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噴霧干燥機用于制備二氧化硅的案例分享

二氧化硅(SiO₂)是一種無機化合物,廣泛存在于自然界(如石英、砂巖),也常通過人工合成制備。根據(jù)結(jié)構(gòu)和性質(zhì),二氧化硅可分為: 無定形二氧化硅(如氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅) 結(jié)晶型二氧化硅(如石英、方石英)

那艾儀器噴霧干燥機制備二氧化硅的案例

案例1:氣相法二氧化硅的噴霧干燥造粒

背景: 氣相二氧化硅(如Aerosil®)通常由四氯化硅(SiCl₄)高溫水解制得,但原始產(chǎn)物為超細粉末(粒徑<100 nm),易團聚且難以直接應(yīng)用。噴霧干燥可將其造粒成易分散的大顆粒。 工藝流程: 原料準備:氣相二氧化硅水分散體(固含量10-20%)。 噴霧干燥參數(shù): 進風溫度:150-200℃ 出風溫度:80-100℃ 霧化器類型:壓力式噴嘴(孔徑0.7-1.2 mm) 進料速率:8-12 L/h 產(chǎn)品特性: 得到粒徑100-300 μm的球形顆粒,流動性顯著改善。 比表面積(BET)仍保持200-400 m²/g(原氣相二氧化硅水平)。 應(yīng)用:用于塑料、橡膠工業(yè)的補強劑,避免揚塵問題。 優(yōu)勢: 避免傳統(tǒng)機械粉碎導致的二次團聚。 顆粒均勻,易于分散在聚合物基體中。

案例2:沉淀法二氧化硅的噴霧干燥脫水 背景: 沉淀二氧化硅(如白炭黑)由硅酸鈉與酸(如硫酸)反應(yīng)生成,原始產(chǎn)物為含水凝膠。噴霧干燥可快速脫水并控制粒徑。 工藝流程: 原料準備:沉淀二氧化硅漿料(固含量20-30%)。 噴霧干燥參數(shù): 進風溫度:180-220℃ 出風溫度:90-110℃ 霧化器類型:離心式霧化器(轉(zhuǎn)速18,000 rpm) 進料速率:10-15 L/h 產(chǎn)品特性: 得到粒徑50-150 μm的多孔顆粒,比表面積50-300 m²/g。 含水率<1%,可直接用于橡膠、涂料行業(yè)。 應(yīng)用:輪胎胎面膠增強劑、涂料增稠劑。 優(yōu)勢: 快速脫水避免高溫燒結(jié),保留多孔結(jié)構(gòu)。 粒徑可控,滿足不同應(yīng)用需求(如輪胎用粗顆粒,涂料用細顆粒)。

案例3:食品級二氧化硅的噴霧干燥制備 背景: 食品級二氧化硅(E551)用于抗結(jié)塊劑(如奶粉、咖啡粉)、流動助劑。傳統(tǒng)方法(如沉淀法)產(chǎn)物需干燥處理。 工藝流程: 原料準備:硅酸鈉與硫酸反應(yīng)生成的二氧化硅漿料(固含量15-20%)。 噴霧干燥參數(shù): 進風溫度:160-180℃ 出風溫度:80-90℃ 霧化器類型:壓力式噴嘴(孔徑1.0 mm) 進料速率:5-8 L/h 產(chǎn)品特性: 得到粒徑30-80 μm的白色粉末,純度>99%。 符合食品級標準(重金屬<10 ppm)。 應(yīng)用:奶粉、調(diào)味品、速溶咖啡的抗結(jié)塊處理。 優(yōu)勢: 噴霧干燥避免高溫碳化,保證食品級純度。 粒徑小,易分散在粉體中。

案例4:介孔二氧化硅的噴霧干燥制備 背景: 介孔二氧化硅(如MCM-41)具有規(guī)則孔道結(jié)構(gòu),用于藥物緩釋、催化載體。傳統(tǒng)制備方法需后處理造粒。 工藝流程: 原料準備:介孔二氧化硅溶膠(固含量5-10%)。 噴霧干燥參數(shù): 進風溫度:120-150℃(低溫保護孔結(jié)構(gòu)) 出風溫度:60-80℃ 霧化器類型:離心式霧化器(轉(zhuǎn)速15,000 rpm) 進料速率:3-5 L/h 產(chǎn)品特性: 得到粒徑100-200 μm的顆粒,孔徑2-5 nm,比表面積800-1000 m²/g。 應(yīng)用:藥物控釋載體、重金屬吸附劑。 優(yōu)勢: 低溫噴霧干燥避免孔道坍塌。 顆粒化后便于分離和回收。

噴霧干燥制備二氧化硅的關(guān)鍵注意事項 溫度控制: 無定形二氧化硅需低溫(<200℃)防止結(jié)構(gòu)破壞。 結(jié)晶型二氧化硅可耐受更高溫度(如石英砂噴霧干燥)。 粘壁問題: 添加少量分散劑(如聚乙二醇)減少粘壁。 定期清理干燥塔內(nèi)壁。 粒徑調(diào)控: 通過調(diào)節(jié)進料濃度和霧化壓力控制粒徑分布。 離心霧化器適合細顆粒,壓力噴嘴適合粗顆粒。 噴霧干燥工藝可高效制備不同類型的二氧化硅產(chǎn)品(如氣相法造粒、沉淀法脫水、食品級純化、介孔結(jié)構(gòu)保護),在橡膠、涂料、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。合理選擇工藝參數(shù)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。

噴霧干燥是以單一工序?qū)⑷芤骸⑷闈嵋骸腋∫汉蜐{狀物料瞬間干燥成粉狀或顆粒狀產(chǎn)品。工藝過程簡單、干燥溫和特別適合熱敏性物料,還可以快速工業(yè)化放大生產(chǎn)。那艾實驗儀器的試驗中心配備了6臺功能各異的噴霧干燥造粒試驗機以及專業(yè)的試驗人員,能基本滿足客戶在粉體樣品的制取及干燥特性的確認等方面的需求,為噴霧干燥工藝研究提供可靠的依據(jù)。誠摯歡迎廣大新老客戶前來試驗、洽談。





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