食品干燥機(jī)械與設(shè)備

第八章食品干燥機(jī)械與設(shè)備2/6/20231第一節(jié)概述

定義：凡是使物料（溶液、懸浮液及漿液）所含水分由物料向氣相轉(zhuǎn)移，從而變物料為固體制品的操作，統(tǒng)稱干燥。根據(jù)這一定義，干燥的含義顯然與過濾、壓榨等濾干、榨干以及濃縮均有區(qū)別。2/6/20232要使水分從物料轉(zhuǎn)移到氣相，物料必須受熱，水分吸收熱量才能汽化。物料受熱的方式仍然就是三種基本傳熱方式，即對(duì)流、傳導(dǎo)和輻射。因此根據(jù)傳熱方式的不同，干燥分熱風(fēng)干燥、接觸干燥和輻射干燥。物料中水分的汽化可以在不同的狀態(tài)下進(jìn)行，水分是在液態(tài)下汽化的，倘若預(yù)先將物料中水分凍結(jié)成冰，而后在極低的壓力下，使之直接升華而轉(zhuǎn)入氣相，這種干燥稱為冷凍干燥或冷凍升華干燥。2/6/20233

干燥的推動(dòng)力：水分在氣相傳遞的推動(dòng)力為物料表面附近的一層氣膜的蒸氣分壓與氣相主體中蒸汽分壓之差。由于物料水分汽化是在表面進(jìn)行，故逐漸形成從物料內(nèi)部到表面的濕度梯度，此濕度梯度即為干燥的推動(dòng)力。

溫度梯度也可以使物料內(nèi)部水分傳遞，稱為熱傳遞。水分將從溫度高處向低溫處轉(zhuǎn)移。對(duì)于任一種干燥方法，上述兩梯度均存在于物料內(nèi)部。2/6/20234干燥食品的分類按被干燥食品的狀態(tài)分1.粉狀食品物料：主要有淀粉、米粉、魚粉、調(diào)味粉、果糖、各種氨基酸和食品添加劑等。2.片、條、塊狀食品物料：主要有干制的果蔬、餅干、茶葉、魚蝦干等海產(chǎn)品和豬牛肉等畜產(chǎn)品。3.漿狀食品物料：主要有奶粉、豆粉、果膠、咖啡粉等。按被干燥食品的物理化學(xué)性質(zhì)分1.液態(tài)食品：包括溶液、膠體溶液和非均相態(tài)食品。2.濕固態(tài)食品：包括晶體、膠體和生物組織體。2/6/20235干燥的方法熱風(fēng)干燥：空氣干燥法，此法直接以高溫的空氣作熱源，即對(duì)流傳熱，將熱量傳給物料，使水分汽化同時(shí)被空氣帶走。接觸干燥法：此法是間接靠間壁的導(dǎo)熱，將熱量傳給與間壁接觸的物料。熱源可為水蒸氣、熱水、燃?xì)?、熱空氣等。輻射法：此法是利用紅外線、遠(yuǎn)紅外線、微波或介電等能源將熱量產(chǎn)給物料。2/6/202362/6/20237應(yīng)用：干燥在國民經(jīng)濟(jì)各部門都有著重要意義。食品工業(yè)中干燥操作是一項(xiàng)最基本的單元操作，對(duì)于干燥食品它是一項(xiàng)主要的單元操作。例如：果蔬的干制，奶粉和蛋黃粉的制造，面包餅干的焙烤和淀粉的制造等等。另外發(fā)酵食品，味精，檸檬酸，酶制劑等等。啤酒生產(chǎn)中麥芽干燥，制糖生產(chǎn)中砂糖的干燥等。目的：食品干燥目的是去除物料中的水分，減少其體積和重量，便于產(chǎn)品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸；可防止微生物在成品中繁殖。2/6/20238干燥通常是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最后一道工序，因此與產(chǎn)品質(zhì)量，最終產(chǎn)品有著重要關(guān)系。如果干燥過程控制不好，會(huì)使產(chǎn)品變質(zhì)而受到損失。食品多為熱敏性物料，在干燥過程中如果控制不好導(dǎo)致變質(zhì)，破壞其色、香、味，影響產(chǎn)品質(zhì)量。干燥方法和干燥設(shè)備的選擇，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)性等綜合考慮。目前食品產(chǎn)品的干燥廣泛采用的是空氣干燥法。2/6/20239熱風(fēng)干燥設(shè)備的分類熱風(fēng)干燥：用對(duì)流方式將熱空氣的熱量傳遞給物料，帶走物料表面的水分。特點(diǎn)：熱風(fēng)既是載熱體又是載濕體，因此熱風(fēng)干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易。一、成件產(chǎn)品干燥設(shè)備：1、移動(dòng)式干燥器：a、傳送帶式；b、車廂式；c、鏈板式。2、固定式干燥器：a、箱式；b、隧道式。2/6/202310第二節(jié)固定床和箱式干燥機(jī)固定床干燥特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，投資小，通用性強(qiáng)；但設(shè)備裝卸物料不便，生產(chǎn)率低。烘房:它一般由烤架、加熱爐、煙道、煙囪與烤架、烤盤等組成?？痉繛橥聊敬u結(jié)構(gòu)，周圍有保溫層。這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是升溫排濕快，烤房較高，空間利用率較大，熱能利用較好。缺點(diǎn)是操作勞動(dòng)強(qiáng)度大。主要用于小批量土特產(chǎn)品、果品的干制。還可以在這類烘房內(nèi)，利用蒸汽管道，間接加熱，制作果脯等產(chǎn)品2/6/202311固定床干燥設(shè)備循環(huán)干燥倉：組成：熱風(fēng)裝置，循環(huán)裝置，料倉特點(diǎn)：干燥速度快，處理量大，有貯存?zhèn)}的作用。攪拌器作用：降低干燥室垂直方向水分梯度。均化空隙，增加通風(fēng)均勻性。2/6/202312固定床和箱式干燥機(jī)二、箱式干燥器平行流：熱風(fēng)從物料表面通過，料層薄(20～50mm)，干燥強(qiáng)度小。穿流：熱風(fēng)從料層中通過，料層厚(45～65mm)，干燥強(qiáng)度大。2/6/2023132/6/202314第三節(jié)隧道式干燥設(shè)備一、結(jié)構(gòu)和工作過程（一）隧道體

（二）料盤與裝料

（三）料車與裝料盤

（四）料車的運(yùn)行有人工推車和鏈爪推車兩種方式。１．人工推車２．鏈爪推車（五）門的結(jié)構(gòu)與開閉

雙扉式，旁推式或升降式

（六）風(fēng)機(jī)（七）加熱裝置2/6/202315二、類型和特點(diǎn)（一）順流型隧道式干燥機(jī)

風(fēng)機(jī)、加熱器多設(shè)在隧道頂?shù)纳线?。料車從隧道一端推人，濕物料先與高溫?zé)犸L(fēng)接觸，對(duì)高水分物料，可采用較高的熱風(fēng)溫度，也不致?lián)p傷產(chǎn)品品質(zhì)。而物料接近干燥成品時(shí)，熱風(fēng)溫度降低，可防止產(chǎn)品過熱，但難以獲得低水分產(chǎn)品。2/6/202316

（二）逆流型隧道式干燥機(jī)上述兩種隧道式干燥機(jī)的共同優(yōu)缺點(diǎn)是：（1）構(gòu)造簡(jiǎn)單，容易制做，投資較少，操作方便．（2）適應(yīng)性強(qiáng)?？捎米龆喾N果蔬、土特產(chǎn)、中草藥與經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)品的干燥。（3）生產(chǎn)能力較大。適于大中型生產(chǎn)規(guī)模。（4）隧道排出的部分廢氣，可與新鮮空氣混合，經(jīng)加熱器，重新進(jìn)入隧道，進(jìn)行廢氣再循環(huán)，以提高熱能的利用、調(diào)節(jié)熱風(fēng)濕度，適應(yīng)物料的干燥要求。（5）物料干燥過程中處于靜止?fàn)顟B(tài)，形狀無損傷。物料與熱風(fēng)接觸時(shí)間較長，熱能利用較好。（6）熱耗大。

（7）結(jié)構(gòu)龐大。如磚混結(jié)構(gòu)的隧道干燥設(shè)備的總高約3m，寬2m，長數(shù)幾米到十米。圖9－5逆流型隧道式干燥機(jī)2/6/202317（三）混合式隧道干燥機(jī)

濕物料入隧道先與高溫而濕度低的熱風(fēng)作順流接觸，可得到較高的干燥速率；隨著料車前移，熱風(fēng)溫度逐漸下降、濕度增加，然后物料與隧道另端進(jìn)入的熱風(fēng)作逆流接觸，使干燥后的產(chǎn)品能達(dá)較低的水分。兩段的廢氣均由中間排出，亦可進(jìn)行部分廢氣再循環(huán)．這種設(shè)備與單段隧道式干燥設(shè)備相比，干燥時(shí)間短、產(chǎn)品質(zhì)量好，兼有順流、逆流的優(yōu)點(diǎn)，但隧道體較長。

2/6/202318（四）穿流型隧道式干燥機(jī)在隧道體的上下分段設(shè)有多個(gè)加熱器。在每一個(gè)料車的前側(cè)固定有擋風(fēng)板，將相鄰料車隔開。熱風(fēng)垂直穿過物料層，并多次換向。熱風(fēng)的溫度可以分段控制。國外有一種兩隧道并列的穿流型干燥設(shè)備，沿整個(gè)隧道縱向分若干干燥段，在兩列隧道各干燥段的上部裝一軸流風(fēng)機(jī)，使熱風(fēng)在段內(nèi)穿過兩列隧道的物料層，同時(shí)輸入一定量外界空氣，排出一定量廢氣，進(jìn)行部分廢氣再循環(huán)。這類穿流型隧道干燥機(jī)的特點(diǎn)是干燥迅速，比平流型的干燥時(shí)間縮短，產(chǎn)品的水分均勻，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，消耗動(dòng)力較大。2/6/202319第四節(jié)帶式干燥機(jī)

帶式干燥機(jī)是將物料置于輸送帶上，在隨帶運(yùn)動(dòng)的過程中與熱風(fēng)接觸而干燥的設(shè)備．因結(jié)構(gòu)和流程不同，有多層。單級(jí)和多級(jí)等各種類型。一、多層帶式干燥機(jī)2/6/202320二、單級(jí)穿流帶式干燥機(jī)由一個(gè)循環(huán)輸送帶、兩個(gè)空氣加熱器、三臺(tái)風(fēng)機(jī)和傳動(dòng)變速裝置等組成。全機(jī)分成兩個(gè)干燥區(qū)。第一干燥區(qū)的空氣自下而上經(jīng)加熱器穿過物料層。第二干燥區(qū)是空氣自上而下經(jīng)加熱器穿過物料層．每個(gè)干燥區(qū)的熱風(fēng)溫度和濕度都是可以控制的，亦可以在干燥過程中，對(duì)物料上色和調(diào)味。2/6/202321三、多級(jí)穿流帶式干燥機(jī)它用于制作各種脫水蔬菜、葡萄干、麥片、酵母等產(chǎn)品。優(yōu)缺點(diǎn)是；（1）物料在干燥過程中，不受振動(dòng)或沖擊，不損傷，粉塵飛揚(yáng)少。（２）物料在帶間轉(zhuǎn)移時(shí)，得到松動(dòng)和翻轉(zhuǎn)，使物料的蒸發(fā)表面積增大，改善通氣性和干燥均勻性。（３）干燥區(qū)的數(shù)目較多，每一區(qū)的熱風(fēng)流量、流向、溫度和濕度均可控制，符合物料干燥工藝的要求。（４）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，設(shè)備費(fèi)用高。（５）設(shè)備的進(jìn)出料口，密封不嚴(yán)，易產(chǎn)生漏氣。2/6/202322第五節(jié)氣流干燥機(jī)一、特征（一）干燥強(qiáng)度大（二）干燥時(shí)間短、物料溫度低干燥管長10～20m，物料的干燥時(shí)間0.5～2s。干燥管的進(jìn)風(fēng)溫度為134～144℃，物料在干燥管出口的溫度為55～70℃。（三）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、處理量大除干燥管外，只需風(fēng)機(jī)、熱源、加料器及產(chǎn)品回收裝置等，設(shè)備投資費(fèi)用較少。占地面積亦較小。（四）適應(yīng)性

要求被干燥物料的顆粒粒徑在0.5～0.7mm以下。對(duì)塊、膏糊狀濕物料，需先進(jìn)行粉碎再氣流干燥。對(duì)產(chǎn)品的水分要求在3％以下或要求保持結(jié)晶形狀、光澤及易粘附于干燥管的物料不適用。（五）動(dòng)力消耗較大

由于使用較高速氣流，需選用高、中壓離心風(fēng)機(jī)，動(dòng)力消耗較大。2/6/202323二、類型和性能（一）單級(jí)氣流干流機(jī)它屬于直管式小型生產(chǎn)設(shè)備，用于制做淀粉，按含水率為１３．５％的成品計(jì)，生產(chǎn)率為０.２～０．5t/h；采用蒸汽加熱的翅片式空氣預(yù)熱器，蒸汽壓為５～７ｋｇ／cm2；干燥管高７～１２ｍ，管徑３０～４０ｃｍ，管內(nèi)風(fēng)速２０m/s。2/6/202324（二）兩級(jí)氣流干燥機(jī)

該機(jī)是直管中型生產(chǎn)設(shè)備。用于制做淀粉，按含水率13.5％的成品計(jì)，生產(chǎn)率為1.2～3.2t/ｈ。采用二級(jí)干燥管可以節(jié)約熱能，降低管的高度。其蒸汽壓力、風(fēng)溫、風(fēng)速、管徑等與一級(jí)干燥機(jī)基本相同。2/6/202325（一）噴霧干燥原理利用不同的噴霧器（機(jī)械），將需干燥的物料噴成霧狀，形成具有較大的表面積的分散微粒（10-200um），同熱空氣發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換，迅速排除本身的水分，在幾秒至幾時(shí)秒內(nèi)獲得干燥。如與高溫400-500℃的熱風(fēng)接觸需0.01-0.04秒內(nèi)就完成干燥，與100-150℃的熱風(fēng)接觸需1-3秒就完成干燥。成品以粉末狀態(tài)沉降于干燥器的底部排出。第六節(jié)噴霧干燥機(jī)2/6/202326一、噴霧干燥的優(yōu)缺點(diǎn)2/6/202327噴霧干燥適宜干燥的物料：2/6/202328二、對(duì)噴霧干燥機(jī)的要求

（1）物料在干燥過程中，凡與物料相接觸的設(shè)備部位，必須便于清洗滅菌。（2）應(yīng)采取措施防止焦粉，避免熱空氣產(chǎn)生逆流，滿足工藝要求。

(３)要保證熱風(fēng)潔凈，檢查風(fēng)管和加熱器中是否有鐵銹或滲漏保溫材料，以防混入產(chǎn)品。

(４）為了提高產(chǎn)品的溶解度，速溶性，干燥的產(chǎn)品，應(yīng)迅速從干燥室連續(xù)排出，經(jīng)冷卻后包裝。（５）排風(fēng)溫度不允許超過要求，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全。（６）為提高干燥室的熱效率。噴霧時(shí)被干燥的料液和熱空氣均勻接觸，加熱器、干燥室和熱風(fēng)管，需隔熱保溫。（7）對(duì)粘性物料，應(yīng)采取措施盡量減少粘壁現(xiàn)象。2/6/202329二.噴霧干燥器的分類（一）按生產(chǎn)流程分類（二）按噴霧和氣體流動(dòng)方向分類（三）按霧化方法分類2/6/202330（一）按生產(chǎn)流程分類1.開放式噴霧干燥系統(tǒng)

特點(diǎn)：載熱體在系統(tǒng)中只使用一次就排入大氣中，不再循環(huán)使用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于廢氣中濕含量較高，無毒無臭氣體。缺點(diǎn)：載熱體消耗量大。簡(jiǎn)述流程：壓力噴霧，離心噴霧，氣流噴霧都可以按照開放式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2/6/2023312.封閉循環(huán)式噴霧干燥系統(tǒng)特點(diǎn)：載熱體在系統(tǒng)中組成一個(gè)封閉的循環(huán)回路，有利于節(jié)約載體熱?；厥杖軇?，防止污染大氣，載熱體大多使用惰性氣體。流程：從干燥塔排除的廢氣，經(jīng)旋風(fēng)除塵器除去微細(xì)粒子，然后進(jìn)入冷凝器。冷凝器的作用:是將廢氣中的溶劑（或水分）冷凝下來，除濕后的尾氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)升壓，進(jìn)入一個(gè)間接式加熱器后又變?yōu)闊犸L(fēng)，如此往復(fù)循環(huán)使用。適用于可燃性溶劑系統(tǒng)，溶劑需回收，產(chǎn)生有污染的臭氣。2/6/2023323.自惰循環(huán)式噴霧干燥系統(tǒng)自惰就是指系統(tǒng)中有一個(gè)自制惰性氣體的裝置。在這個(gè)裝置中，引入空氣和可燃性氣體進(jìn)行燃燒，將空氣中的氧氣燒掉，剩下氮?dú)夂投趸迹ǘ栊詺怏w）作為干燥介質(zhì)。為使系統(tǒng)中氣體壓力平衡，在鼓風(fēng)機(jī)出口處安裝一個(gè)放氣減壓裝置，部分空氣可排放到大氣中。適用于：有臭氣發(fā)出，產(chǎn)品有高度爆炸性，著火危險(xiǎn)，通過燃燒消除掉臭氣和產(chǎn)品粉末。2/6/202333（二）按噴霧和氣體流動(dòng)方向分類并流、逆流和混合型三種1.并流式：在噴霧干燥室內(nèi)，液滴與熱風(fēng)呈同方向流動(dòng).常用的基本形式：垂直下降并流、垂直上升并流行型、水平并流型2/6/202334垂直下降并流特點(diǎn)是塔壁粘粉比較少。垂直上升并流行型要求干燥塔截面風(fēng)速要大于干燥物料的懸浮速度，以保證物料能被帶走。由于在干燥室內(nèi)細(xì)粉干燥時(shí)間短，粗粒干燥時(shí)間長，產(chǎn)品具有均勻干燥的特點(diǎn)。但動(dòng)力消耗大。水平并流型熱風(fēng)在干燥室內(nèi)呈螺旋狀運(yùn)動(dòng)，以便與液滴均勻混合，并能延長干燥時(shí)間。液滴水平噴出（壓力噴霧）。缺點(diǎn)是處理量增加時(shí)，需增加壓力噴槍數(shù)目，但由噴霧距離小，噴霧角度受一定限制，在清掃產(chǎn)品時(shí)存在問題不小。漸漸被淘汰。2/6/202335在并流系統(tǒng)中，最熱的干燥空氣與水分含量最大的液滴接觸，因而迅速蒸發(fā)，液滴表面溫度接近于空氣的濕球溫度，同時(shí)空氣的溫度也隨著降低，因此，從液滴到干燥成品的整個(gè)過程中，物料的溫度不高，這對(duì)于熱性物料的干燥是特別有利的。這時(shí)，由于蒸發(fā)速度快，液滴膨脹甚至破裂，因此并流操作時(shí)所得產(chǎn)品常為非球形的多孔顆粒，具有較低的視密度。在食品工業(yè)中，如牛奶，果汁，雞蛋液物料的干燥，絕大多數(shù)采用并流噴霧干燥。2/6/2023362.逆流式噴霧干燥器在噴霧干燥器內(nèi)，熱風(fēng)與液滴呈反方向流動(dòng)。特點(diǎn)：高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)入干燥器內(nèi)首先與要干燥的粒子接觸，使內(nèi)部水分含量達(dá)到較低的程度，物料在干燥器內(nèi)懸浮時(shí)間長.適于含水量高的物料干燥.設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意氣流速度小于成品粉粒懸浮速度，以防粉粒被廢氣夾帶。常用于壓力噴霧。2/6/2023373.混合型噴霧干燥器氣流從上向下（有一個(gè)方向），霧滴有兩個(gè)方向（從下向上，從上向下）。特點(diǎn)：氣流與產(chǎn)品較充分接觸，并起騷動(dòng)，脫水效率較高，耗熱量較少。但產(chǎn)品有時(shí)與濕的熱空氣流接觸，故干燥不均勻。2/6/202338（三）按霧化方法分類1.壓力式噴霧干燥器2.離心式噴霧干燥器3.氣流式噴霧干燥器食品工業(yè)上應(yīng)用以壓力式和離心式為主，氣流式應(yīng)用范圍較小，這是由于動(dòng)力消耗大，經(jīng)濟(jì)上不合理。2/6/2023391.壓力式噴霧干燥器壓力噴霧干燥的含義是指物料的霧化方法是使用壓力而得，其壓力的來源一般使用高壓泵。其過程是將濃縮過的物料通過霧化器，使料液的表面張力得以克服而霧化為霧狀微粒噴入干燥室，在干燥室中與熱空氣直接接觸，其表面十分迅速蒸發(fā)，在很短時(shí)間內(nèi)即被干燥成為球狀顆粒的干燥操作。壓力噴霧干燥具有操作簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟和生產(chǎn)能力高的特點(diǎn)，在乳制品工業(yè)應(yīng)用廣泛。壓力噴霧器的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作時(shí)無噪音；改變噴嘴內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，容易得到所需的噴矩形狀；生產(chǎn)量大時(shí)，可采用多噴嘴噴霧；制造成本低；操作簡(jiǎn)單，更換檢修方便。缺點(diǎn)：生產(chǎn)中，流量難調(diào)節(jié)；噴嘴孔徑小于1mm時(shí)，易堵塞；不適宜于黏度高的物料。2/6/2023402/6/2023412.離心式噴霧干燥器離心噴霧是利用在水平方向作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的圓盤上注入料液，使料液在離心力的作用下以高速甩出，形成薄膜、細(xì)絲或液滴。被甩出的料液，受到因圓盤高速轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的空氣的摩擦、阻礙和撕裂等作用而被分散成微小的液滴。離心噴霧干燥的特點(diǎn)調(diào)整轉(zhuǎn)速，可以調(diào)整霧化料液的粒徑；物料黏度的適應(yīng)性比壓力噴霧干燥廣，即可以處理黏度低的料液，對(duì)黏度高的濃縮液霧化干燥的效果也較好；噴霧器的材料要求具有質(zhì)輕強(qiáng)度高的性能，對(duì)材質(zhì)的要求高。2/6/202342三、霧化器的結(jié)構(gòu)和霧化機(jī)理噴霧干燥對(duì)霧滴的平均直徑有一定要求,因此將溶液分散成霧滴是噴霧干燥的一個(gè)關(guān)鍵。它不僅對(duì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)而且對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量均有較大的影響，特別是對(duì)熱敏性物料的干燥更為重要。2/6/202343實(shí)現(xiàn)物料霧化的霧化器目前有如下三種：1、壓力噴霧器（壓力噴嘴）

系利用高壓泵（70-200大氣壓）強(qiáng)制液體通過小孔（孔徑為0.5-1.5mm）使之分散成霧滴；2、氣流式噴霧器

利用壓縮空氣或過熱蒸汽（一般為2.5-6大氣壓表壓）的高速流動(dòng)，將溶液分散成霧滴；3、離心式噴霧器

利用高速旋轉(zhuǎn)（75-150m/s圓周速度）的圓盤，使液體受離心力的作用而分散成霧滴。2/6/202344三種霧化方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)壓力噴霧器（機(jī)械式）適用于一般粘度的料液，動(dòng)力消耗最少，大約每噸溶液所需耗能為4-10kw.h,其缺點(diǎn)是必須要有高壓泵，噴嘴小易堵塞，操作彈性小，生產(chǎn)調(diào)節(jié)范圍窄。氣流式的動(dòng)力消耗最大，每㎏料液約需0.4-0.8㎏壓縮空氣。但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易制造，適用于任何粘度或稍有固體的料液。離心式的動(dòng)力消耗介于上述兩種之間，適用于高粘度或帶有固體的料液，而且轉(zhuǎn)盤霧化操作彈性寬，可在設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的±25％范圍內(nèi)調(diào)節(jié)產(chǎn)量，而不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。其缺點(diǎn)是機(jī)械加工要求高，制造費(fèi)用大，霧滴較粗，噴嘴較大，因此塔的直徑也相應(yīng)的比其他的噴霧器的塔大的多。

2/6/202345（一）壓力噴霧器霧化機(jī)理經(jīng)過高壓泵加壓后的料液以一定的速度，沿切線方向進(jìn)入噴嘴的旋室，這時(shí)液體的部分靜壓能將轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，形成液體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)自由旋渦動(dòng)量矩守恒定律，旋轉(zhuǎn)速度與旋渦半徑成反比。因此越靠近軸心，旋轉(zhuǎn)速度越大，其靜壓力越小，結(jié)果在噴嘴中央，形成一股壓力等于大氣壓的空氣旋流，而液體則變成繞空氣旋轉(zhuǎn)的環(huán)形液膜。從噴嘴噴出后，在料液物理性質(zhì)的影響及介質(zhì)的摩擦作用下，液膜伸長變薄，并撕裂成細(xì)絲，最后細(xì)絲斷裂為液滴。2/6/202346(二)離心式噴霧器離心式噴霧器液是一種應(yīng)用較廣泛的噴霧器，它使將料液送到高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上，由于離心力的作用，料液被甩成薄膜，由噴霧盤的邊緣甩出同時(shí)受空氣的摩擦以及本身表面張力作用而成霧滴。2/6/2023471.離心噴霧盤的結(jié)構(gòu)周邊有噴嘴、葉片、溝槽。離心噴霧盤的型式很多。常見的有噴槍式和圓盤式兩大類。噴霧器型式的選擇主要取決于被干燥物料的性質(zhì)，如粘度較小的料液可采用噴槍式和多葉片式，對(duì)粘度大的料液可采用光滑盤，如碟式。2/6/2023482.離心噴霧的霧化機(jī)理離心噴霧是利用在水平方向作高速旋轉(zhuǎn)的圓盤給予溶液以離心力，使其以高速甩出，形成薄膜，由噴霧盤的邊緣甩出同時(shí)受空氣的摩擦以及本身表面張力作用而成細(xì)絲或液滴。2/6/202349當(dāng)離心盤轉(zhuǎn)速很低并且液量很小時(shí)，則粘度和表面張力起決定因素。此時(shí)霧化機(jī)理為物性控制。當(dāng)離心盤的轉(zhuǎn)速越來越高，液量也越來越大時(shí)，則離心力和摩擦力起決定因素，此時(shí)霧化機(jī)理液就從物性控制過渡到離心力和摩擦控制，成為速度霧化機(jī)理。在工業(yè)生產(chǎn)條件下，大多采用高速轉(zhuǎn)盤和大流量下操作，所以霧化主要是速度霧化。2/6/202350速度霧化所得噴霧具有很寬的滴徑分布，為了提高噴霧的均勻性，可在低液量的情況下，提高轉(zhuǎn)盤的速度。在噴霧干燥的操作條件下，想利用調(diào)節(jié)料液粘度和表面張力來獲得均勻的液滴是不可能的。因此料液量一定時(shí)，為了保證液滴的均勻性，必須注意以下幾點(diǎn)：①離心盤必須無震動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；②轉(zhuǎn)盤速度要高；

③轉(zhuǎn)盤上的葉片的溝槽表面必須平滑；

④轉(zhuǎn)盤上葉片表面完全為料液所潤濕；

⑤進(jìn)料量要穩(wěn)定而且均勻總之，液滴大小和噴霧的均勻性，與物料的性質(zhì)、處理量、盤的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速等有密切關(guān)系。2/6/202351（三）氣流式噴霧器由于他的動(dòng)力消耗太大，故食品工業(yè)很少應(yīng)用。它是用于試驗(yàn)用小型設(shè)備和小批量生產(chǎn)，在此不作介紹?？蓞㈤営嘘P(guān)資料。（四）離心噴霧與壓力噴霧的比較壓力噴霧和離心噴霧在國內(nèi)外食品工業(yè)上都用于大規(guī)模的生產(chǎn)中，目前國內(nèi)外以壓力噴霧為主。如蛋、乳粉生產(chǎn)中壓力噴霧占76℅，而離心噴霧占24℅。國外歐洲以離心噴霧為主，美、日、丹麥等國以壓力噴霧為主。2/6/202352四、噴霧干燥器及系統(tǒng)組成：干燥室、噴霧器、熱空氣分配裝置、進(jìn)風(fēng)機(jī)、空氣過濾器、空氣加熱器、進(jìn)料裝置、粉塵回收裝置及排風(fēng)機(jī)。2/6/202353（一）噴霧干燥室多為廂式和塔式兩大類。由于處理物料不同，受熱溫度不同，以及熱風(fēng)進(jìn)入和進(jìn)料方式不同，其結(jié)構(gòu)型式也很多。干燥室所用材料不同，可分為金屬結(jié)構(gòu)的、鋼筋水泥結(jié)構(gòu)的及有襯里（瓷磚）結(jié)構(gòu)的。目前普遍用金屬結(jié)構(gòu)。2/6/2023541、廂式（臥式）用于水平方向的壓力噴霧干燥，其底有平底的和斜底的。前者用于處理量不大的場(chǎng)合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。用于食品干燥其內(nèi)襯不銹鋼板，底部有良好的保溫層，以免干燥積露回潮。干燥室外壁用絕熱材料保溫，常用的保溫材料有：玻璃絲棉、砂渣棉、輕質(zhì)石棉磚、蛭石、泡沫塑料等。2/6/2023552、塔室干燥室（干燥塔）新設(shè)計(jì)的噴霧干燥設(shè)備，幾乎都采用塔式結(jié)構(gòu)。適用于離心噴霧，壓力噴霧和氣流噴霧塔的結(jié)構(gòu)。其骨架用型鋼，內(nèi)壁視處理物料可用薄不銹鋼板或普通鋼板制造。用型鋼骨架是為了節(jié)省不銹鋼，否則需用10mm厚的鋼板做塔，材料費(fèi)用高。塔底結(jié)構(gòu)多為錐形底。為了防止物料產(chǎn)生粘壁現(xiàn)象，熱塑性制品（高溫軟化，低溫硬化），故具有塔壁冷卻措施。常用的冷卻方法有三種：1、有塔的圓錐體下部切線方向進(jìn)入冷空氣掃過塔壁。2、具有夾套3、沿塔內(nèi)壁裝有旋轉(zhuǎn)空氣清掃器，通冷空氣冷卻。2/6/202356（二）熱風(fēng)盤熱風(fēng)進(jìn)口位置及熱風(fēng)分配室熱風(fēng)進(jìn)入干燥室之前，必須通過特殊結(jié)構(gòu)的熱風(fēng)分配室使熱風(fēng)均勻分布，充分與顆粒接觸。而且不產(chǎn)生渦流和焦粉現(xiàn)象。熱風(fēng)分配是出口風(fēng)速一般為：5-8m/s,干燥室截面風(fēng)速0.2-0.54m/s.2/6/202357（三）空氣過濾器、加熱器、風(fēng)機(jī)及粉塵回收裝置1.空氣過濾器2.空氣加熱器3.風(fēng)機(jī)的選擇4.粉塵分離裝置2/6/2023583.風(fēng)機(jī)的選擇噴霧干燥系統(tǒng)所用的進(jìn)風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)均為離心式鼓風(fēng)機(jī)，其性能曲線在產(chǎn)品樣本均有說明。選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，風(fēng)量要根據(jù)計(jì)算值，再加上一定裕量。如進(jìn)風(fēng)機(jī)加10～20％。排風(fēng)機(jī)加15～30％，一般情況下，排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量比進(jìn)風(fēng)機(jī)要大20～40％，使干燥塔內(nèi)保持微負(fù)壓，以避免粉塵跑向車間。2/6/202359在奶粉噴霧干燥中，一般要用進(jìn)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓為120～160mmH2O柱，排風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓為180～240mmH2O柱。進(jìn)風(fēng)機(jī)風(fēng)壓＝?空氣過濾阻力+(空氣除濕阻力+)加熱器阻力+管道阻力排風(fēng)機(jī)風(fēng)壓＝?干燥室阻力+粉塵過濾器阻力+排風(fēng)系統(tǒng)管路阻力+干燥室內(nèi)保持負(fù)壓根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)風(fēng)管風(fēng)速為6～12m/s，排風(fēng)管風(fēng)速為5～8m/s為宜，故其管路直徑可用流量公式計(jì)算。2/6/2023604.粉塵分離裝置目的：回收物料，防止浪廢，及防止對(duì)環(huán)境的污染。常用的為先用旋風(fēng)分離器分離，再用袋濾器，或者單獨(dú)使用旋風(fēng)分離器，或單獨(dú)使用袋濾器。1）袋濾器2）旋風(fēng)分離器2/6/2023612/6/2023621）袋濾器袋濾器是一種有效的除塵裝置，其回收效率可達(dá)100%，常直接安裝在噴霧干燥器之后作為產(chǎn)品回收裝置。(1)袋濾器的構(gòu)造和操作袋濾器主要是由許多個(gè)長約2～3.5米、直徑為0.15～0.20米的濾袋垂直地安裝在外殼內(nèi)。濾袋是用天然纖維或合成纖維為原料的紡織品制成的，大多不耐高溫。

2/6/202363圖7-10是一種半連續(xù)式清掃積塵的袋濾器，附有機(jī)械振動(dòng)和壓縮空氣倒吹的裝置。通常袋濾器并聯(lián)若干單元，每個(gè)單元有許多濾袋，圖7-10是其中一個(gè)單元的剖視圖。2/6/202364

這個(gè)單元正處在操作中，含塵氣體通過濾袋，粉塵積留在袋中，氣體則透過濾袋排出去。粉塵積留到一定程度時(shí)(表現(xiàn)在壓力降增高上，可達(dá)200—240毫米水柱)，這個(gè)單元就停止除塵操作，同時(shí)倒吹壓縮空氣并通過機(jī)械振動(dòng)把積留的粉塵從袋中清除到錐底，然后由螺旋輸送器排出去。如此循環(huán)不已。當(dāng)一個(gè)單元在清掃時(shí)，其余各單元?jiǎng)t處理全部含塵氣體進(jìn)行過濾。清掃次序和時(shí)間由一時(shí)控裝置來控制。2/6/202365還有一種半連續(xù)式操作的袋濾器，稱為脈沖袋濾器，是近年來發(fā)展的除塵效率較好的袋濾器，如圖7—11所示。用一脈沖控制儀來控制每一濾袋的脈沖閥并準(zhǔn)確地執(zhí)行各濾袋噴吹清掃的程序切換。2/6/202366噴吹時(shí)濾袋突然膨脹，引起一次沖擊振動(dòng)，在瞬時(shí)間產(chǎn)生由內(nèi)向外的逆向氣流，故濾袋上的粉塵被吹落至袋濾器底部排出。此袋噴吹清掃后，就自動(dòng)切換至另一濾袋噴吹，而此袋則進(jìn)行過濾，每過濾15秒鐘又切換至本袋噴吹。由此可見，脈沖袋濾器與上述機(jī)械振動(dòng)和倒吹的袋濾器相比，在清掃時(shí)不需要關(guān)閉袋濾器中任何一個(gè)部分，而且每個(gè)濾袋的清掃時(shí)間與過濾時(shí)間相比不過1／100左右，因此脈沖袋濾器實(shí)際上可以看成是一個(gè)連續(xù)式清掃的袋濾器。2/6/202367(2)濾袋材料濾袋材料是根據(jù)粉塵性質(zhì)、空氣溫度和材料本身(織成濾布)的價(jià)格來選擇的。用于噴霧干燥的袋濾器，大多不超過130℃，但是冶煉廠所用的袋濾器，則要求耐高溫至250～300℃，還要求耐酸。除了耐高溫、耐酸堿這些特殊要求外，一般還要求粉塵的回收效率高、壽命長和積灰后阻力小。濾袋的主要材料及其性能見表7-4。

2/6/202368噴霧干燥的應(yīng)用噴霧干燥作為現(xiàn)代對(duì)流干燥方法之一被廣泛地應(yīng)用于化工、食品、生物、制藥等工業(yè)中，用于干燥真溶液、膠體溶液、懸濁液、乳濁液、漿料液和可流動(dòng)的膏狀料，特別是用來干燥乳及乳制品、蛋、酵母、維生素、酶制劑、血液和血漿代用品、咖啡、粉末油脂等。2/6/202369第七節(jié)滾筒干燥機(jī)一、分類滾筒干燥機(jī)有多種型式，如單滾筒式、雙滾筒式，常壓式與真空式，頂槽式與噴霧式。二、工作的原理和過程（一）頂槽式雙滾筒干燥機(jī)

滾筒和其端部擋板，構(gòu)成供料的頂槽。雙滾筒必須同速，其間隙可以調(diào)節(jié)。貼著每個(gè)滾筒外圓裝有刮刀。加熱蒸汽從滾筒中心軸的一端進(jìn)入筒內(nèi)，溫度１５０℃。工作時(shí)，經(jīng)殺菌或濃縮后的乳液，先進(jìn)入頂槽，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)后，將薄一層液料帶出，通過滾筒表面，很快被加熱蒸發(fā)，并連續(xù)不斷地將烘干的薄片刮掉，落入輸送槽，再進(jìn)行粉碎；過篩和包裝。（二）噴霧式雙滾筒干燥機(jī)其工作的原理和過程與頂槽式基本相同。主要區(qū)別是滾筒上裝有噴嘴，工作時(shí)在滾筒表面上噴灑薄薄一層油料。這種供料方法，加熱面的熱利用率可達(dá)９０％，而頂槽式還不到７０％。料膜的形成條件2/6/202370滾筒干燥特點(diǎn)1.熱效率高因主要傳熱方式為熱傳導(dǎo)，傳熱方向在整個(gè)傳熱周期中保持一致，所以滾筒內(nèi)大部分熱量用于物料的汽化，熱效率達(dá)80%-90%。2.干燥速率大筒壁上濕料膜的傳熱和傳質(zhì)過程，方向一致，溫度梯度大，使料液表面保持較高的蒸發(fā)速度。3.產(chǎn)品的干燥質(zhì)量穩(wěn)定缺點(diǎn)：滾筒表面濕度較高，對(duì)一些物料會(huì)因過熱有損風(fēng)味或呈現(xiàn)不正常的顏色。2/6/202371流化床干燥器又稱沸騰床干燥器，是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型干燥設(shè)備。所謂流化床，是指在一個(gè)設(shè)備中，將顆粒物料堆放在分布板上，當(dāng)氣流由設(shè)備的下部通向床層，隨著氣流速度加大到某種程度，固體顆粒在床內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生沸騰狀態(tài)，這種床層稱為流化床，采用這種方法干燥成為流化床干燥。流化床干燥在食品中應(yīng)用，主要應(yīng)用于干燥碎麥芽、湯料粉、大麥、果汁顆粒、砂糖、干酪素、葡萄糖、人造肉等。第八節(jié)流化床及噴動(dòng)床干燥機(jī)2/6/202372

一、流化床干燥的特點(diǎn)

（1）物料與熱風(fēng)的接觸面積大，體積傳熱系數(shù)較高，一般在8.36～25.08MJ/（m2·ｈ·℃）。（２）干燥速率大，物料在設(shè)備內(nèi)停留時(shí)間短，適宜于熱敏性物料的干燥。（３）物料受熱時(shí)間的調(diào)節(jié)范圍大，可使產(chǎn)品的終水分達(dá)較低程度。（４）所用設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，操作維修方便。（5）密封性好，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分不與物料直接接觸，對(duì)衛(wèi)生指標(biāo)要求高的食品干燥十分有利。（6）對(duì)被干燥物料的顆粒有一定的限制。（7）對(duì)易結(jié)塊物料因容易產(chǎn)生與設(shè)備壁間粘結(jié)而不適用。（8）單層流化床難以保證物料干燥均勻。2/6/202373流化原理流化三種情況：2/6/202374三、流化床干燥機(jī)的類型、組成和特點(diǎn)按結(jié)構(gòu)形式分為單層型、多層型、多室型。立式和臥式。按附加裝置分有帶振動(dòng)器和間接加熱器的．按作業(yè)方式分為連續(xù)式和間歇式。以下介紹幾種常用的流化床干燥機(jī)．2/6/202375（一）臥式多室型流化床干燥機(jī)由多孔板、風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器、隔板、旋風(fēng)分離器等組成。在多孔板上按一定間距設(shè)置隔板，構(gòu)成多個(gè)干燥室，隔板間距可以調(diào)節(jié)．物料從加料口先進(jìn)入最前一室，借助于多孔板的位差，依次由隔板與多孔板間隙中順序移動(dòng)，最后從末室的出料口卸出。空氣加熱后，統(tǒng)一或通過支管分別進(jìn)入各干燥室，與物料接觸進(jìn)行干燥。夾帶粉末的廢氣經(jīng)旋風(fēng)分離器，分離出的物料重回人干燥室，凈化廢氣由頂部排出。這種干燥機(jī)對(duì)物料的適應(yīng)性較大。連續(xù)作用，生產(chǎn)能力大。因設(shè)有隔板，使物料均勻干燥；亦可對(duì)不同干燥室，通入不同風(fēng)量和風(fēng)溫，最后一室的物料還可用冷風(fēng)進(jìn)行冷卻；但熱效率比多層流化床干燥機(jī)低，另外物料過濕易在前一、二干燥室產(chǎn)生結(jié)塊，需注意清除。2/6/202376

（二）振動(dòng)流化床干燥機(jī)

由振動(dòng)給料器、振動(dòng)流化床、風(fēng)機(jī)、空氣加熱器、空氣過濾器和集塵器等組成．流化床的機(jī)殼安裝在彈簧上，可以通過電機(jī)使其振動(dòng)。流化床的前半段為干燥段，空氣用蒸汽加熱后，從床底部進(jìn)入床內(nèi)，后半段為冷卻段，空氣經(jīng)過濾器、用風(fēng)機(jī)送入床內(nèi)。工作時(shí)物料從給料器進(jìn)入流化床前端，通過振動(dòng)和床下氣流的作用，使物料以均勻的速度滑床面向前移動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行干燥，而后冷卻，最后卸出產(chǎn)品。帶粉塵的氣體，經(jīng)集塵器回收物料并排出廢氣．根據(jù)需要整個(gè)床內(nèi)可變成全送熱風(fēng)或全送冷風(fēng)，以達(dá)到物料干燥或冷卻的目的．2/6/2023772/6/202378（三）噴動(dòng)床干燥機(jī)

由噴動(dòng)床、風(fēng)機(jī)、空氣加熱器、旋風(fēng)分離器等組成。噴動(dòng)床下部為圓錐形，上部為圓筒形。工作時(shí)，濕物料由螺旋輸料器進(jìn)入噴動(dòng)床內(nèi)?？諝饨?jīng)加熱后，以高速從錐底進(jìn)入，沖開物料并夾帶一部分物料向上運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)中央通道，物料的密度隨運(yùn)動(dòng)的高度而增加，至床頂部似噴泉一樣，從中心噴出，向四周散落，然后因重力向下移動(dòng)，到錐底后又被上升氣流噴射上去，如此循環(huán)噴動(dòng)，達(dá)干燥要求后，由底部放料閥卸出產(chǎn)品。適宜干燥谷物、玉米胚芽等物料。2/6/202379第九節(jié)回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)是顆粒狀、短條狀、片狀物料通過旋轉(zhuǎn)圓筒內(nèi)部時(shí)，與簡(jiǎn)內(nèi)熱風(fēng)或加熱壁面有效地接觸而被干燥的設(shè)備，適用于魚粉、果粉、瓜子、牧草等產(chǎn)品的干燥操作。特征（1）生產(chǎn)能力大，水分蒸發(fā)量可高達(dá)１０t/ｈ。連續(xù)作業(yè)。機(jī)械化程度較高。（２）對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)，即使物料的水分、粒度有較大變化亦能適用．（３）順流式回轉(zhuǎn)干燥機(jī)，能使用高溫?zé)犸L(fēng)，若使排風(fēng)大量循環(huán)，則熱效率可達(dá)８０％以上。（４）操作穩(wěn)定方便，費(fèi)用較低。產(chǎn)品干燥的均勻性亦較好。（５）比較笨重，金屬材料耗量大，設(shè)備投資較高。占地面積大，傳動(dòng)部件多需經(jīng)常檢修。2/6/202380二、分類和一般結(jié)構(gòu)（一）分類１．直接加熱式①順流式；②逆流式；③錯(cuò)流式；④穿流式；⑤端面進(jìn)風(fēng)式；③側(cè)面進(jìn)風(fēng)式。２．間接加熱式①內(nèi)置加熱管式；②筒壁加熱式。３．復(fù)合加熱式熱風(fēng)與物料先順流加熱，而后逆流加熱。（二）結(jié)構(gòu)１．筒體多用鋼板制成。國內(nèi)現(xiàn)有轉(zhuǎn)筒直徑為0.6～2.5m，長度為２～７ｍ。筒體中心軸線與水平線略成一傾角。２．抄板直接加熱式回轉(zhuǎn)筒體內(nèi)均設(shè)有抄板，以便將物料在筒內(nèi)不斷提起，然后自由落下，得到均勻分布與熱風(fēng)充分接觸３．輪箍和托輪兩者是承受筒體轉(zhuǎn)動(dòng)的支持部件，用鑄鐵、鑄鋼制成。按筒體長度可采用２點(diǎn)、３點(diǎn)或４點(diǎn)支承。４．驅(qū)動(dòng)裝置所需功率小時(shí)，可直接利用輪箍與托輪的摩擦，驅(qū)動(dòng)托輪使筒體轉(zhuǎn)動(dòng)。所需功率較大時(shí)，可用鏈傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)。５．空氣密封裝置轉(zhuǎn)筒與固定部件間，采用彈性材料的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)或迷宮式等結(jié)構(gòu)，以防止熱風(fēng)泄漏和外界空氣侵入。2/6/202381三、轉(zhuǎn)筒干燥設(shè)備(一)工作原理：濕物料在滾筒內(nèi)被回轉(zhuǎn)筒的抄板抄起至一定高度后落下，在下落過程中接觸熱風(fēng)，由于回轉(zhuǎn)筒的攪拌綜合作用，物料和熱風(fēng)接觸充分，干燥迅速，熱效率高。特點(diǎn)：作業(yè)連續(xù)平穩(wěn)，適合高水分物料，但機(jī)構(gòu)龐大，造價(jià)高。2/6/2023822/6/202383第十節(jié)真空干燥機(jī)在常壓下的各種加熱干燥方法，因物料受熱，其色、香、味和營養(yǎng)成分均受到一定損失。若在低壓條件下，對(duì)物料加熱進(jìn)行干燥，能減少品質(zhì)的損失。這種方法稱為真空干燥．特征和類型特征：①物料在干燥過程中的溫度低、避免過熱。水分容易蒸發(fā)，干燥時(shí)間短，同時(shí)可使物料形成多孔狀組織，產(chǎn)品的溶解性、復(fù)水性。色澤和口感較好；②能將物料干燥到很低的水分；③可用較少的熱能。得到較高的干燥速率，熱量利用經(jīng)濟(jì)；④適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)不同性質(zhì)、不同狀態(tài)的物料，均能適應(yīng)；⑤與熱風(fēng)干燥相比，設(shè)備投資和動(dòng)力消耗較大，產(chǎn)量較低。型式：箱型、轉(zhuǎn)筒型、帶式連續(xù)型、噴霧薄膜型等。2/6/202384

二、組成、工作過程

（一）真空干燥箱

箱式真空干燥機(jī)的主要工作部分，它由箱體、加熱板、門、管道接口和儀表等組成。箱體上端裝有真空管接口與獲得真空裝置相通；還設(shè)有壓力表、溫度表和各種閥門，以控制操作條件。工作時(shí)，先將預(yù)處理過的物料置于烘盤內(nèi)，再將烘盤放入箱內(nèi)加熱板上，打開抽氣閥，使真空度達(dá)到1.3～5.3kPa，然后打開蒸汽閥使箱內(nèi)達(dá)到一定溫度，再逐步降溫，達(dá)干燥要求后，關(guān)閉蒸汽閥、抽氣閥開啟充氣閥，打開箱門，卸出產(chǎn)品。2/6/202385（二）帶式真空干燥機(jī)

它由干燥室、加熱與冷卻系統(tǒng)、原料供給、輸送和抽氣系統(tǒng)等部分組成。工作過程是液狀或漿狀的原料先行預(yù)熱，經(jīng)供料泵均勻地置于干燥室內(nèi)的輸送帶上，帶下有加熱和冷卻裝置，分為蒸汽加熱、熱水加熱和冷卻三個(gè)區(qū)域，加熱區(qū)域又分為４或５段，第一、二段用蒸汽加熱為恒速干燥段，第三、四段為減速干燥．第五段為制品均質(zhì)段．都用熱水加熱。按原料性質(zhì)和干燥工藝要求，各段的加熱溫度可以調(diào)節(jié)。原料在帶上邊移動(dòng)邊蒸發(fā)水分，干燥后形成泡沫片狀物品，然后通過冷卻區(qū)，再進(jìn)入粉碎機(jī)粉碎成顆粒狀制品，由排出裝置卸出。干燥室內(nèi)的二次蒸汽用冷凝器凝縮成水排出。這種干燥設(shè)備的特點(diǎn)是干燥時(shí)間短，為５～２５min，能形成多孔狀制品，物料在干燥過程中能避免混入異物防止污染，可以直接干燥高濃度、高粘度的物料，簡(jiǎn)化工序，節(jié)約熱耗。2/6/202386真空干燥設(shè)備帶式連續(xù)真空干燥設(shè)備：加工對(duì)象：液態(tài)食品產(chǎn)品：泡沫片狀，顆粒狀特點(diǎn)：干燥時(shí)間短，能形成多孔狀制品，能避免混入異物防止污染，可直接干燥高濃度，高粘度的物料。2/6/2023872/6/202388

（三）圓筒攪拌型真空干燥器

圓筒攪拌型真空干燥機(jī)的主要工作部分，又稱耙式真空干燥器，由臥式圓筒、傳動(dòng)軸、攪拌槳（或稱耙齒）和各管道接口等組成。筒壁為夾層，內(nèi)通蒸汽或熱水或熱油。攪拌槳是向左和向右的兩組耙齒，分別裝在傳動(dòng)軸上。傳動(dòng)軸與圓筒殼體間，采用石棉作填料進(jìn)行密封。工作過程是物料由圓簡(jiǎn)上部進(jìn)入，當(dāng)耙齒正、反轉(zhuǎn)時(shí)，使物料先住兩邊而后又往中間移動(dòng)，受到均勻攪拌；當(dāng)物料與筒壁接觸時(shí)受熱，同時(shí)由真空裝置抽走氣化的水蒸氣，促進(jìn)干燥進(jìn)程。如此耙齒不斷地正反轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)物料達(dá)干燥后即由下部卸出。2/6/2023892/6/202390真空干燥設(shè)備應(yīng)用2/6/202391第十一節(jié)冷凍干燥機(jī)械設(shè)備冷凍干燥，也叫升華干燥，就是將待干燥的濕物料在較低溫度下凍結(jié)成固態(tài)后，在高真空度的環(huán)境下，將已凍結(jié)了的物料中的水分，不經(jīng)過冰的融化而直接從固態(tài)升華為氣態(tài)，從而達(dá)到干燥的目的。冷凍干燥的基本原理

水的相圖

2/6/202392食品冷凍干燥的三個(gè)階段：1.預(yù)凍階段，目的將物料溶液中的自由水分固化，使干燥后的產(chǎn)品與干燥前的形態(tài)基本相同，防止在抽真空干燥時(shí)出現(xiàn)氣泡、收縮等不可逆現(xiàn)象。2.升華干燥階段，此階段約可除去物料水分的90%。3.解析干燥，解析未被凍結(jié)的毛細(xì)管壁和極性基團(tuán)上吸附的部分水分，通過更高的真空度完成此階段，結(jié)束后，產(chǎn)品含水量在0.5%-4%之間。2/6/202393冷凍干燥特點(diǎn)（1）最大限度地保存食品的色香味；對(duì)熱敏性物質(zhì)特別適合，能保存食品中的Vc等營養(yǎng)成分；（2）在真空和低溫下操作，微生物的生長和酶的作用受到抑制；可除去95%-99%以上的水分，產(chǎn)品能長期保存而不變質(zhì)；（3）脫水徹底，干制品重量輕，體積小，占地面積小，運(yùn)輸方便；（4）復(fù)水快，食用方便；（5）在真空操作下，氧氣極少，一些易氧化的食品得到保護(hù)；（6）干燥產(chǎn)品一旦暴露空氣中易吸濕、氧化，要采用一定保護(hù)作用的包裝材料和包裝形式；（7）投資費(fèi)用和操作費(fèi)用大，產(chǎn)品成本高。2/6/202394冷凍干燥在食品工業(yè)中的應(yīng)用冷凍干燥在食品工業(yè)中常用于肉類、水產(chǎn)類、蔬菜類、速溶咖啡、香料等的干燥。在軍需食品、遠(yuǎn)洋食品、宇航食品、登山食品等領(lǐng)域有非常好的應(yīng)用前景。目前，使用冷凍干燥方法的食品主要有：土特產(chǎn)品，如野菜類食品；快食類食品，如方便面中的脫水蔬菜；調(diào)味品，如香精、香料、天然色素等；保健品，如花粉、名貴中草藥提取物等；飲料產(chǎn)品，如麥乳精和其他顆粒型飲料制劑等；特殊用途食品，如遠(yuǎn)洋、宇航、軍隊(duì)等行業(yè)所需食品。2/6/202395冷凍干燥機(jī)械設(shè)備組成部件冷凍干燥室、冷凝器、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。食品冷凍干燥機(jī)主要有間歇式和連續(xù)式兩種形式。2/6/202396第十二節(jié)電磁輻射食品干燥機(jī)械與設(shè)備電磁輻射干燥食品指的是利用不同力場(chǎng)作用給食品物料和它周圍的介質(zhì)施加運(yùn)動(dòng)，使食品物料的加熱和干燥過程加速，干燥過程得到大大強(qiáng)化。目前，主要利用電磁感應(yīng)加熱（高頻、微波）或紅外線輻射效應(yīng)干燥食品。電磁輻射是一種能量而不是熱量，但可以在電介質(zhì)中轉(zhuǎn)化為熱量，離子傳導(dǎo)和偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)是電磁輻射的主要原因。2/6/202397微波干燥及其主要設(shè)備微波是指波長在1mm-1m范圍的電磁波，其相應(yīng)的頻率范圍在300-300000MHz。微波的傳統(tǒng)應(yīng)用是作為傳遞信息的媒介，應(yīng)用于雷達(dá)、通訊等領(lǐng)域。近年來，最為一種能量場(chǎng)廣泛用于干燥和加熱操作中。目前廣泛使用的是915MHz和2450MHz兩個(gè)頻率。微波加熱基本原理通過電場(chǎng)直接作用于被干燥物料的分子，使其運(yùn)動(dòng)、相互摩擦而發(fā)熱，由于發(fā)熱而產(chǎn)生溫度梯度，推動(dòng)水分子自物料內(nèi)部向表面移動(dòng)，達(dá)到干燥的目的。2/6/202398微波干燥的特點(diǎn)（1）加熱速度快；（2）加熱均勻；（3）加熱具有選擇性；（4）過程控制迅速；（5）節(jié)省投資。微波干燥設(shè)備的主要組成直流電源、微波發(fā)生器、冷卻裝置、微波傳輸元件，加熱器、控制及安全保護(hù)系統(tǒng)等。2/6/2023992/6/2023100箱式微波加熱器主要有矩形諧振腔、輸入傳導(dǎo)、反射板和攪拌器等組成。由于在操作中諧振腔是密封的，故微波能泄漏很少，安全性很高。2/6/2023101遠(yuǎn)紅外熱輻射干燥遠(yuǎn)紅外干燥利用遠(yuǎn)紅外輻射發(fā)出的遠(yuǎn)紅外線為被加熱物質(zhì)吸收，直接轉(zhuǎn)化為熱能，使物體升溫而達(dá)到加熱干燥的目的。此技術(shù)具有高效、優(yōu)質(zhì)、低耗等特點(diǎn)，在食品行業(yè)中廣泛用于面包、餅干的烘烤操作。遠(yuǎn)紅外輻射加熱原理遠(yuǎn)紅外線是波長在5.6μm以上的紅外線。其加熱干燥的原理是當(dāng)被加熱物體中的固有振動(dòng)頻率和射入該物體的遠(yuǎn)紅外線的頻率一致時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的共振，使物體中的分子運(yùn)動(dòng)加劇，因而溫度迅速升高，即