喷雾干燥过程的CFD模型

应用气－粒两相汉理论和计算流体力学（CFD）知识，结合喷雾干燥的特点，建立了模拟喷雾干燥室内气体－颗粒两相油流流动的CFD模型。讨论了该类模型的数值求解过程，并结合实际脉动燃烧喷雾干燥过程进行数值模拟，得到了喷雾干燥室内气流的温度、湿度分布图，气体流线图和颗粒相的运动轨迹图。模拟结果表明该CFD模型可用于对喷雾干燥过程的模拟。     

喷雾干燥技术在动物制品的应用进展

喷雾干燥技术是通过雾化器将物料浆液雾化成直径细小的雾滴,在干燥室内与干燥热空气接触,使物料的水分迅速汽化,从而得到干燥产品。随着喷雾干燥技术的发展和研究,喷雾干燥技术已广泛应用到食品加工领域。本文着重讨论近年来喷雾干燥技术在动物制品领域的应用进展。     

水产品喷雾干燥的计算机模拟

喷雾干燥是利用雾化器将料液分散为细小的雾滴,并在热干燥介质中迅速蒸发溶剂形成干粉产品的过程。随着经济的发展喷雾干燥技术的应用越来越广泛。但在实际生产试验中,由于干燥过程影响因素很多,喷雾干燥的参数调试和试验必须在实际试验中不断摸索。该文采用具有自适应、自记忆和自学习能力的BP神经网络模型(基于MATLAB环境下)来模拟喷雾干燥的输出情况,并用F lash软件创建喷雾干燥机的动态模型,在VB环境下调用喷雾干燥的动态模型和干燥过程控制模型BP网络模型,从而在计算机上实现了实时监测与控制相关参数对喷雾干燥过程的影响。     

基于多物理场耦合的热风干燥模型及其验证

热风干燥是多物理场耦合的过程,存在热风外环境和物料内部湿热迁移共同作用.在质量和能量守恒定律的基础上应用达西定律、菲克定律、傅里叶导热定律,分别构建了热风干燥过程中物料外部与内部的流场、温度场、质量场的控制方程及模型,描述了热风干燥过程中整个干燥室内的湿热传递规律.针对油菜籽热风干燥过程,基于COMSOL Multiphysics对干燥模型进行求解并进行了油菜籽热风干燥实验,以验证模型的有效性.结果表明:物料干基含水率的模型求解结果与真实实验结果最大相对误差为13.3%;在干燥过程中物料存在干区、湿区、蒸发区之分,干区与湿区被蒸发区分开,且蒸发区逐渐由物料外部向物料内部迁移;干燥过程中干燥室内水蒸气浓度先增大后减小,且干燥室中心区域水蒸气浓度比干燥室边缘区域高;物料平均温度在干燥初期迅速上升,中期上升速度逐渐减小,后期趋于平稳且接近热风温度;干燥室边缘区域风速比中心区域风速大,热风流场在极短的时间内达到稳态,其中心区域风速接近为0.     

屎肠球菌的制备工艺研究

试验旨在开发出一套稳定成熟的屎肠球菌制备工艺,以活菌收率为指标,进行离心、喷雾干燥和包衣工艺的优化。试验结果表明,屎肠球菌的最佳离心工艺为离心转速5 000 r·min-1,离心时间10 min;最佳干燥载体为糊精;喷雾干燥的工艺为进风130℃,出风70℃;包衣的包材选择为1%海藻糖。试验通过离心工艺、喷雾干燥工艺和包衣工艺的优化,开发出一套稳定的屎肠球菌制备工艺。     

红枣干燥设备的流场仿真研究

为了改善红枣干燥机内部流场的分布情况,以气体运动微分方程和标准k-ε湍流模型为基础,多孔介质模型代替物料层,利用计算流体动力学软件CFD对干燥室的流场进行了数值模拟,得到了热介质在干燥室内的流动情况及入口风速对物料层压降的影响.结果表明:干燥机入口风速为5~7m/s,可满足红枣干燥速率要求;气流进入干燥室后撞击壁面形成的涡流现象,导致物料层风速的不均匀;随着入口风速的增加,干燥室内的压力有所上升,与红枣上下层压降呈有规律的变化.通过对干燥机内部流场的研究,为红枣干燥机的设计改进提供科学依据.     

不同干燥方式对速溶青砖茶中儿茶素含量及香气成分的影响

以湖北特色青砖茶为原料,经浸提、过滤、浓缩之后,研究热风干燥、真空冷冻干燥、离心喷雾干燥对速溶青砖茶中儿茶素含量及香气成分的影响。HPLC检测分析结果显示,速溶青砖茶粉相比原料,儿茶素及咖啡碱成分都有明显增加,其中真空冷冻干燥和离心喷雾干燥粉中儿茶素含量差异不大,但都明显高于热风干燥粉;GA、GC、EGC、C、Caf、EGCG和EC七种有效成分,真空冷冻干燥粉中含量较高;GCG、ECG和CG三种有效成分,离心喷雾干燥粉中含量较高。GC-MS检测分析结果显示,青砖茶原料、热风干燥粉、离心喷雾干燥粉和真空冷冻干燥粉各鉴定出33、19、39和29种挥发性香气成分,离心喷雾干燥对于速溶茶中的香气成分有更好的保留和增加效果,并且减少了部分对风味有反作用的物质。     

结合Fluent仿真软件的循环式干燥机改进设计研究

干燥室内热介质的分布均匀性直接影响物料的干燥效果。应用Fluent软件进行循环式干燥机的数值模拟,采用标准k-ε湍流模型,用多孔介质模型代替物料层,得到热介质在干燥室内的流动特征,对干燥室进行改进优化设计。结果表明,气流进入原模型的干燥室后撞击壁面形成的涡流区,导致物料层风速的均匀性较差;改进后干燥室内的涡流区可明显减小,整个流场的均匀性得到改善。气流穿过各物料层的速度不均匀系数分别从19.13%,6.94%和8.01%降至7.90%,3.15%和5.68%。     

穿流箱式干燥机干燥室内的风速场

进行了穿流箱式干燥机的送风空载试验，测定了干燥室内的风速场并分析了风速场不均匀的原因，设置挡风板能有效地改善干燥室内风速场的均匀性。满载烘干试验的结果表明，干燥室内物料干燥均匀程度与风速场分布规律基本一致。     

喷雾高度可调的果园风送喷雾机的设计

【目的】设计喷雾高度可调的牵引式果园风送喷雾机,以满足不同果树对喷雾机喷雾高度可调的要求。【方法】针对轴流风机式果园风送喷雾机难以满足不同果树喷雾高度可变的不足,基于喷雾高度可调的目的,设计了一种由1对转向相反的离心风机和角度可调的导流风箱为核心的牵引式果园风送喷雾机,在需求分析和虚拟三维建模的基础上,完成了各关键部件技术参数和整机结构的确定,并通过试验分析了该喷雾机在不同喷雾角度、风机转速、喷雾距离和喷雾压力条件下喷雾沉积量的分布情况。【结果】设计的以转向相反的离心风机和角度可调的导流风箱为核心的牵引式果园风送喷雾机,在离心风机转速为1 200r/min、喷雾距离为2.5m、喷雾压力为0.7MPa、导流风箱的角度为0°和15°时,喷雾沉积量适宜的施药高度分别为0.8~2.4m和1.6~3.2m。【结论】所设计的果园风送喷雾机可以满足果园对不同高度果树施药的农艺要求。     

真空条件下木材表面水分蒸发速率模型及应用初探

对真空条件下木材表面水分蒸发速率模型进行了理论推导，并以截面为20 mm×20 mm，长度分别为100、150、200、250、300 mm的桦木为试材，在干燥温度分别为60、75、90℃，绝对压力分别为0.02、0.04、0.06、0.07、0.08 MPa的真空干燥条件下，对试材内部水分移动速率进行研究。结果表明:木材表面水分移动速率大于内部水分移动速率，二者的比值在10～150之间变化。根据试验结果,得出了不同条件下各种规格试材的干燥速率与温度、绝对压力的关系式，并与理论推导得出的模型进行比较，得到木材表面水分蒸发速率与内部水分移动速率之比。最后根据不产生干燥缺陷的最大（极限）速比，得出木材真空干燥过程中不产生缺陷时的温度和绝对压力的关系式。      

酶解蛋白液喷雾干燥工艺研究

[目的]探索酶解蛋白液喷雾干燥工艺的控制条件。[方法]采用离心式喷雾干燥法干燥酶解蛋白液,通过分析进风温度、雾化器转速、排风温度、收集器内温度得出最佳工艺参数。[结果]进风温度对挂壁物性的影响表明,较佳进风温度为150～170℃。进风温度对料液流加速率的影响表明,进风温度提高1℃,料液流加速率提高1.5%～2.5%;最佳进风温度为160～170℃。排风温度对粘壁的影响表明,最佳排风温度为80～85℃。雾化器转速对生产的影响表明,较佳雾化器转速为15000～18000r/min。酶解蛋白液干燥的较佳工艺条件为:进风温度为160～170℃,排风温度80～85℃,收集器内温度为50℃,雾化器转速为15000r/min。[结论]该研究为喷雾干燥工艺在酶解蛋白液干燥中的应用提供了理论支持。     

饲用蛋白酶发酵液气流式喷雾干燥参数研究

[目的]探索气流式喷雾干燥法制备饲料添加剂中性蛋白酶的最佳条件。[方法]通过对雾化空气压力、进风温度和收集器温度等影响添加剂制备效果的因素进行试验分析,寻找蛋白酶液喷雾干燥工艺的最佳参数。[结果]当雾化空气压力在6kgf／cm^2时,能满足气流式喷雾干燥要求。当固形物含量在5％～10％的料液以20L／h的速度流加时,结合工作效率,进风温度选择在95℃处较佳。收集器内温度为50℃时,酶基本不失活,50℃也是喷雾干燥设备的最佳控制温度。用该控制条件调试,能使25kg／h的喷雾干燥设备的效能达到18—20kg/h,蛋白酶干粉活性能达到喷雾前固形物活性的95％。[结论]该研究为饲料酶添加剂的深入研究提供了依据。     

Study on the Morphology,Particle Size and Thermal Properties of Vitamin A Microencapsulated by Starch Octenylsucciniate

The morphology,particle size distribution and thermal properties of microcapsules were evaluated by scanning electron microscopy（SEM）,laser diffraction particle size analyzer and differential scanning calorimetry（DSC）.Vitamin A was used as model core material,HI-CAP 100（starch octenylsucciniate,OSA-starch） was used as wall material and prepared by spray drying.When emulsions were prepared with 40%（w/v） solution of total solids concentration at the core/wall material ratios of 40%（w/w）,the microencapsulation efficiency（ME） was（96.38 ± 0.71）%.Microcapsules exhibited spherical shapes with characteristic dents as evidence by SEM.With the vibrating frequency of the centrifugal granulation from 40,35,30,25 to 20 Hz,the volume diameter（D4,3） was 66.58,71.44,85.61,94.08,and 153.45 μm,respectively.Differential scanning calorimetry（DSC） results revealed that the glass transition temperature（Tg） and melting temperature（Tm） were 56.355 and 208.300°C,respectively.Vitamin A microcapsules produced with HI-CAP 100 exhibited spherical shapes with characteristic dents,which was attributed to drying and cooling solidification involved during spray-drying.The vibrating frequency of the centrifugal granulation had effect on the particle size distribution of microcapsules（P 〈 0.05）.The storage and heating stability of microcapsules was well by thermal properties.     

喷雾干燥技术在固体饮料中的研究现状

喷雾干燥技术具有蒸发面积大、干燥速度快、物料温度低、易于连续化生产等特点,在食品干燥中显示出很强的优越性。综述了喷雾干燥技术及其主要工艺参数,喷雾干燥技术在固体饮料中的应用,为进一步探讨其在固体饮料中的研究提供一些参考。     

丸粒化玉米种子干燥机理的试验研究

分析了加快种子中水分蒸发的途径,研究了丸粒化玉米种子干燥过程中水分的交换和转移规律,建立了丸粒化玉米种子薄层干燥的特性曲线.结果表明:丸粒化玉米种子干燥过程中,水分蒸发遵循指数规律下降.在一定温度下,根据实测数据做出相对湿度与平衡水分的关系曲线.用非线性回归分析法确定了丸粒化玉米种子的平衡水模型,并用麦夸特法拟合本研究...     

金针菇充N_2降O_2干燥优化试验

采用自行设计的小型气调干燥实验设备,分别以N2、CO2置换部分空气作为干燥介质对金针菇进行对比干制试验,分析了不同状态气体对金针菇干制品质量的影响.结果表明,在干燥室气体O2含量相同的状况下,充N2降O2干燥的产品质量最好.此外,还对金针菇充N2降O2干燥进行优化试验.     

环境条件对木家具底漆的水分挥发及封闭效果的影响

为了探讨环境条件对木家具底漆的水分挥发及封闭效果的影响．在5种自然干燥条件下,以枫木薄木贴面家具板材为基材,以水性封闭底漆为涂料,在分析干燥环境干燥能力基础上。用扫描电镜观察了涂层在基材上的封闭状态．用称量法研究了涂层水分挥发率和挥发速度。结果表明：水性封闭底漆封闭效果及干燥速度受干燥条件的影响明显。干燥30rain时,在温度11．2～13．2℃,湿度21．1％～23．4％,风速0．04～0．05m·s-1的干燥条件环境中．水分挥发率为16．48％;在温度18．9～19．1℃,湿度54．1％～55．6％,风速0．03～0．15m·s-1的干燥条件环境中,水分挥发率为2．23％：前者的封闭效果好。图6参19