噴霧干燥在生物質(zhì)資源加工利用中的機理研究

　　1.1 .研究霧化器的性能和霧化機理

　　霧化器是將液體霧化成細小液滴的核心設備，其性能直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和技術經(jīng)濟指標。生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)大顆粒干燥不徹底，小顆粒干燥過度的現(xiàn)象。因此，霧化器滿足了生產(chǎn)工藝的要求，既保證了料液的分散，又將粒度變化控制在一個很小的Z極限。穆等[22]從理論上推導了噴霧干燥技術中霧化器流量與霧化角的各自關系式，并基于氣動干擾理論推導了霧化液滴平均直徑的理論公式，找出了它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，并用相關實驗數(shù)據(jù)進行了驗證。郝文生等人[23]對離心霧化的原因做了詳細的分析， 得到了三種液滴形成形式:直接分裂成液滴、絲狀分裂成液滴和膜狀分裂成液滴。于子云[24]對二流體外混、二流體內(nèi)混、三流體內(nèi)外混等四種不同噴嘴幾何形狀、料液物性和操作條件下的氣流噴嘴的霧化實驗進行了對比分析，指出了各種噴嘴的適用場合。比如雙流體內(nèi)混式噴嘴，能耗Z低，是一種適用于霧化大多數(shù)低粘度、有水、物理性質(zhì)接近水的物料的噴嘴；三流體內(nèi)混式噴嘴的能耗高于二流體內(nèi)混式噴嘴，適用于高粘度物料。

　　1.2噴霧干燥中氣流和顆粒的運動和相對運動

　　噴霧干燥系統(tǒng)是一個多輸入多輸出的復雜系統(tǒng)，耗時長，損耗大，測試成本高。隨著計算機技術的發(fā)展，模擬復雜的噴霧干燥過程成為可能。Langrish等人[25]結(jié)合噴霧干燥的特點，建立了模擬噴霧干燥室內(nèi)食品氣粒兩相湍流的模型。摘要:利用計算流體力學模擬了干燥機內(nèi)食品干燥過程中氣固兩相流的運動，研究了食品噴霧干燥過程中顆粒沉積的原因。 獲得了降低壁面沉積率的合適條件:Z大噴錐60b和Z大旋流入口62b。黃等人[26]使用計算流體動力學比較了離心霧化器和壓力管霧化器中麥芽糊精的噴霧干燥性能。模擬結(jié)果表明，兩種霧化器產(chǎn)生不同的粒徑分布和霧化模式，得到的顆粒軌跡表現(xiàn)出不同的溫度、流量和干燥特性，為噴霧干燥室內(nèi)各種生物質(zhì)物料噴霧干燥的可行性研究提供了素材。雖然CFD已經(jīng)得到了廣泛的應用，但是CFD的模型驗證需要更多的實驗數(shù)據(jù)，而在生物質(zhì)資源的加工利用中，噴霧干燥環(huán)境下很難獲得良好的實驗數(shù)據(jù)，因此CFD技術在生物質(zhì)物料噴霧干燥中的應用有待進一步完善。