在乳制品和乳清粉的生产领域,喷雾干燥几乎是唯一采用的工艺,但其巨大的能源消耗一直是行业痛点。德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究团队近期提出了一项突破性方案:将原本用于火箭推进的“发泡雾化”原理引入工业干燥,旨在大幅降低能耗。
KIT的Volker Gaukel和Heike P. Schuchmann指出,传统喷雾干燥前若预先去除部分水分,虽能节能,却会导致液体粘度剧增,进而恶化雾化效果。为破解这一矛盾,科研团队重新审视了“发泡雾化”技术。该技术的核心在于通过喷嘴内的小孔将压缩空气注入液体,在混合室中形成气液两相流。这种机制使得含有高固形物含量的粘稠液体也能被有效雾化,从而显著降低整体干燥过程的能耗,或在同等能耗下提升生产效率。
尽管该技术初期曾面临工艺不稳定的挑战,但在德国科学基金会(DFG)、联邦经济与能源部(BMWi)及德国工业联合协会(AIF)等机构的资助下,研究团队已查明不稳定根源,优化了喷嘴设计并确定了关键工艺参数。KIT方面表示,乳制品行业仅需投入可控成本即可升级雾化器,实现技术落地。此外,这一技术同样适用于化工和制药行业,为处理高粘度物料提供了新的节能路径。
对于中国制造业而言,这一来自德国本土的“跨界”创新启示我们:通过引入航天级精密控制技术解决传统化工难题,是提升能效与竞争力的重要方向,值得国内企业在绿色制造转型中重点关注。
