噴霧干燥是基于將進(jìn)料溶液霧化成氣溶膠液滴，這些液滴隨后相互接觸并懸浮在熱氣流中，從而引起溶劑蒸發(fā)。干燥的顆粒被輸送到收集器，收集器通常位于由位于出口過濾器下游的吸氣器產(chǎn)生的氣流旋流器的底部。這種安排防止顆粒進(jìn)入廢氣。重要的是，整個過程可以在一個閉環(huán)中連續(xù)運(yùn)行，這在技術(shù)和環(huán)境上都是有利的。飼料的霧化可以被認(rèn)為是噴霧干燥的中心步驟。雖然可以通過強(qiáng)迫溶液通過膜、使用振蕩盤或使用超聲波來實現(xiàn)霧化，但霧化前體溶液最常見的方法是通過由兩個同心通道組成的雙流體噴嘴，用熱氣體(N2 或壓縮空氣)將其分解。當(dāng)前驅(qū)體溶液被泵入內(nèi)部通道時，它會遇到已經(jīng)流過第二通道的氣流，從而產(chǎn)生剪切場，將溶液霧化成液滴。通常，在霧化步驟之前，前驅(qū)體進(jìn)料通過簡單的蠕動泵管引入噴嘴。這種直接注射策略是直接和方便的前體溶液，不經(jīng)歷任何不希望的反應(yīng)之前噴霧干燥。然而，一些前驅(qū)體溶液不穩(wěn)定，因為它們含有高活性的試劑。在這些情況下，必須首先在霧化前不久或霧化后立即混合前體溶液，這可以通過兩種方法中的任何一種來完成:(i)使用t型結(jié)，將兩種獨(dú)立泵送的溶液結(jié)合成單一的混合溶液，立即引入噴嘴(圖2b)；或(ii)使用三流體噴嘴，可通過三個同心通道同時霧化兩種獨(dú)立的溶液:一個用于液體溶液，一個用于氣流。在后一種配置中，只有當(dāng)兩種溶液在干燥室中通過氣溶膠液滴的碰撞已經(jīng)霧化時才會混合(圖2c)。另外，一些前體溶液必須先被熱活化，然后才能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。這可以通過連續(xù)流輔助方法來解決，其中連續(xù)流反應(yīng)器耦合到噴霧干燥器的入口。在這個模式，前驅(qū)體溶液被泵送并直接進(jìn)入恒溫油箱內(nèi)的連續(xù)盤管流反應(yīng)器，在那里加熱到一定溫度。然后，由于連續(xù)盤管流反應(yīng)器的出口直接與噴霧干燥器的噴嘴相連，因此將預(yù)熱(活化)的溶液以相同的進(jìn)料速度自動注入噴霧干燥器。

在噴霧干燥合成中，需要控制的主要參數(shù)是

(1)液體前驅(qū)體進(jìn)料注入噴霧干燥設(shè)備的進(jìn)料速率;(2)用于霧化液滴的流量;(3)進(jìn)口溫度(Tinlet)，這是用來干燥氣溶膠液滴的氣體溫度；

(4)在連續(xù)流動輔助法的情況下，線圈流動反應(yīng)器溫度(Tcoil)。研究人員必須在這些參數(shù)之間取得微妙的平衡。例如，增加進(jìn)料速度可以提高產(chǎn)量，但這是以增加霧化和干燥的能量需求為代價的(即更高的流量和進(jìn)口溫度)。重要的是，調(diào)整這些參數(shù)不僅決定了最終產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率，而且還影響了產(chǎn)品的形態(tài)和尺寸，我們將在下面討論。