我国用于奶粉喷雾干燥生产的设备主要形式为压力喷雾干燥。喷雾干燥系统的结构形式、设计效果、操作参数的控制均会不同程度地影响奶粉的质量，如奶粉的色泽、颗粒、冲调、杂质，甚至蛋白质的变性程度等。良好的产品质量来自于先进的设备。

    1 喷雾干燥系统结构形式的确定

    用于奶粉生产的压力喷雾干燥系统主要有下排风与上排风2种。近几年，我国从国外引进了上排风塔，其特点是粉在塔中运行路径较短，粉的色泽、颗粒、冲调、溶解度较好。目前，干燥塔的捕粉结构形式主要有旋风捕粉、单机独立布袋脉冲反吹捕粉和旋风加滤袋2级捕粉。从效果上看，都能够满足现代乳品工业生产奶粉的需要。

    牛奶属于热敏性物料，奶粉生产过程是热加工处理过程，尽量缩短奶粉在干燥塔内的停留时间是现代奶粉生产的需要。现代奶粉生产与过去大不一样，对粉的颗粒、冲调、溶解度，乃至色泽等理化指标要求非常高，各个奶粉企业又有内控指标（比行业标准还要严格），要生产优质奶粉，优质牛奶是前提，其次是先进的工艺设备。为了满足现代奶粉生产的需要，干燥塔的结构比过去复杂了，现代喷雾干燥系统都设有附聚造粒系统及二次附聚造粒系统。附聚造粒是指将排风携带的粉尘捕集下来送回至干燥塔内进行再造粒；二次附聚造粒系统则是指从干燥塔出粉口接卧式振动流化床或冷却床，奶粉经过振动，团粒整型后少部分细粉在负压作用下进入排风捕集系统再次进行造粒。这样生产出的奶粉颗粒冲调、溶解度都比较好，现代奶粉生产的干燥塔必须具备这2部分功能。

    2 产生产品杂质的几个因素

    在喷雾干燥段，奶粉杂质超标的主要原因来自进风系统，即进风过滤器的影响，还有加热器、进风管道及热风分布器的影响。现代乳品厂生产乳品的车间均执行GMP标准，对进风的含尘度也有明确的要求，空气过滤器必须具有足够的过滤面积，面积过小既会影响进风量也会使进风携带灰尘量增多，空气过滤器面积按下式计算：F=L/M。式中，F为过滤面积（㎡）；L为需要通过滤层的空气量（m³/s）； M为过滤强度，即单位时间单位过滤面积通过的空气量（m³/㎡·s）。

    滤布的形式较多，比较常用的有光面棉纶和光面纤维，它们的效果都比较好；过滤器滤布要经常进行检查，发现灰尘附着必须及时进行清洗更换。喷雾干燥塔所使用的加热器都是叠加串联在一起的，加热器材料有碳钢管缠绕铝翅片结构，也有完全的不锈钢结构。从传热效果及价格上看，前者应用较为普遍，但长时间使用这种加热器易生锈和挂垢，锈蚀碎片或垢层一经脱落即随风进入干燥塔内，从而影响塔内粉的质量，清理相当困难。为了清理加热器表面的锈蚀及灰尘，可将加热器中部或片与片之间预留方门，人可以从侧面进入加热器中进行定期清理或清洗，这种结构应用效果较好。进风管道及热风分布器对奶粉质量的影响主要是内表面有垢层，这些垢层脱落后就会不定期的进入奶粉中。因此，进风管道、热风分布器都应该设置人孔或手孔，便于日后对内表面做定期检查并做清理或清洗。需要特别说明的是，进入进风机空气过滤器前的空气至少要经过1道或2道粗过滤。

    3 卧式振动流化床结构形式及设置

    从振源上划分，卧式振动流化床有偏振电机与偏心轴振动2种；从使用效果上看，后者较前者好但结构较复杂，但2种振动都能够满足需要。流化床床体有分体式与一体式结构，分体式结构能将气体分布板从床中移出，以便于清理分布孔；一体式是焊接式结构，不可拆卸。从应用效果上看，一体式结构死角少，产生二次污染的机会少，因此一体式结构应用较多。

    流化床在奶粉生产中的主要作用是接在喷雾干燥塔出粉口，将粉加热或冷却，奶粉在偏振力及风的作用下成沸腾状态，可对粉进行团粒化，整型并增加其分散性和流动性，同时，床内一部分细粉在负压作用下回到排风捕集系统，实现二次附聚造粒，因此，为了提高奶粉的冲调性及冷却降温，及时对奶粉进行包装，设置流化床是必要的。

    4 细粉附聚造粒系统注意事项

    细粉附聚造粒系统是为增大回收排风中的细粉的颗粒而设置的，是比较成熟的技术。细粉管道一般是从塔顶热风分布器中心进入干燥塔内，由于进入干燥塔一段细粉管道受热温度较高，因此应进行绝热处理，且夹层中要通入室内的空气进行冷却降温，防止产生焦粉；或者由热风分布器的结构来完成上述功能。

    细粉管大多数是由独立输粉管道送至塔内，生产结束后余下的粉往往容易产生循环，使出料阀中粉送不尽。为防止循环，生产结束后余下的粉可直接送入流化床内（图1），可将细粉管道设计成可切换式结构。细粉附聚造粒系统还易出现堵塞问题。现在，细粉管道已由原来的不锈钢管改为可视的食用塑料管，在细粉管中出现堵塞的机会已经大为减少，出现堵塞的部位大多为旋风分离器出粉口处或振动出料器管中。旋风底部出现堵塞的主要原因，一是旋转出料阀叶片与阀体间隙过大漏气所致，在输送粉的过程中，粉不能完全输送，导致旋风出粉口处粉堆积进而堵塞；二是旋风出粉口与出料阀软连接处漏气，导致旋风出粉困难。另一种连接方式是每个旋风出粉口单独接出料阀，二者串联在一起进行风力输送。总之，旋风出粉口封闭要严，对颗粒特小、极易吸潮、流动性较差的粉尘旋风出粉口处应设置气锤进行定时击振，防止粉尘粘壁，最后形成粉桥堵塞出粉口。

    5 进排风机的匹配

    喷雾干燥设备属于非标设备，同一设备各家效果不尽相同，就是相同效果设备也各异。进排风机的匹配差别较大，进排风机风量必须经过物料、热量衡算求得。一般排风量按进风量的1.3倍选取，排风机的风压可根据捕粉结构形式确定，一般通过调风阀调整进排风机的流量来调整塔内的生产负压，这样调整功率消耗较大，尤其是大生产能力的喷雾干燥系统其功率消耗更大。改调风阀控制为变频器控制，控制电机转速调整进排风机风量的大小从而调整塔内的生产负压是现代乳品工业生产的发展需要。