中国粉体网讯 近日,中国粉体网走访国内干燥设备企业时了解到一个情况,说是日本大川原喷雾干燥机已对中国禁售,我们对此感到大为吃惊,怎么可能呢?
众所周知,喷雾干燥技术起源于美国,最初主要应用于生产奶粉,随着技术的不断创新与发展,目前喷雾干燥技术已经广泛应用于医药、食品、化学、农药、冶金、陶瓷、催化剂、烟气脱硫、污泥干化、涂料、蜂蜜等加工行业。这些与人类生活生产息息相关的领域怎么会跟“禁售”扯上关系呢?
经过我们详细了解之后发现,原来是日本政府有关部门的“胡作非为”,导致了最重要的粉体装备之一的喷雾干燥机和日本顶流制造商大川原化工机株式会社“蒙冤”。而蒙冤的关键点与喷雾干燥机的原理有所关联。
喷雾干燥技术是将液态物料干燥成粉体,其干燥过程可分为3个阶段:首先,利用雾化器将液体雾化,形成许多细小的雾滴;接着,雾滴与干燥的热空气直接接触,溶剂迅速蒸发,形成干燥颗粒;最后,干燥颗粒的分离与收集。

通过上面原理图可以看到,气体要经过加热器变成热空气,才能蒸发溶剂,形成干燥颗粒。那么这个过程肯定难免设备内温度有所升高。而这点就被日本政府有关部门抓做“把柄”,从而把大川原三位高管打入了冤狱,并拒绝保释导致其中一位冤死狱中。
原来,早在2017年前后,日本政府有关部门就指控大川原化工机向中国非法出口可能用于生化武器制造的设备。依据竟是一条十分模糊的规定:“内部具有灭菌或杀菌能力的设备是出口管制对象”。但是“杀菌”究竟是指什么,并没有严格定义。
于是,日本政府有关部门自创了“干热杀菌”理论,试图证明大川原的喷雾干燥设备属于管制范围,却无视行业专家的反对意见。即使大川原的员工清楚说明了设备中某些部位温度很难上升,达不到完全杀菌的温度,日本政府部门竟然还是认为“如果干热(热风)能够杀死大肠杆菌等细菌的话,那么该种干燥机应该属于禁止出口的类型。”
整个案件前后持续了七八年时间,直到2025年这个冤案才最终得以彻底平反,日本政府被判赔偿大川原1.66亿日元。76岁的大川原正明社长强忍泪水,感慨道:“我们的技术骄傲,终于被认可。”
这位大川原正明社长曾于2008年接受中国颗粒学会的邀请,参加了当年的一场颗粒技术研讨会,在演讲中,大川原社长概述了日本的喷雾干燥技术发展历史,指出日本喷雾干燥技术的发展是不断满足处于世界先驱的日本产业要求的结果。大川原化工机在高度微粒化、环保对策用喷雾干燥技术、医药用喷雾干燥技术、超高速喷雾干燥技术等方面不断进行实用化开发。

说到高度微粒化,中国粉体网在走访国内干燥设备企业过程中也了解到,日本大川原在极细雾化技术方面树立了很高的技术壁垒,这里面涉及到一项“二流体喷嘴”的发明专利。就这项原创技术而言,国内企业多年来都难以超越。
雾化器作为喷雾干燥的核心装置,功能是把液体分散成细小雾滴。工业上常用的主要有旋转式雾化器、二流体式雾化喷嘴以及压力式雾化喷嘴。
在大川原化工机株式会社的发展历程当中,1989年“加压二流体喷嘴的研发并获得专利”是一个重大事件。在公司简介当中,大川原强调其依托自身拥有的核心技术,运用专利技术(包括喷嘴、盘片等相关部件的设计)来帮助客户生产出粒径均匀、粒度分布稳定的粉体产品。

大川原加压二流体喷嘴
大川原的加压二流体喷嘴是一种全新的细粒化装置,会在液体喷嘴部分形成环形液膜,然后通过空气喷嘴向该液膜施加高速气流,从而实现高效细粒化的效果。其特点是通过调节空气流量,可以控制液滴的大小。即使是体积较大、粘度较高的原料,也能被成功雾化。

关于这项技术的发明专利,中国粉体网在国家知识产权局查阅到,1994年大川原化工机株式会社即已申请公开。这份专利说明书对该技术的特征与优势做了如下介绍:

该喷雾干燥造粒装置的特征在于它使用了一种在加压旋转喷嘴的周围设置有高速气体吹出用的筒状体的加压二流体喷嘴作为原液供给喷雾喷嘴。
该喷雾干燥造粒装置通过使用具有特定结构的加压二流体喷嘴,即使是大容量原液,也能用一个喷嘴使其喷雾微粒化。此外,在原液的供给速度、浓度、粘度、种类等有大幅度变化的场合下,使用以往的喷嘴就需要更换内部的小孔、铁芯等零件,而如果使用本发明的加压二流体喷嘴,则可以通过调整高速气流速度来调整液滴直径,因此无需更换喷嘴零件。
此外,由于该发明的加压二流体喷嘴与以往的加压旋转喷嘴相比,喷雾角较窄、液滴的粒度分布较宽广,通过喷雾干燥,多数液滴会成为干燥的细小粒子,少数会成为湿润的粗大粒子。由于细小的干燥粒子会在粗大粒子表面凝聚,因而不会附着到装置内表面上。
通过采用加压二流体喷嘴,在装置运转的开始、结束时进行水的喷雾运转,即使在低压力喷水雾的场合,由于将高速气流导入到加压旋转喷嘴的外周缘上,因而也能使水滴微粒化并完全干燥,从而防止未干燥粒子在槽内附着。

大川原M型旋转盘
除了以上这项高效细粒化的专利技术之外,大川原另有一项专利技术对于粉体产品的品质同样至关重要。大川原拥有专利的雾化用旋转装置——M型旋转盘,通过采用山形弯曲结构的销钉,可以有效防止液体积聚,从而形成均匀的液膜。采用如此喷雾干燥工艺生产出来的粉体产品,其粒度分布就会变得更加狭窄且均匀,且能够获得形状规整、流动性较高的产品。通过调节旋转盘的速度,还可以控制产品的平均粒径。
正是由于拥有了加压二流体喷嘴、M型旋转盘等喷雾干燥原创核心技术,大川原能够实现粉体颗粒微细化、均匀化、稳定化,可谓是将每一颗颗粒精准地操控于整个工艺过程当中。
(中国粉体网编辑整理/平安)
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