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物料通常在被引入喷雾干燥器之前被浓缩，浓缩阶段会增加固体含量，从而减少喷雾干燥器中需要蒸腾的液体量。

喷雾干燥器的特点是物料雾化，喷雾与热空气接触。雾化阶段旨在为蒸腾创造良好的条件，并生产出具有所需特性的暗淡产品。烘干机从一个喷嘴到五十多个喷嘴。

喷雾干燥器的中心部件是喷雾干燥室，被雾化的液体与热气体(通常是真空下的空气)接触，导致95%以上的水滴在几秒钟内蒸发。喷雾与干燥器中空气接触的方式影响干燥阶段液滴的行为，并直接影响干燥产品的性能。喷雾和空气之间的接触类型由雾化器相对于进气口的位置决定。喷嘴头通常位于干燥器顶部并向下喷射。

水分蒸腾分两个阶段进行。液滴表面的饱和空气温度近似等于干空气的湿球温度。液滴中有足够的水分来代替外表面的液体蒸腾，蒸腾以相对稳定的速率进行。不再有足够的水分维持液滴外表面的饱和状态，导致在外表面形成钝壳。蒸腾作用依赖于水通过壳的扩散，其厚度增加，蒸腾速率迅速下降。不同的产物具有不同的蒸腾作用和颗粒组成特征。有的膨胀，有的变短，破裂或解体。

产生的颗粒可能是相对均匀的空心球体或多孔且形状不规则。

干燥结束后，有必要将产品颗粒从干燥空气中分离出来。当颗粒短暂地落在腔室底部时，初级分离就结束了。一小部分的粒子仍被困在空气中，需要用一个单独的装置回收。可采用旋风除尘器和电除尘器分级除尘。湿洗涤器通常被用来净化和冷却空气，使其释放到大气中。