气流式喷雾干燥设备结构简单,雾化的效果好,所以广泛用于食品的干燥加工过程。最近几年奶粉的销量一直在稳步增加,大部分奶粉生产企业都是用喷雾干燥的方式对奶粉进行干燥加工,所以对喷雾干燥技术的研究就显得非常重要了。本文以天津大学提供的喷雾干燥实验装置为基础模型,通过理论分析、实验研究和模拟仿真结合的方法对奶粉喷雾干燥过程进行研究,重点研究影响气流式干燥奶粉中的含水量的工艺参数。这样既可以对奶粉的生产加工提供依据,也可以作为干燥塔的优化的理论依据。本文在研究过程中完成了对气流式喷雾干燥实验平台的搭建,通过实验研究进口温度、进料浓度、进料速率和进风量这四个单一变量对奶粉喷雾干燥后的颗粒含水量的影响,对实验结果进行分析并得出结论。本文在研究过程中完成了气流式喷雾干燥的数学模型建立。为了描述奶粉喷雾干燥过程,建立气相控制方程、颗粒运动方程、气液两相传质传热的数学模型和气相与液相耦合的方程。用有限容积法对气相控制方程和颗粒运动方程离散化,使用Simple算法对离散化的气相控制方程进行求解,用PSI-Cell算法对气相和离散相之间的作用进行耦合计算。文中利用ICEM-CFD软件,对喷雾干燥塔进行几何建模,并对该模型进行网格划分,利用求解器FLUENT对干燥塔内发生的喷雾干燥过程进行模拟计算。计算得到干燥塔内的气流的温度场云图、速度场云图、湿度场云图及颗粒运行轨迹和颗粒含水量图,并以此对喷雾干燥过程进行了分析研究,得出了利于改进奶粉干燥效果的工艺方案,研究过程及有关结论可为加工乳粉用干燥塔的优化提供了参考依据。