食品技术原理课程讲稿－绪论 第 6 页 ，共 29 页 在喷雾干燥器内，热风与液滴呈反方向流动。 特点：高温热风进入干燥器内首先与要干燥的粒子接触，使内部水分含量达 到较低的程度，物料在干燥器内悬浮时间长，适于含水量高的物料干燥，设计时 应注意气流速度小于成品粉粒悬浮速度，以防粉粒被废气夹带。常用于压力喷雾。 对于逆流操作系统中，在塔顶，喷出的雾滴与塔底上来的热空气相接触，因 此，蒸发速度较并流的慢。在塔底，最热的干燥空气与最干的颗粒接触，物料易 过热，因此，若干燥产品能经受高温，需要较高的视密度时，则用逆流系统最合 适。此外，逆流过程中，平均温度差和分压差较大，停留时间较长，有利于传质 和传热，热的利用率也高。 3.混合型喷雾干燥器 气流从上向下（有一个方向），雾滴有两个方向（从下向上，从上向下）。 特点：气流与产品较充分接触，并起骚动，脱水效率较高，耗热量较少。但 产品有时与湿的热空气流接触，故干燥不均匀。 （三）按雾化方法分类 1.压力是喷雾干燥器 2.离心式喷雾干燥器 3.气流使喷雾干燥器
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 6 页 ，共 29 页 在喷雾干燥器内，热风与液滴呈反方向流动。 特点：高温热风进入干燥器内首先与要干燥的粒子接触，使内部水分含量达 到较低的程度，物料在干燥器内悬浮时间长，适于含水量高的物料干燥，设计时 应注意气流速度小于成品粉粒悬浮速度，以防粉粒被废气夹带。常用于压力喷雾。 对于逆流操作系统中，在塔顶，喷出的雾滴与塔底上来的热空气相接触，因 此，蒸发速度较并流的慢。在塔底，最热的干燥空气与最干的颗粒接触，物料易 过热，因此，若干燥产品能经受高温，需要较高的视密度时，则用逆流系统最合 适。此外，逆流过程中，平均温度差和分压差较大，停留时间较长，有利于传质 和传热，热的利用率也高。 3.混合型喷雾干燥器 气流从上向下（有一个方向），雾滴有两个方向（从下向上，从上向下）。 特点：气流与产品较充分接触，并起骚动，脱水效率较高，耗热量较少。但 产品有时与湿的热空气流接触，故干燥不均匀。 （三）按雾化方法分类 1.压力是喷雾干燥器 2.离心式喷雾干燥器 3.气流使喷雾干燥器
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 7 页 ，共 29 页 食品工业上应用以压力式和离心式为主，气流式应用范围较小，这是由于动力 消耗大，经济上不合理。 三、雾化器的结构和雾化机理 喷雾干燥要求雾滴的平均直径一般为 20-60um,因此将溶液分散成的雾滴是 喷雾干燥的一个关键。它不仅对经济技术指标而且对产品质量均有较大的影响， 特别是对热敏性物料的干燥更为重要。 实现物料雾化的雾化器目前有如下三种：
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 7 页 ，共 29 页 食品工业上应用以压力式和离心式为主，气流式应用范围较小，这是由于动力 消耗大，经济上不合理。 三、雾化器的结构和雾化机理 喷雾干燥要求雾滴的平均直径一般为 20-60um,因此将溶液分散成的雾滴是 喷雾干燥的一个关键。它不仅对经济技术指标而且对产品质量均有较大的影响， 特别是对热敏性物料的干燥更为重要。 实现物料雾化的雾化器目前有如下三种：
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 8 页 ，共 29 页 1、 压力喷雾器（压力喷嘴） 系利用高压泵（70-200 大气压）强制液体通过小孔（孔径为 0.5-1.5um）使 之分散成雾滴； 2、 气流式喷雾器 利用压缩空气或过热蒸汽（一般为 2.5-6 大气压表压）的高速流动，将溶液 分散成雾滴； 3、 离心室喷雾器 利用高速旋转（75-150m/s 圆周速度）的圆盘，使液体受离心力的作用而分 散成雾滴。 三种雾化方法各有其优缺点： 机械式适用于一般粘度的料液，动力消耗最少，大约每吨溶液所需耗能为 4-10kw.h,其缺点是必须要有高压泵，喷嘴小易堵塞，操作弹性小，产生调节范围 窄。 气流式的动力消耗最大，每㎏料液约需 0.4-0.8 ㎏压缩空气。但其结构简单容 易制造，适用于任何粘度或稍有固体的料液。 离心式的动力消耗介于上述两种之间，适用于高粘度或带有固体的料液，而 且转盘雾化操作弹性宽，可在设计生产能力的±25％范围内调节产量，而不影响 产品的粘度。其缺点是机械加工要求高，制造费用大，雾滴较粗，喷嘴较大，因 此塔的直径也相应的比其他的喷雾器的塔大的多。 （一）机械式（压力式）喷雾器 目前较为常用的有 M 型和 S 型两种。喷嘴一般均有使液体产生旋转运动 的特点。 1.S 型喷嘴 结构：喷嘴、喷芯、喷嘴座、管接头、旋转室、导流沟槽等。喷芯及喷 嘴必须用耐磨材料制造。常用的为硬质合金钢，粉末冶金、炭化钨、人造宝 石、陶瓷等。在乳品生产中现多为不锈钢喷嘴。喷头小孔为 0.5-1.4mm. 工作过程：液体从任意角度进入喷芯的沟槽。由于沟槽与轴线倾斜成一 定角度，液流是螺旋状进入旋室，产生离心力，在喷嘴出口处喷雾。喷芯的 沟槽一般为 2-6 条，喷芯在喷嘴座里不固定，经高压推动力，压紧在喷嘴锥 面上，高压液体必须流进沟槽，进入旋室从喷嘴喷出。 2.M 型喷嘴 结构：喷嘴、分配孔板（多孔板）、喷嘴座、管接头、旋转室、导流沟 槽（环形和切线）。喷头孔较大，并用人造宝石制成，采用激光钻孔，孔径 为 0.8-2 ㎜，对于一般物料，其使用寿命可达一年之久，大大超过不锈钢、 钨钢制的寿命。 工作过程：由喷嘴上面套入多孔板，是液流进入漩涡室时，呈均匀状态 通过切线沟槽，小孔进入环形导流沟，再经导流槽使物料切线方向进入旋转 室，喷入喷头孔，并自喷孔喷出，从而产生雾状。 此型喷嘴流量大，适用于生产能力较大的设备
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 8 页 ，共 29 页 1、 压力喷雾器（压力喷嘴） 系利用高压泵（70-200 大气压）强制液体通过小孔（孔径为 0.5-1.5um）使 之分散成雾滴； 2、 气流式喷雾器 利用压缩空气或过热蒸汽（一般为 2.5-6 大气压表压）的高速流动，将溶液 分散成雾滴； 3、 离心室喷雾器 利用高速旋转（75-150m/s 圆周速度）的圆盘，使液体受离心力的作用而分 散成雾滴。 三种雾化方法各有其优缺点： 机械式适用于一般粘度的料液，动力消耗最少，大约每吨溶液所需耗能为 4-10kw.h,其缺点是必须要有高压泵，喷嘴小易堵塞，操作弹性小，产生调节范围 窄。 气流式的动力消耗最大，每㎏料液约需 0.4-0.8 ㎏压缩空气。但其结构简单容 易制造，适用于任何粘度或稍有固体的料液。 离心式的动力消耗介于上述两种之间，适用于高粘度或带有固体的料液，而 且转盘雾化操作弹性宽，可在设计生产能力的±25％范围内调节产量，而不影响 产品的粘度。其缺点是机械加工要求高，制造费用大，雾滴较粗，喷嘴较大，因 此塔的直径也相应的比其他的喷雾器的塔大的多。 （一）机械式（压力式）喷雾器 目前较为常用的有 M 型和 S 型两种。喷嘴一般均有使液体产生旋转运动 的特点。 1.S 型喷嘴 结构：喷嘴、喷芯、喷嘴座、管接头、旋转室、导流沟槽等。喷芯及喷 嘴必须用耐磨材料制造。常用的为硬质合金钢，粉末冶金、炭化钨、人造宝 石、陶瓷等。在乳品生产中现多为不锈钢喷嘴。喷头小孔为 0.5-1.4mm. 工作过程：液体从任意角度进入喷芯的沟槽。由于沟槽与轴线倾斜成一 定角度，液流是螺旋状进入旋室，产生离心力，在喷嘴出口处喷雾。喷芯的 沟槽一般为 2-6 条，喷芯在喷嘴座里不固定，经高压推动力，压紧在喷嘴锥 面上，高压液体必须流进沟槽，进入旋室从喷嘴喷出。 2.M 型喷嘴 结构：喷嘴、分配孔板（多孔板）、喷嘴座、管接头、旋转室、导流沟 槽（环形和切线）。喷头孔较大，并用人造宝石制成，采用激光钻孔，孔径 为 0.8-2 ㎜，对于一般物料，其使用寿命可达一年之久，大大超过不锈钢、 钨钢制的寿命。 工作过程：由喷嘴上面套入多孔板，是液流进入漩涡室时，呈均匀状态 通过切线沟槽，小孔进入环形导流沟，再经导流槽使物料切线方向进入旋转 室，喷入喷头孔，并自喷孔喷出，从而产生雾状。 此型喷嘴流量大，适用于生产能力较大的设备
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 9 页 ，共 29 页 压力喷嘴的尺寸参见“化工设备设计” 3.雾化机理 经过高压泵加压后的料液以一定的速度，沿切线放下进入喷嘴的旋室， 这时液体的部分静压能将转化为动能，形成液体的旋转运动。根据自由旋涡 动量矩守恒定律，旋转速度与旋涡半径成反比。 因此越靠近轴心，旋转速度越大，其静压力越小，结果在喷嘴中央，形成一 股压力等于大气压的空气旋流，而液体则变成绕空气旋转的环形液膜。从喷嘴喷 出后，在料液物理性的影响及介质的摩擦作用下，液膜伸长变薄，并撕裂成细丝， 最后细丝断裂为液滴。 4.压力喷雾器的特性
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 9 页 ，共 29 页 压力喷嘴的尺寸参见“化工设备设计” 3.雾化机理 经过高压泵加压后的料液以一定的速度，沿切线放下进入喷嘴的旋室， 这时液体的部分静压能将转化为动能，形成液体的旋转运动。根据自由旋涡 动量矩守恒定律，旋转速度与旋涡半径成反比。 因此越靠近轴心，旋转速度越大，其静压力越小，结果在喷嘴中央，形成一 股压力等于大气压的空气旋流，而液体则变成绕空气旋转的环形液膜。从喷嘴喷 出后，在料液物理性的影响及介质的摩擦作用下，液膜伸长变薄，并撕裂成细丝， 最后细丝断裂为液滴。 4.压力喷雾器的特性
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 10 页 ，共 29 页 1）喷雾器的流量 切线进口管截面积 旋转室半径 切线导管宽度 喷嘴直径， 料液密度， 喷嘴进口处溶液的压力与出口处容器的压力之差， 喷嘴口的截面积， 喷嘴的流量系数，与喷嘴的结构系数有关。 − − − − − − − − − − − − − − − = = 1 2 0 3 2 0 1 0 2 0 3 0 0 1/ 2 / ( / ) 2 A R r m Kg m P Pa A m A r R C K m s P Q C A t 2）喷雾角度θ 离心喷嘴的锥状雾型的锥角，其大小关系到塔的尺寸。角大，塔径大。 tgθ/2=ux/uy θ的大小与喷嘴的结构有关，见图。 喷雾角一般不受料液的表面张力的影响，但随料液黏度增加而变化。 黏度大，角小，以至于无法造成雾化。 3）液滴大小 各种参数对液滴尺寸的影响： ⑴流量的影响 ：在喷嘴额定进料速率范围内，流量越大，大液滴越多，但 当最初没达到额定流量之前，由于流量少，嘴的流速低，则雾化不完全，所 以在此情况下，流量越大，液滴粘度减小，一直达到额定流量为止； ⑵雾化角的影响：雾化角越大，减小喷嘴流量系数，从而流量越小，因而在 恒压下减小液滴尺寸； ⑶粘度的影响：粘度越大，液膜越厚，液滴直径越大； ⑷压力的影响：在进料速度固定时，压力增加将使平均液滴直径减小； ⑸表面张力的影响：表面张力大的液滴难雾化，但其对液滴的大小影响不大； ⑹喷嘴孔径的影响：在其喷嘴参数保持不变时，液滴尺寸随着嘴孔径的平方 而增加
食品技术原理课程讲稿－绪论 第 10 页 ，共 29 页 1）喷雾器的流量 切线进口管截面积 旋转室半径 切线导管宽度 喷嘴直径， 料液密度， 喷嘴进口处溶液的压力与出口处容器的压力之差， 喷嘴口的截面积， 喷嘴的流量系数，与喷嘴的结构系数有关。 − − − − − − − − − − − − − − − = = 1 2 0 3 2 0 1 0 2 0 3 0 0 1/ 2 / ( / ) 2 A R r m Kg m P Pa A m A r R C K m s P Q C A t 2）喷雾角度θ 离心喷嘴的锥状雾型的锥角，其大小关系到塔的尺寸。角大，塔径大。 tgθ/2=ux/uy θ的大小与喷嘴的结构有关，见图。 喷雾角一般不受料液的表面张力的影响，但随料液黏度增加而变化。 黏度大，角小，以至于无法造成雾化。 3）液滴大小 各种参数对液滴尺寸的影响： ⑴流量的影响 ：在喷嘴额定进料速率范围内，流量越大，大液滴越多，但 当最初没达到额定流量之前，由于流量少，嘴的流速低，则雾化不完全，所 以在此情况下，流量越大，液滴粘度减小，一直达到额定流量为止； ⑵雾化角的影响：雾化角越大，减小喷嘴流量系数，从而流量越小，因而在 恒压下减小液滴尺寸； ⑶粘度的影响：粘度越大，液膜越厚，液滴直径越大； ⑷压力的影响：在进料速度固定时，压力增加将使平均液滴直径减小； ⑸表面张力的影响：表面张力大的液滴难雾化，但其对液滴的大小影响不大； ⑹喷嘴孔径的影响：在其喷嘴参数保持不变时，液滴尺寸随着嘴孔径的平方 而增加