噴霧乾燥
食品産業およびその他産業では、しばしば噴霧乾燥は封入化技術(マイクロカプセル技術)として使われる。封入される物質(load, 芯物質)と、両親媒性キャリア(加工デンプン/化工澱粉など)とは、水に撹拌して懸濁液(泥漿)にされる。その後、泥漿は噴霧乾燥器(通常は水の沸点以上に良く加熱された噴霧乾燥塔)に装填される。
泥漿が噴霧乾燥塔に入り噴霧される。水の高い表面張力や両親媒性キャリア・水・芯物質相互間の親水性/疎水性相互作用などにより、噴霧された泥漿はミセルとなる。液滴は速く乾く比較的広い表面積を持つ小さなサイズ(平均直径100μm程度)となる。水が乾くと、キャリアは芯物質の周囲に硬化したシェル(壁膜)を作る。
芯物質の損失は通常は分子量の影響で生じる。つまり、処理温度に応じて、より軽い分子(芯物質)はより大きな割合で気化して失われる傾向がある。より高い噴霧乾燥塔で噴霧することによって、産業的には損失は最小化される。この場合、より大量の空気を用いることで、プロセスを進行させるように、より低い平均湿度となる。浸透の原理に従い、蒸気と液相での逃散能の違いによって、ミセルと空気全体からの水の除去が促進される。したがって、より大きな噴霧乾燥塔が使われるならば、より低温で粒子から同じパーセントの水を取り除いて乾燥させることができる。
あるいはまた、泥漿を部分的な真空に噴霧することでも同じ効果が得られる。周囲の気圧と溶媒の蒸気圧が等しい時の温度が、溶媒の沸点に相当するので、噴霧乾燥塔の気圧の減少は溶媒の沸点を下げる効果を持つ。
噴霧乾燥マイクロカプセル技術の応用は、少量の水も含まない物質の「脱水された」粉を調製することである。たとえばインスタントドリンクの混合粉末は、飲料を構成する様々な化学物質の噴霧乾燥物である。かつては、この技術は、たとえば乾燥ミルクの調製といった食料品からの水分の除去にも使われていた。ミルクはカプセル化することができず、噴霧乾燥では熱分解を引き起こすので、ミルクの脱水とそれに似たプロセスは他の乾燥技術に置き換えられてきている。脱脂乳粉については、乾燥効率を最大化するような典型的な高い固形物濃度を持つため、世界中でまだ一般的に噴霧乾燥技術を使って広く生産されている。製品の熱分解は、比較的低温の操作または滞留時間を増加させる比較的大きなチャンバーサイズを採用することで、打破することができる。
近年の研究は新たに、アモルファス粉末への温度の影響が乾燥滞留時間に有意に依存する可能性を示し、噴霧乾燥技術が乾燥過程でのアモルファス粉末の結晶化に対して代替方式となる可能性を示唆している。