Nano suszarka rozpyłowa
Suszarki rozpyłowe nano odnoszą się do suszenia rozpyłowego do tworzenia cząstek w zakresie nanometrów. Suszenie rozpyłowe to delikatna metoda wytwarzania proszków o określonej wielkości cząstek z roztworów, dyspersji i emulsji, która jest szeroko stosowana w syntezie farmaceutycznej, spożywczej, biotechnologicznej i innych materiałów przemysłowych.
W przeszłości ograniczeniami suszenia rozpyłowego były wielkość cząstek (minimum 2 mikrometry ), wydajność (maksymalnie około 70%) i objętość próbki (minimum 50 ml dla urządzeń w skali laboratoryjnej). Ostatnio minimalne rozmiary cząstek zostały zmniejszone do 300 nm , możliwe są wydajności do 90%, a ilość próbki może wynosić zaledwie 1 ml. Te rozszerzone granice są możliwe dzięki nowym osiągnięciom technologicznym głowicy natryskowej, systemu grzewczego i elektrostatycznego kolektora cząstek. Aby podkreślić małe rozmiary cząstek możliwe dzięki tej nowej technologii, zostało to opisane jako „nano” suszenie rozpyłowe. Jednak najmniejsze wytwarzane cząstki mieszczą się w zakresie submikrometrowym drobnych cząstek , a nie skali nanometrowej najdrobniejszych cząstek .
Zasada działania
Zasada działania jest zasadniczo taka sama jak w przypadku zwykłych suszarek rozpyłowych. Istnieją po prostu różne technologie, które są używane do robienia podobnych rzeczy.
Gaz suszący dostaje się do układu przez grzałkę. Nowy rodzaj nagrzewnicy pozwala na laminarny przepływ powietrza . Głowica rozpylająca rozpyla drobne kropelki o wąskim rozkładzie wielkości do komory suszenia. Kropelki wysychają i stają się cząstkami stałymi. Cząstki stałe są oddzielane w elektrostatycznym kolektorze cząstek. [Spaliny] są filtrowane i wysyłane do wyciągu lub do otoczenia. Temperatura wlotowa jest kontrolowana przez czujnik temperatury. i może być bardzo niebezpieczny również ze względu na pył zawieszony
Aplikacje
Farmaceutyki : Ta technika jest szeroko stosowana na rynku farmaceutycznym . Ze względu na małe ilości próbek i wysokie wydajności idealnie nadaje się do suszenia rozpyłowego drogich substancji w badaniach podstawowych. Poniższa lista pokazuje przykłady tego, co jest możliwe:
- wziewne do inhalatorów proszkowych (DPI)
- Nano- i mikroenkapsulacja liposomów
- Stabilizacja szczepionek wrażliwych na ciepło , insulina , hormony wzrostu
- Kapsułkowanie leków nanocząsteczkowych w celu uzyskania wysokiej biodostępności
- Nanokapsułki biodegradowalnych polimerów ( laktydy , glikolidy )
- Porowate nośniki leków do zawiesin nanocząstek
- Substancje pomocnicze do badań kontrolowanego uwalniania leku: trehaloza , mannitol , laktoza , HPMC , PVA , chitozan , dekstryna , PLGA , skrobia , żelatyna
Nauka o materiałach : Ta nowa technika oferuje nowe perspektywy w materiałoznawstwie , zwłaszcza w dziedzinie nanomateriałów . Teraz możliwe jest suszenie natryskowe drobnych cząstek. Poniższa lista pokazuje przykłady tego, co jest możliwe:
- Drobne cząsteczki metali do nowych katalizatorów
- Drobne proszki magnetyczne
- Nanorurki węglowe jako dodatki
- Wysokowydajna ceramika o nowatorskiej strukturze i dużej powierzchni właściwej
- Cząsteczki tlenku tytanu
- Zawiesiny nanocząstek do aglomeracji
- Aglomeraty nanocząstek tlenku krzemu
- Najlepsze pigmenty do farb i powłok
Żywność : Również w dziedzinie nauki o żywności ta technologia oferuje nowe możliwości. Zwłaszcza w obecnie tętniącej życiem dziedzinie żywności funkcjonalnej , poniższa lista pokazuje przykłady tego, co jest możliwe:
- Nanożywność – Dodatki funkcjonalne
- Kapsułkowanie aromatów owocowych , smaków lub perfum
- Suszenie rozpyłowe drobnych aromatów w proszku do karmy dla zwierząt domowych
- Kapsułkowanie oleju rybiego dla ochrony zapachu
- Witaminy , inne dodatki do żywności itp.
Głowica natryskowa
Jedną z trzech nowych technologii umożliwiających suszenie rozpyłowe „nano” jest głowica natryskowa. System piezoelektryczny precyzyjnie wibruje drobną siatkę . Wibracje wytwarzają drobne kropelki o wąskim rozkładzie wielkości .
System grzewczy
W dziedzinie „nano” suszenia rozpyłowego stosuje się nowy system grzewczy do dostarczania gazu suszącego do wytwarzania cząstek. Przepływ gazu w systemie jest laminarny, a nie turbulentny, jak w zwykłym suszeniu rozpyłowym. Zaletą przepływu laminarnego jest to, że cząsteczki spadają prosto w dół z głowicy natryskowej i nie przyklejają się do szklanej ściany.
Przepływ laminarny jest wytwarzany przez przeciskanie powietrza przez porowatą piankę metalową .
Kolektor cząstek elektrostatycznych
Do zbierania bardzo drobnych cząstek stosowana jest nowa technologia suszenia rozpyłowego „nano”. Powodem jest to, że wspólna technologia cyklonów zależy od masy cząstek; cząstki mniejsze niż 2 μm nie mogą zostać oddzielone i zamiast tego opuszczają układ wraz ze spalinami.
Elektrostatyczny kolektor cząstek ładuje powierzchnię suchych cząstek i odchyla je za pomocą pola elektrycznego. Aby wytworzyć pole elektryczne, do okrągłej rury kolektora przykłada się wysokie napięcie (16 kV). Pole elektryczne powstaje między wewnętrzną ścianą rury kolektora a końcówkami uziemionej gwiaździstej elektrody. Aby mieć niski poziom energii w systemie, prąd jest bardzo niski.
Po odbiciu cząstki pozostają na wewnętrznej ściance rury kolektora cząstek i są całkowicie rozładowane. Ta metoda separacji działa dobrze dla wszystkich rodzajów materiałów.
Wydajność elektrostatycznego kolektora cząstek jest bardzo wysoka: 99% wszystkich cząstek, które dostają się do układu, jest zatrzymywanych.
