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奶粉氣流式實驗室噴霧干燥機廠家過程中粘壁現(xiàn)象的研究
奶粉氣流式實驗室噴霧干燥機廠家過程中粘壁現(xiàn)象的研究
實驗室噴霧干燥機廠家技術(shù)在我國是一項發(fā)展前景的干燥技術(shù),它能將物料方便快捷地干燥成均一的粉狀材料,目前大多數(shù)高校和研究所使用的是實驗型實驗室噴霧干燥機廠家機。為考察料液流量、料液濃度和料液種類等影響牛初乳顆粒生長速率的因素，得到牛初乳顆粒的生長規(guī)律及工藝參數(shù)，為流態(tài)化低溫造粒裝置的研制提供依據(jù)，以牛初乳粉為原料，采用低溫流態(tài)化噴霧造粒技術(shù)制取了牛初乳顆粒。結(jié)果表明，低溫造粒能夠保護產(chǎn)品質(zhì)量不變，保持物質(zhì)原有的色、香、味及營養(yǎng)。為了提高牛初乳粉的回收率,該文選擇輸入氣體溫度、壓縮氣體流量以及干燥氣體流量為影響因素,通過測定出口氣體溫度和牛初乳粉在干燥器各部件中的損失量以及產(chǎn)奶粉行業(yè)實驗室噴霧干燥機廠家技術(shù)已日趨成熟，但仍存在一些問題亟需解決，諸如干燥產(chǎn)品雜質(zhì)度高、液滴蒸發(fā)量低、干燥器內(nèi)壁掛粉等，其中zui為嚴重的就是奶粉實驗室噴霧干燥機廠家過程中的粘壁(即掛粉)現(xiàn)象。本文以GIPP-2000實驗室小型實驗室噴霧干燥機廠家機為基礎(chǔ)模型，采用理論分析、數(shù)值仿真和實驗研究相結(jié)合的方法，研究奶粉實驗室噴霧干燥機廠家過程中可控操作參數(shù)對粘壁現(xiàn)象的影響，為奶粉生產(chǎn)提供理論依據(jù)。 搭建了實驗室噴霧干燥機廠家實驗平臺，對進風(fēng)溫度、料液濃度、進料速率三個變量分別進行了單因素實驗與響應(yīng)曲面實驗設(shè)計，并在不同工況下分別取樣利用環(huán)境掃描電鏡進行微觀結(jié)構(gòu)觀察，利用紅外真空干燥箱進展,奶粉行業(yè)實驗室噴霧干燥機廠家技術(shù)已日趨成熟，但仍存在一些問題亟需解決，諸如干燥產(chǎn)品雜質(zhì)度高、液滴蒸發(fā)量低、干燥器內(nèi)壁掛粉等，其中zui為嚴重的就是奶粉實驗室噴霧干燥機廠家過程中的粘壁(即掛粉)現(xiàn)象。本文以GIPP-2000實驗室小型實驗室噴霧干燥機廠家機為基礎(chǔ)模型，采用理論分析、數(shù)值仿真和實驗研究相結(jié)合的方法，研究奶粉實驗室噴霧干燥機廠家過程中可控操作參數(shù)對粘壁現(xiàn)象的影響，為奶粉生產(chǎn)提供理論依據(jù)。 搭建了實驗室噴霧干燥機廠家實驗平臺，對進風(fēng)溫度、料液濃度、進料速率三個變量分別進行了單因素實驗與響應(yīng)曲面實驗設(shè)計，并在不同工況下分別取樣利用環(huán)境掃描電鏡進行微觀結(jié)構(gòu)觀察，利用紅外真空干燥箱進行含水量測定，找出了在粘壁量zui小前提下的*工藝參數(shù)用于后續(xù)的數(shù)值模擬驗證。*工藝參數(shù)為：進風(fēng)溫度200℃，料液濃度25％，泵轉(zhuǎn)速55r/min。分析了*工藝下各因素的交互作用響應(yīng)曲面圖，表明進風(fēng)溫度和泵轉(zhuǎn)速的交互作用對粘壁的影響較大，在選擇參數(shù)時要綜合考慮各因素的交互作用。 運用前處理軟件 GAMBIT對氣流式實驗室噴霧干燥機廠家塔幾何模型進行了整體網(wǎng)格劃分和局部加密；在FLUENT中考慮了重力和空氣拽力對霧滴運動的影響，以及離散相與連續(xù)相的雙向耦合，建立了波動破碎霧化模型來模擬霧滴的二次霧化，并將壁面離散相邊界條件設(shè)置為trap，確定了迭代時間步長為0.0001s，對離散相進行了非穩(wěn)態(tài)追蹤。得到并分析了塔內(nèi)流場的溫度分布、速度分布、濕度分布及顆粒軌跡、顆粒溫度、顆粒停留時間等特性。 為了加深對粘壁現(xiàn)象的研究，zui后還分析了霧滴滴徑的影響因素和旋風(fēng)分離裝置對粘壁的影響。結(jié)果證實：霧滴的平均滴徑隨著進風(fēng)溫度、進料速率的增大而增大，隨氣液相對速度的增大而減小；旋風(fēng)分離器對粒徑20μm以內(nèi)的顆粒分離性能較好，粒徑過大就易在旋風(fēng)分離器發(fā)生粘壁。
