Review

An overview of the recent advances in spray-drying

喷雾干燥技术的研究进展—综述

Récentes avancées dans la conception et l’optimisation des installations de séchage par pulvérisation : une vue d’ensemble

¹ National University of Singapore, Singapore 119260, Singapore
² Institute of Chemical Industries of Forestry Products, Nanjing 210042, P. R. China
³ Department of Chemical Engineering, Monash University, Clayton, Victoria, Australia

^* Corresponding author (通讯作者): dong.chen@eng.monash.edu.au

Received: 31 August 2009
Revised: 11 February 2010
Accepted: 11 February 2010

Abstract

A global overview is presented of recent developments in spray drying. Recent advances in computational fluid dynamics modeling have provided new insights into the flow processes occurring within the spray chamber. This is important since detailed experimental measurements within an operating spray dryer are almost impossible due to the hostile environment of high-temperature two-phase flow, which may be unsteady, and the high cost that would have to incur. Some recent predictive studies on predicted effects of innovative chamber geometry, reduced pressure operation, operation in low dew-point air and superheated steam are presented. Also, a comparison is made between steady and unsteady state computations to highlight the critical issues. Predicted results on a horizontal spray chamber configuration are also presented. Finally, a brief survey is made on the recent literature on spray freeze-drying as well as multi-stage drying processes.

摘要

摘要 – 喷雾干燥技术的研究进展—综述。 本文对近年来喷雾干燥技术的研究进展进行了全面的概述。 近年来, 计算流体动力学模型为模拟喷雾室内流体流动过程提供了新的计算方法。由于干燥室内为高温下的两相流动体系, 因此这样环境下模拟和精确计算干燥过程的工作参数难度非常大。本文概述了采用预测模型的方法来预测干燥室的几何形状、减压操作、低雾化点下的操作以及过热蒸汽等因素对干燥工程的影响。 同样, 稳态和非稳态计算方法的对比也是近年来研究的热点问题。 作者还对水平喷雾干燥室构造的模拟和预测进行了论述。 最后对新兴的冷冻喷雾干燥和多级干燥的文献进行了简单的综述。

Résumé

Un inventaire des récents développements dans le domaine du séchage par pulvérisation est dressé. Les dernières avancées de la dynamique des fluides numérique ont permis d’obtenir de nouvelles représentations des processus d’écoulement ayant lieu à l’intérieur de la chambre de séchage. Ces modélisations sont très importantes car des mesures expérimentales détaillées à l’intérieur d’une installation de séchage en fonctionnement sont pratiquement impossibles à réaliser, en raison des conditions hostiles liées au flux à température élevée de deux phases, pouvant être irrégulier, et aux coûts qui seraient engendrés. Des études prédictives récentes sur les effets d’une géométrie innovante de la chambre, de conditions de pression réduite, d’air à bas point de rosée et de vapeur surchauffée, sont notamment présentées. Une comparaison des calculs réalisés dans des conditions stables ou instables est également réalisée afin de mettre en lumière les points critiques. Les résultats de la prédiction pour une configuration de chambre horizontale sont présentés. Enfin, les dernières publications sur le couplage séchage par pulvérisation-lyophilisation et les procédés de séchage multi-étage sont présentées rapidement.