Factors Influencing Flow Pattrens, Temperature Fields and Consequent Drying Rates in Spray Drying

Abstract

The PSI-Cell model is used to predict flow patterns and drying rates for laboratory-scale spray dryers. The liquid feed is water, with atomization producing a spectrum of droplet sizes. An analysis of the cause-and-effect relationships determining droplet trajectories, temperature fields, the location and magnitude of the backflow recirculation effect, and drying rates provides insight into the factors governing spray-air contacting and dryer performance.Independent effects are assessed for spray angle, dryer column diameter, initial droplet size distribution and droplet velocity (separately and as linked through atomizer pressure), air/water flow ratio, and liquid volatility. Inferences are made for effective dryer design, selection of operating conditions, and logic for scale-up.

Spray drying of tomato pulp in dehumidified air: II. The effect on powder properties

“…Increase in air-liquid flow ratio in a two-fluid nozzle atomizer decreases the mean size of the spray droplets (Nath & Satpathy, 1998). With smaller particles, narrow spray cones are formed and air may not penetrate the centre of the spray pattern until droplets have travelled quite some distance from the nozzle (Liang & King, 1991). This reduced mixing of hot air should make the drying rates decrease.…”

Εφαρμογή της τεχνικής spray drying στην ξήρανση υγρών τροφίμων - πολτού τομάτας

“…Αύξησή του προκαλεί µικρή µείωση του ποσοστού στερεών τροφοδοσίας που παραµένουν στα τοιχώµατα, επίδραση που είχε παρατηρηθεί και κατά τα πειράµατα µε ατµοσφαιρικό αέρα ως µέσο ξήρανσης. Με αύξηση του ρυθµού ροής συµπιεσµένου αέρα το σχηµατιζόµενο σπρέι σταγονιδίων µέσα στο θάλαµο είναι στενότερο (Liang et al, 1991) Όπως παρατηρείται στο Σχήµα 7.68, η αντικατάσταση του µέσου ξήρανσης είχε ως αποτέλεσµα την αισθητή µείωση του σχηµατισµού επικαθίσεων. Το ποσοστό των στερεών της τροφοδοσίας που συσσωρεύονταν στα τοιχώµατα µε τη µορφή επικαθίσεων µειώθηκε κατά 32 έως 71%, ανάλογα µε τις συνθήκες διεξαγωγής του κάθε πειράµατος.…”

“…Βέβαια, στη βιβλιογραφία υπάρχουν αναφορές για διάφορες µεθόδους παραλαβής των επικαθίσεων, έτσι ώστε να αναµιχθούν ακολούθως µε τη σκόνη που συγκεντρώνεται στον ειδικό χώρο συλλογής τελικού προϊόντος (Karatas, 1989 ;Masters, 1979 H επιβράδυνση αυτή των σταγονιδίων προκαλεί την εισροή του αέρα στην περιοχή του σπρέι, δηλαδή την "άντλησή" του (Oakley et al, 1991 ;Papadakis et al, 1988). Με µείωση του ρυθµού ροής αέρα το µεγαλύτερο µέρος αυτού που εισέρχεται µέσα στο σπρέι προέρχεται από ρεύµατα ανακυκλοφορίας αέρα ο οποίος βρίσκεται σε χαµηλότερα επίπεδα θαλάµου (Liang et al, 1991). Η ανακυκλοφορία αυτή επηρεάζει τις τροχιές των σωµατιδίων και αυξάνει το ποσοστό αυτών που κινούνται προς τα τοιχώµατα και τελικά προσκρούουν σ' αυτά.…”

“…Αύξησή του επιφέρει µείωση της συσσώρευσης προϊόντος στα τοιχώµατα. Για υψηλούς ρυθµούς ροής βοηθητικού µέσου εκνέφωσης, τα παραγόµενα σταγονίδια έχουν µικρότερο µέγεθος και το σχηµατιζόµενο σπρέι είναι στενότερο και πυκνότερο(Liang et al, 1991), µε αποτέλεσµα τα σταγονίδια να προσκρούουν στα τοιχώµατα σε χαµηλότερα επίπεδα του θαλάµου όπου και η υγρασία τους είναι χαµηλότερη. Η µειωµένη αυτή υγρασία τους, τη στιγµή που έρχονται σε επαφή µε τα τοιχώµατα, συντελεί στον περιορισµό της τάσης τους να παραµένουν εκεί µε τη µορφή επικαθίσεων.…”

Αξιοποίηση Παραπροϊόντων Βιομηχανίας Ροδιού

“…Η βελτίωση της απόδοσης με την αύξηση της αναλογίας w/c μπορεί επίσης να αποδοθεί στην προκαλούμενη μείωση του μεγέθους των σταγονιδίων (Goula & Adamopoulos, 2012). Όταν τα παραγόμενα σταγονίδια έχουν μικρότερο μέγεθος, το σχηματιζόμενο σπρέι είναι στενότερο και πυκνότερο (Liang et al, 1991), με αποτέλεσμα τα σταγονίδια να προσκρούουν στα τοιχώματα σε χαμηλότερα επίπεδα του θαλάμου, όπου και η υγρασία τους είναι χαμηλότερη. Η μειωμένη αυτή υγρασία τους τη στιγμή που έρχονται σε επαφή με τα τοιχώματα συντελεί στον περιορισμό της τάσης τους να παραμένουν εκεί με τη μορφή επικαθίσεων.…”