệt độ sản phẩm hoặc độ ẩm khí thải, và ghi lại để nâng quy mô.
Bỏ qua thử nghiệm. Kích thước, độ bền và sự hòa tan của hạt phụ thuộc vào công thức. Một lần chạy pilot với chất mang và chất lỏng của chính bạn cho thấy bạn sẽ thu được gì. Phòng thử nghiệm của chúng tôi thử nghiệm máy tạo hạt cũng như máy sấy, báo cáo kích thước hạt, độ bền, khả năng chảy và sự hòa tan, và đây là dịch vụ có phí.
Kết luận
Tạo hạt phun xây dựng hạt trên chất mang từ chất lỏng được phun, và là con đường đúng khi bạn muốn độ chảy, ít bụi và cách xử lý nhẹ nhàng đối với hoạt chất lỏng trong công thức giàu chất mang. Sấy phun là con đường đúng khi bạn muốn bột mịn, năng suất liên tục và chính chất lỏng là sản phẩm. Nếu chưa chắc, hãy thử cả hai trên vật liệu của bạn.
Bước tiếp theo: Yêu cầu thử nghiệm pilot với chất lỏng và chất mang của bạn. Thử nghiệm pilot là dịch vụ có phí, và báo cáo so sánh tính chất hạt hoặc bột để bạn chọn quy trình dựa trên kết quả đo.
Câu hỏi thường gặp
Tạo hạt phun là gì?
Tạo hạt phun phun chất lỏng lên các hạt được giữ chuyển động trong khí nóng, thường trong tầng sôi. Chất lỏng khô trên các hạt và xây dựng hạt lớn. Kết quả là hạt đặc, chảy tự do, ít bụi.
Tạo hạt phun khác sấy phun ở điểm nào?
Trong sấy phun, chất lỏng khô khi rơi tự do thành các giọt riêng biệt và trở thành bột mịn. Trong tạo hạt phun, chất lỏng rơi lên các hạt trong lớp đệm và bám tích tụ lên chúng, nên sản phẩm là hạt lớn hơn và đặc hơn.
Máy tạo hạt phun tầng sôi là gì?
Bình tầng sôi có hệ thống phun. Chất mang hoặc bột mầm được treo lơ lửng trong khí nóng đi lên, chất lỏng được phun lên đó, và hạt lớn lên rồi khô trong cùng lớp đệm. Model PGL của SINOTHERMO dùng lớp chất mang với dịch chiết lỏng được phun.
Hạt có độ ẩm bao nhiêu?
Máy tạo hạt phun tầng sôi của SINOTHERMO cho hạt có độ ẩm 3 đến 5 phần trăm, tùy thiết lập quy trình.
Sản phẩm nào phù hợp với tạo hạt phun?
Dịch chiết thảo dược và thực vật dạng lỏng trên chất mang, công thức dược phẩm giàu tá dược, hương liệu thực phẩm, hoạt chất mỹ phẩm và chất lỏng gốc sinh học cần tạo hạt ở nhiệt độ thấp.
Tôi có thể dùng máy sấy phun thay thế không?
Nếu bạn muốn bột mịn và sản phẩm chịu được quy trình, có. Nếu bạn cần hạt chảy tốt và ít bụi, hoặc công thức chủ yếu là chất mang, tạo hạt phun thường phù hợp hơn. Một thử nghiệm trên vật liệu của bạn sẽ xác nhận.
Làm sao biết quy trình nào phù hợp với sản phẩm của tôi?
Chạy một thử nghiệm. Thử nghiệm pilot là dịch vụ có phí, và bạn có thể yêu cầu qua trang liên hệ của chúng tôi. Chúng tôi so sánh tính chất bột hoặc hạt từ mỗi con đường.
Mark Gu
Passionate about enhancing customer experiences and streamlining operations, Mark focuses on building strong relationships, fostering innovation, and leading teams to achieve exceptional service and efficiency.
Email: mark.gu@sinothermo.com
Điện thoại: +86 18021972660
