CN117781610A - 喷雾冷冻干燥装置及喷雾冷冻干燥系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种喷雾冷冻干燥装置及喷雾冷冻干燥系统。该喷雾冷冻干燥装置包括由上至下依次连通的喷雾室、冷冻室及多级旋流干燥室；喷雾室在常温下将液体物料雾化成粒径小且分布窄的雾滴，用第一介质分散雾滴防止团聚并保护壁面；冷冻室内设置射流混合内件，用第二介质将雾滴快速冻结成冰粒，并分散冰粒；多级旋流干燥室内设置旋流混合内件，通入不同温度的第三介质逐渐升温，并延长冰粒在干燥室内的停留时间，强化传热传质，加速溶剂升华和扩散，将冰粒逐级干燥成粉粒。该喷雾冷冻干燥装置及系统能实现连续工业化制备含热敏性物料的多孔微粉产品，降低生产成本，提高药品、生物制品、食品等高附加值产品的质量，带来显著的经济效益和社会效益。

Description

喷雾冷冻干燥装置及喷雾冷冻干燥系统

技术领域

本申请属于过程装备技术领域，特别是涉及一种喷雾冷冻干燥装置及喷雾冷冻干燥系统。

背景技术

为了使药品、生物制品、食品等高附加值产品稳定存储，常需将其液态产品干燥成粉体。这些产品中含有很多热敏性的活性物质，在高温条件下易失活。为了不破坏其中的活性成分，保证产品的药效、生物利用度、营养价值，常采用真空冷冻干燥法间歇批量生产，但每批产品生产时间很长，真空度高能耗大，产品粒径大且分布宽，甚至结块。为了减小产品粒径，缩短生产时间，降低能耗和生产成本，并增大产品的溶解性或溶出度，近年来发展了喷雾冷冻干燥技术。该技术是一种将液体进行雾化，通过与冷介质充分接触后冷冻成冰粒，将冰粒干燥成粉粒的过程，能够制备出生物活性高、低密度、高比表面积、溶解性或溶出度高的多孔微粉产品。

目前，喷雾冷冻干燥技术包括喷雾冷冻过程与干燥过程。其中，喷雾冷冻过程主要有3种：（1）液态产品喷雾至冷气体中冻结成冰粒；（2）液态产品喷雾的同时液态制冷剂环绕喷雾，制冷剂吸热气化，液态产品雾滴冻结成冰粒；（3）液态产品喷嘴位于液态制冷剂上方，雾滴落入液态制冷剂中冻结成冰粒。干燥过程主要有2种：（1）真空冷冻干燥，即用真空泵将干燥器内抽至要求的真空度，干燥器内部设置加热器或外部夹套内通入热媒加热，控制干燥器内温度，冰粒中溶剂直接升华脱除；（2）常压冷冻干燥，即常压低湿惰性气体通入干燥器内冰粒堆积的松散床层，通过气体与冰粒的对流流动，强化传热传质过程，加速冰粒中溶剂升华与扩散。

然而，上述3种喷雾冷冻过程，液态产品雾化器都直接安装在冷冻环境中，这导致雾化器极易结冰堵塞，通常需要对雾化器进行加热保温处理；液态产品直接喷雾至冷冻环境中，由于温度越低物料粘度越大，雾化后液滴粒径较大，且不易控制，导致后端干燥时间较长，产品粒径大且分布范围宽；喷雾冷冻过程产生的冰粒经收集到一定量后再进行集中干燥，使得喷雾冷冻过程和干燥过程均间断操作，导致整个过程不能实现连续化，降低生产效率。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种喷雾冷冻干燥装置及喷雾冷冻干燥系统。

一种喷雾冷冻干燥装置，包括由上至下依次连通的喷雾室、冷冻室及多级旋流干燥室；

所述喷雾室设置有物料管线及第一介质管线，所述物料管线用于向所述喷雾室输送物料，所述第一介质管线用于向所述喷雾室输送第一介质，以在常温下将所述物料雾化成雾滴并分散所述雾滴；

所述冷冻室设置有第二介质管线，所述第二介质管线用于向所述冷冻室输送第二介质，以将分散后的所述雾滴冻结成冰粒并分散所述冰粒；

所述多级旋流干燥室设置有第三介质管线，所述第三介质管线用于向多级旋流干燥室输送不同温度的第三介质，以将分散后的所述冰粒逐级干燥成粉粒。

在其中一个实施例中，所述喷雾室的数量为1个～4个，所述喷雾室设置于所述冷冻室的中心或沿所述冷冻室的周向均匀布置。

在其中一个实施例中，所述第一介质管线的数量为多个，部分所述第一介质管线设置于所述喷雾室的顶部，剩余所述第一介质管线设置于所述喷雾室的侧部。

在其中一个实施例中，所述第二介质管线的数量为多个，部分所述第二介质管线设置于所述冷冻室的顶部，剩余所述第二介质管线设置于所述冷冻室的侧部。

在其中一个实施例中，部分所述第二介质管线设置于所述冷冻室的顶部中心。

在其中一个实施例中，所述冷冻室的顶部具有开口，所述开口与部分所述第二介质管线连通，所述开口处设置有射流件。

在其中一个实施例中，所述多级旋流干燥室的级数为3级～6级，且所述多级旋流干燥室的旋流干燥室由上至下依次设置，前几级旋流干燥室所通入的第三介质的温度小于后几级旋流干燥室所通入的第三介质的温度。

在其中一个实施例中，所述喷雾冷冻干燥装置还包括出料机构，所述出料机构连通于所述多级旋流干燥室的下方并具有出料口，以卸出所述粉粒；

所述出料机构内设置有过滤器，所述第一介质、所述第二介质与所述第三介质经所述过滤器进行气固分离后排出所述出料机构。

在其中一个实施例中，所述出料机构设置有介质出口，所述喷雾冷冻干燥装置还包括风机，所述风机的抽风口通过抽气管线与所述介质出口连通。

一种喷雾冷冻干燥系统，包括物料罐、第一介质罐、第二介质罐、第三介质罐及如上述任一项所述的喷雾冷冻干燥装置；

所述物料罐通过输送泵与所述喷雾冷冻干燥装置的物料管线连通，所述第一介质罐与所述喷雾冷冻干燥装置的第一介质管线连通，所述第二介质罐与所述喷雾冷冻干燥装置的第二介质管线连通，所述第三介质罐与所述喷雾冷冻干燥装置的第三介质管线连通。

上述喷雾冷冻干燥装置及喷雾冷冻干燥系统，通过由上至下依次设置喷雾室、冷冻室及多级旋流干燥室，物料经泵输送，可自上而下依次经过喷雾、冷冻与干燥，可得到多孔微粉产品，整个过程可实现连续工业化生产。其中，喷雾冷冻干燥装置将喷雾室和冷冻室分开设计，且喷雾室在常温下操作，避免了雾化器因低温结冰堵塞；雾化后的液滴粒径较小且易控制，从而保证后端冷冻过程和干燥过程所需时间较短；且物料喷雾冷冻后连续进行多级气流旋流干燥，强化传热传质，加速溶剂升华和扩散，加快干燥过程，使喷雾冷冻过程和干燥过程连续进行。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的喷雾冷冻干燥装置的结构简图。

图2为本申请一实施例提供的喷雾冷冻干燥系统的结构简图。

其中，附图中的标号说明如下：

10、喷雾冷冻干燥装置；100、喷雾室；110、物料管线；111、物料总管线；112、物料分支管线；130、第一阀门；120、第一介质管线；121、第一介质总管线；122、第一介质分支管线；140、第二阀门；150、第三阀门；200、冷冻室；210、第二介质管线；220、第四阀门；230、第五阀门；240、第二介质总管线；300、多级旋流干燥室；300a、第一级数的旋流干燥室；300b、第二级数的旋流干燥室；300c、第三级数的旋流干燥室；300d、第四级数的旋流干燥室；310、第三介质管线；320、第六阀门；400、出料机构；400a、出料口；700、振动器；500、过滤器；600、风机；610、抽气管线；620、第七阀门；20、物料罐；30、第一介质罐；40、第二介质罐；50、第三介质罐；60、介质处理回收装置。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，本申请一实施例提供了一种喷雾冷冻干燥装置10，该喷雾冷冻干燥装置10包括由上至下依次连通的喷雾室100、冷冻室200及多级旋流干燥室300。喷雾室100设置有物料管线110及第一介质管线120，物料管线110用于向喷雾室100输送物料，第一介质管线120用于向喷雾室100输送第一介质，以在常温下将物料雾化成雾滴并分散雾滴；冷冻室200设置有第二介质管线210，第二介质管线210用于向冷冻室200输送第二介质，以将分散后的雾滴冻结成冰粒并分散冰粒；多级旋流干燥室300设置有第三介质管线310，第三介质管线310用于向多级旋流干燥室300输送不同温度的第三介质，以将分散后的冰粒逐级干燥成粉粒。其中，图1中的箭头代表各流体的流动方向。

需要说明的是，喷雾室100设置有雾化器，该雾化器可以为四流体喷嘴、超声雾化器、振动网雾化器或其他雾化器。各个级数的旋流干燥室设置有旋流件，该旋流件用于使气流在旋流干燥室内旋流混合，可延长冰粒在旋流干燥室内的停留时间，保证气固两相（即冰粒与第三介质）充分接触传热传质。

该喷雾冷冻干燥装置10不仅适用于含热敏性物料的药品、生物制品、食品等高附加值产品的干燥制粉，还可适用于金属氧化物、复合氧化物等精细陶瓷粉末、催化剂粉末以及金属、合金微粉的制备。其中，喷雾冷冻干燥装置10所使用的物料可为液态物料，可具体为溶液、乳液或悬浮液。第一介质、第二介质与第三介质为氮气、氦气、二氧化碳等不与物料发生化学反应的低湿气体。低湿气体的露点低，例如低湿氮气的露点≤-60℃，则含有的饱和含水量小，利于物料的干燥。下文便以物料为水溶液，第一介质、第二介质与第三介质为氮气为例，就喷雾冷冻干燥装置10的工作过程进行说明。

水溶液通过泵和物料管线110输送至喷雾室100的雾化器，并在常温氮气的作用下被雾化成粒径约3μm～5μm的雾滴，且同时另外一股的第一介质还对雾滴进行分散，以防止雾滴因相互碰撞而发生团聚，且也可缩短雾滴在喷雾室100内的停留时间，使得气流形式的雾滴（下文简称“雾滴气流”）快速进入冷冻室200。其中，整个雾化过程是在常温下操作，避免了雾化器因低温结冰堵塞，同时由于物料在常温时的粘度比低温时的小、更易雾化，雾化后的雾滴粒径较小且易控制，从而保证了后端的冷冻工序和干燥工序能以较快的速度进行。对于冷冻过程，雾滴粒径越小，冻结速度越快；对于干燥过程，干燥速度制约于冰粒中水分子的升华扩散，粒径越小，升华扩散越快，所需干燥时间越短，因此雾化得到的雾滴粒径一定要足够小且分布窄，才能保证后端的冷冻过程和干燥过程需要的时间较短。

之后，常温的雾滴气流与冷冻室200的低温氮气（例如-80℃～-60℃氮气）掺混，雾滴快速冻结成冰粒，且同时另一股的低温氮气（例如-80℃～-60℃氮气）分散冰粒，可防止微粒碰撞产生团聚，又可吹扫防止微粒沉积，使得冻结得到的冰粒粒径足够小且分布窄，利于后续的干燥。其中，该低温氮气可通过液氮与常温氮气混合闪蒸得到，也可通过常温氮气与液氮经换热器冷却得到。

之后，冻结的冰粒进入多级旋流干燥室300进行逐级旋流干燥。由于冰粒粒径小，采用气流干燥可强化传热传质过程，水分子升华扩散速度快，干燥时间相比于常规真空冻干过程大幅缩短，因而可采用连续干燥工艺。

需要说明的是，前几级旋流干燥室所通入的第三介质的温度小于后几级旋流干燥室所通入的第三介质的温度，具体地，最大级数的旋流干燥室通入的氮气温度大于最小级数的旋流干燥室通入的氮气温度，其余级数的旋流干燥室通入的氮气温度大于或等于相邻上一级数的旋流干燥室通入的氮气温度。例如当多级旋流干燥室300的级数为4级时，第一级数的旋流干燥室300a与第二级数的旋流干燥室300b通入的氮气温度相同，可均为室温，第三级数的旋流干燥室300c与第四级数的旋流干燥室300d通入的氮气温度相同，可为40℃～50℃，那么在干燥时，一级干燥过程与二级干燥过程为冰粒中自由水的脱除，干燥所需推动力较小，通入常温氮气逐级升高混合气流（即雾滴气流与雾化及冷冻过程所通入的氮气）的温度，干燥速度较快；三级干燥过程与四级干燥过程为冰粒中结合水的解析，干燥所需推动力较大，通入40℃～50℃的低湿氮气逐级升高混合气流的温度，以加快水分子升华扩散，从而得到常温的干燥粉粒。可见，本申请通过将多级旋流干燥室300内的氮气温度设置不同，可加快冰粒的干燥过程。

本申请的喷雾冷冻干燥装置10，通过由上至下依次设置喷雾室100、冷冻室200及多级旋流干燥室300，那么物料经输送，可自上而下依次经过喷雾、冷冻与干燥，可得到多孔微粉产品，整个过程可实现连续工业化生产。其中，该喷雾冷冻干燥装置10将喷雾室100和冷冻室200分开设计，且喷雾室100在常温下操作，避免了雾化器因低温结冰堵塞；雾化后的液滴粒径较小且易控制，从而保证后端冷冻过程和干燥过程所需时间较短；且物料喷雾冷冻后连续进行多级气流旋流干燥，强化传热传质，加速溶剂升华和扩散，加快干燥过程，使喷雾冷冻过程和干燥过程连续进行。

综上，本申请的喷雾冷冻干燥装置10能实现连续工业化制备含热敏性物料多孔微粉产品，降低能耗和生产成本，提高药品、生物制品、食品等高附加值产品的质量，带来显著的经济效益和社会效益。

如图1所示，喷雾室100的数量为1个～4个（例如1个、图2示出的2个、3个或4个），可根据产品产量和种类灵活调整喷雾室100的数量。其中，当喷雾室100设为1个时，喷雾室100设置于冷冻室200的中心；当喷雾室100设为多个时，喷雾室100沿冷冻室200的周向均匀布置。如此布置喷雾室100，可以保证喷雾室100内的雾滴进入冷冻室200内可有效地利用第二介质，以快速被冻结成冰粒。

当喷雾室100设为多个时，物料管线110可如图1所示包括物料总管线111及多个物料分支管线112，每个物料分支管线112的进口与物料总管线111连通、出口与对应的喷雾室100连通。其中，物料总管线111设置有增压泵，增压泵利于物料的输送；每个物料分支管线112设置有第一阀门130，可根据产品产量和种类控制各个物料分支管线112上的第一阀门130的开与关。

如图1所示，第一介质管线120的数量为多个，部分第一介质管线120设置于喷雾室100的顶部，剩余第一介质管线120设置于喷雾室100的侧部。设置于喷雾室100顶部的第一介质管线120用于雾化；设置于喷雾室100侧部的第一介质管线120用于分散雾滴，如此当第一介质防止雾滴间相互撞击时也可以防止雾滴因撞击壁面而发生团聚，进而可对壁面起到一定的保护作用。

其中，当喷雾室100设为多个时，设置于喷雾室100顶部的第一介质管线120可包括第一介质总管线121及多个第一介质分支管线122，第一介质分支管线122的进口与第一介质总管线121连通、出口与对应的喷雾室100中的雾化器连通。其中，第一介质分支管线122设置有第二阀门140。可根据每个物料分支管线112上第一阀门130的开与关，来对应控制每个第一介质分支管线122上第二阀门140的开与关。

当喷雾室100设为多个时，设置于喷雾室100侧部的第一介质管线120也可包括第一介质总管线121及多个第一介质分支管线122，第一介质分支管线122的进口与第一介质总管线121连通、出口与对应的喷雾室100连通。其中，第一介质分支管线122设置有第三阀门150。可根据每个物料分支管线112上第一阀门130的开与关，来对应控制每个第一介质分支管线122上第三阀门150的开与关。

如图1所示，第二介质管线210的数量为多个，部分第二介质管线210设置于冷冻室200的顶部，剩余第二介质管线210设置于冷冻室200的侧部。设置于冷冻室200顶部的第二介质管线210用于冷冻雾滴，设置于冷冻室200侧部的第二介质管线210用于分散冰粒，当第二介质防止冰粒间相互撞击时也可以防止冰粒因撞击壁面而发生团聚，进而可对壁面起到一定的保护作用。

设置于冷冻室200顶部的第二介质管线210与设置于冷冻室200侧部的第二介质管线210可与第二介质总管线240连通，通过第二介质总管线240可分别向设置于冷冻室200顶部的第二介质管线210与设置于冷冻室200侧部的第二介质管线210输送第二介质。其中，设置于冷冻室200顶部的第二介质管线210设置有第四阀门220，设置于冷冻室200侧部的第二介质管线210设置有第五阀门230。通过调节第四阀门220与第五阀门230可调节第二介质的流量。

其中，部分第二介质管线210设置于冷冻室200的顶部中心。第二介质从冷冻室200顶部中心进入之后可快速与从冷冻室200四周进入的常温雾滴气流进行混合。

冷冻室200的顶部具有开口，开口与部分第二介质管线210连通，开口处设置有射流件。射流件使得常温的雾滴气流与第二介质快速掺混，则雾滴会被快速冻结成冰粒。

多级旋流干燥室300的级数为3级～6级（例如3级、图1示出的4级、5级或6级），且多级旋流干燥室300的旋流干燥室由上至下依次设置。可根据产品的升温干燥脱水特性灵活调整旋流干燥室的级数。

如图1所示，各级旋流干燥室各设置有第三介质管线310，第三介质管线310设置有第六阀门320。需要说明的是，第三介质管线310所通入的第三介质的温度不相同，例如图1所示出的喷雾冷冻干燥装置中，第一级数与第二级数旋流干燥室上的第三介质管线310所通入的第三介质的温度相同；而第三级数与第四级数旋流干燥室上的第三介质管线310所通入的第三介质的温度相同，且大于第一级数与第二级数旋流干燥室上的第三介质管线310所通入的第三介质的温度。可根据产品的升温干燥脱水特性控制各级旋流干燥室对应的第六阀门320的开与关。

如图1所示，在本申请中的一些实施例中，喷雾冷冻干燥装置10还包括出料机构400，出料机构400连通于多级旋流干燥室300的下方并具有出料口400a，以卸出粉粒；出料机构400内设置有过滤器500，第一介质、第二介质与第三介质经过滤器500进行气固分离后排出出料机构400。固体微粉产品经收集后从出料机构400的出料口400a卸料包装，含湿氮气（即第一介质、第二介质与第三介质）经过滤器500进行气固分离后排出出料机构400，经外部的处理回收装置60除湿干燥后可回收利用。

过滤器500可设置为2台或多台，用于连续气固分离和出料。

其中，出料机构400上还设置有振动器700，用于振落过滤器500的过滤网上的粉粒。

进一步地，出料机构400设置有介质出口，喷雾冷冻干燥装置10还包括风机600，风机600的抽风口通过抽气管线610与介质出口连通。风机600将第一介质、第二介质与第三介质通过过滤器500抽出至处理回收装置60进行除湿干燥后回收利用。其中，抽气管线610上设置有第七阀门620。

另一方面，如图2所示，本申请一实施例还提供了一种喷雾冷冻干燥系统，该喷雾冷冻干燥系统包括物料罐20、第一介质罐30、第二介质罐40、第三介质罐50及如上述任一项所述的喷雾冷冻干燥装置10；物料罐20通过输送泵与喷雾冷冻干燥装置10的物料管线110连通，第一介质罐30与喷雾冷冻干燥装置10的第一介质管线120连通，第二介质罐40与喷雾冷冻干燥装置10的第二介质管线210连通，第三介质罐50与喷雾冷冻干燥装置10的第三介质管线310连通。

本申请的喷雾冷冻干燥系统，通过喷雾冷冻干燥装置10由上至下依次设置喷雾室100、冷冻室200及多级旋流干燥室300，那么液体物料经输送，可自上而下依次经过喷雾、冷冻与干燥，可得到多孔微粉产品，整个过程可实现连续工业化生产。其中，该喷雾冷冻干燥装置10将喷雾室100和冷冻室200分开设计，且喷雾室100在常温下操作，避免了雾化器因低温结冰堵塞；雾化后的液滴粒径较小且易控制，从而保证后端冷冻过程和干燥过程所需时间较短；且物料喷雾冷冻后连续进行多级气流旋流干燥，强化传热传质，加速溶剂升华和扩散，加快干燥过程，使喷雾冷冻过程和干燥过程连续进行。

综上，本申请的喷雾冷冻干燥系统能实现连续工业化制备含热敏性物料多孔微粉产品，降低能耗和生产成本，提高药品、生物制品、食品等高附加值产品的质量，带来显著的经济效益和社会效益。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种喷雾冷冻干燥装置，其特征在于，包括由上至下依次连通的喷雾室、冷冻室及多级旋流干燥室；

所述喷雾室设置有物料管线及第一介质管线，所述物料管线用于向所述喷雾室输送物料，所述第一介质管线用于向所述喷雾室输送第一介质，以在常温下将所述物料雾化成雾滴并分散所述雾滴；

所述冷冻室设置有第二介质管线，所述第二介质管线用于向所述冷冻室输送第二介质，以将分散后的所述雾滴冻结成冰粒并分散所述冰粒；

所述多级旋流干燥室设置有第三介质管线，所述第三介质管线用于向所述多级旋流干燥室输送不同温度的第三介质，以将分散后的所述冰粒逐级干燥成粉粒。

2.根据权利要求1所述的喷雾冷冻干燥装置，其特征在于，所述喷雾室的数量为1个～4个，所述喷雾室设置于所述冷冻室的中心或沿所述冷冻室的周向均匀布置。

3.根据权利要求1所述的喷雾冷冻干燥装置，其特征在于，所述第一介质管线的数量为多个，部分所述第一介质管线设置于所述喷雾室的顶部，剩余所述第一介质管线设置于所述喷雾室的侧部。

4.根据权利要求1所述的喷雾冷冻干燥装置，其特征在于，所述第二介质管线的数量为多个，部分所述第二介质管线设置于所述冷冻室的顶部，剩余所述第二介质管线设置于所述冷冻室的侧部。

5.根据权利要求4所述的喷雾冷冻干燥装置，其特征在于，部分所述第二介质管线设置于所述冷冻室的顶部中心。

6.根据权利要求4所述的喷雾冷冻干燥装置，其特征在于，所述冷冻室的顶部具有开口，所述开口与部分所述第二介质管线连通，所述开口处设置有射流件。

7.根据权利要求1所述的喷雾冷冻干燥装置，其特征在于，所述多级旋流干燥室的级数为3级～6级，且所述多级旋流干燥室的旋流干燥室由上至下依次设置，前几级旋流干燥室所输送的第三介质的温度小于后几级旋流干燥室所输送的第三介质的温度。

8.根据权利要求1至7任一项所述的喷雾冷冻干燥装置，其特征在于，所述喷雾冷冻干燥装置还包括出料机构，所述出料机构连通于所述多级旋流干燥室的下方并具有出料口，以卸出所述粉粒；

所述出料机构内设置有过滤器，所述第一介质、所述第二介质与所述第三介质经所述过滤器进行气固分离后排出所述出料机构。

9.根据权利要求8所述的喷雾冷冻干燥装置，其特征在于，所述出料机构设置有介质出口，所述喷雾冷冻干燥装置还包括风机，所述风机的抽风口通过抽气管线与所述介质出口连通。

10.一种喷雾冷冻干燥系统，其特征在于，包括物料罐、第一介质罐、第二介质罐、第三介质罐及如权利要求1至9任一项所述的喷雾冷冻干燥装置；

所述物料罐通过输送泵与所述喷雾冷冻干燥装置的物料管线连通，所述第一介质罐与所述喷雾冷冻干燥装置的第一介质管线连通，所述第二介质罐与所述喷雾冷冻干燥装置的第二介质管线连通，所述第三介质罐与所述喷雾冷冻干燥装置的第三介质管线连通。