一、系统组成与结构
1. 供料系统
料液储罐：用于储存调配好的饲料酶溶液，常配备搅拌装置防止酶制剂沉淀，材质多为不锈钢（如 304），确保卫生。
过滤器：过滤料液中的杂质，避免堵塞雾化器，精度通常为 50-100 目。
高压进料泵：采用柱塞泵或隔膜泵，输出压力可达 5-20MPa，将料液输送至雾化器，压力稳定以保证雾化均匀性。
2. 雾化系统
压力式雾化器：核心部件，通过高压料液经喷嘴高速喷出形成雾滴，常见结构有：
单流体喷嘴：结构简单，适用于低黏度料液；
双流体喷嘴：结合压缩空气辅助雾化，用于高黏度或含固体颗粒的料液。
喷嘴材质：采用耐磨耐腐蚀材料（如碳化钨、陶瓷），延长使用寿命。
3. 干燥塔体
塔体结构：圆柱形塔体 + 锥底设计，直径根据产能确定（如 3-8 米），高度与直径比通常为 2-3:1，确保雾滴与热风有足够接触时间。
材质：内壁采用 316L 不锈钢，抛光处理（Ra≤0.8μm），防止物料黏附；外壁设保温层（如岩棉），减少热量损失。
热风分布器：位于塔体顶部，使热空气均匀螺旋向下流动，避免局部过热，常见形式有蜗壳式或导向叶片式。
4. 热风系统
加热装置：可选电加热、蒸汽加热或燃气加热，根据能源成本与环保要求选择，进风温度控制在 180-250℃（根据酶活性调整）。
空气过滤器：多级过滤（初效 + 中效 + 高效），确保进入塔体的空气洁净，符合饲料行业卫生标准。
5. 产品收集系统
旋风分离器：位于塔体锥底下方，分离干燥后的酶粉，效率可达 95% 以上。
布袋除尘器：二级除尘，捕捉细小颗粒，确保尾气排放达标（粉尘浓度＜30mg/m3），布袋材质为耐高温防静电滤料（如 PTFE）。
成品罐：密封储存干燥后的酶粉，配备真空上料装置，避免粉尘飞扬。
6. 控制系统
PLC + 触摸屏：实时监控进风温度、出风温度、雾化压力、料液流量等参数，自动调节加热功率与进料量。
安全保护：超温报警、低压力保护、风机过载保护等，防止设备故障导致酶活性损失。
二、工作原理
雾化过程：
饲料酶溶液经高压泵加压至 5-20MPa，通过雾化器喷嘴喷出，形成直径 10-100μm 的雾滴，比表面积急剧增大（1kg 料液雾化后表面积可达 100-600㎡）。
热交换干燥：
高温热风（180-250℃）从塔顶分布器进入，与雾滴逆流或并流接触，雾滴中的水分在 0.5-3 秒内快速蒸发，形成干燥颗粒。由于雾滴水分蒸发吸热，颗粒表面温度维持在 40-80℃，避免酶因高温失活。
气固分离：
干燥后的酶粉随气流进入旋风分离器和布袋除尘器，分离后落入成品罐，尾气经风机排出。
三、技术特点与优势
1. 酶活性保留率高
低温干燥（颗粒表面温度＜80℃），配合进风温度 控制，酶活性保留率可达 90% 以上（传统烘箱干燥仅 60-70%）。
雾滴干燥时间短，减少热损伤，适合热敏性酶制剂（如益生菌、糖化酶）。
2. 产品粒度均匀可控
通过调节雾化压力、喷嘴孔径和热风流速，可控制成品粒度在 20-200μm 范围内，满足饲料制粒要求（如猪饲料酶粉粒度通常要求 80 目筛通过率≥95%）。
3. 生产效率高
连续化生产，处理量可达 50-5000kg/h（以水分含量计），适用于大规模饲料酶生产。
干燥效率高，水分蒸发速率可达 10-30kg/m3?h，比传统真空干燥快 10-20 倍。
4. 环保与自动化
布袋除尘器高效捕集粉尘，符合环保要求；溶剂可通过冷凝回收（如乙醇体系）。
全自动化控制，减少人工干预，保证产品质量稳定性。
四、关键工艺参数
参数类型 典型范围 对系统的影响
雾化压力 5-20MPa 压力越高，雾滴越细，干燥速度越快，但能耗增加
进风温度 180-250℃ 影响干燥速率和酶活性，需根据酶种类优化（如植酸酶适宜进风温度 200-220℃）
出风温度 60-90℃ 控制成品含水量（通常≤5%），过低易吸潮，过高酶失活
料液固含量 10-30%（w/w） 固含量越高，干燥效率越高，但黏度增大可能堵塞喷嘴
热风流量 根据塔体直径计算 影响热交换效率，需与雾化量匹配，避免 “湿壁” 现象
五、应用注意事项
酶液预处理：
料液需均质化处理，避免蛋白质变性或颗粒团聚，影响雾化效果。
调节 pH 至酶的稳定范围（如酸性蛋白酶 pH 3.0-5.0），防止干燥过程中酶失活。
防黏壁设计：
塔体内壁抛光并设置气扫装置（压缩空气吹扫），减少酶粉黏附；锥底角度≥60°，便于物料滑落。
无菌控制：
用于饲料添加剂时，需对系统进行 CIP 清洗（在线清洗）和 SIP 灭菌（蒸汽灭菌），符合饲料 GMP 要求。
能耗优化：
采用余热回收技术（如热风尾气加热新风），降低能耗，热效率可达 60-70%。
六、与其他干燥技术的对比
干燥方式 压力喷雾干燥 真空冷冻干燥 滚筒干燥
干燥温度 40-80℃（颗粒表面） -40 至 - 20℃ 80-150℃
酶活性保留率 90%+ 95%+ 60-70%
生产效率 高（连续化） 低（批次式） 中
能耗 中（热风能耗） 高（制冷 + 真空） 低
适用场景 大规模饲料酶生产 高附加值酶制剂（实验室） 低活性要求的粗酶制剂
七、典型应用案例
植酸酶干燥：进风温度 210℃，雾化压力 10MPa，出风温度 80℃，干燥后酶活性保留率 92%，粒度 D50=50μm，满足饲料制粒要求。
复合酶制剂干燥：料液固含量 25%，采用双流体喷嘴，配合旋风 + 布袋二级收集，粉尘回收率 99%，成品含水量≤3%。