食品機(jī)械與設(shè)備第十章

第十章物料干燥設(shè)備1.簡(jiǎn)介

(1)可減少物料中的水分；(2)在干燥過程中輔以其他處理，可制成風(fēng)味和形狀各異的食品；(3)干燥操作在食品中廣泛應(yīng)用；(4)大多采用加熱或冷凍去濕法除去物料中的水分。

2.干燥原理1.表面汽化：熱量從周圍環(huán)境傳遞至物料表面使其表面水分蒸發(fā)。2.內(nèi)部擴(kuò)散：物料內(nèi)部水分傳遞到物料表面。3.干燥過程中水分的內(nèi)部擴(kuò)散和外部表面汽化時(shí)同時(shí)進(jìn)行的，在不同階段其速率不同，而整個(gè)過程由兩個(gè)過程中較慢的一個(gè)階段控制。2.2內(nèi)部擴(kuò)散控制表面汽化速率大于內(nèi)部擴(kuò)散速率，此時(shí)干燥過程受內(nèi)部擴(kuò)散控制。欲提高干燥速率，必須從改善內(nèi)部擴(kuò)散著手。在食品干燥末期，物料水分較少，整個(gè)干燥過程由內(nèi)部擴(kuò)散控制，是干燥速率不斷減少的降速干燥。3.分類(1)按操作壓力分類：常壓干燥器和真空干燥器；(2)按操作方式分類：連續(xù)式和間歇式；(3)按相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式分類：并流、逆流和錯(cuò)流；(4)按供熱方式分類：對(duì)流干燥器、接觸干燥器、輻射干燥器、介電干燥器；4.干燥設(shè)備的技術(shù)要求4.1供熱方式對(duì)干燥設(shè)備的影響：對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射；4.2操作溫度和操作壓力對(duì)干燥設(shè)備的影響。第一節(jié)廂式干燥機(jī)

間歇式對(duì)流干燥器，又稱為烘箱，適合批量不大的水果、蔬菜等多種食品物料的干燥。1.1箱式干燥器結(jié)構(gòu)1.平流廂式干燥機(jī)2.穿流廂式干燥機(jī)1-保溫層2-加熱器3-料盤4-風(fēng)機(jī)廂式干燥機(jī)

1.擱架2.加熱器3.風(fēng)機(jī)4.排氣口5.氣流分配板6.小車7.廂體1.2主要影響因素(1)熱風(fēng)速率；(2)物料層的間距；(3)物料層的厚度；(4)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量；(5)干燥器的小車。第二節(jié)隧道式干燥機(jī)

隧道式干燥機(jī)的干燥室呈隧道形，該干燥機(jī)的熱風(fēng)與物料接觸時(shí)間較長(zhǎng)，容易控制，其熱量利用率高達(dá)60%～80％。是蔬菜、水果、淀粉、魚粉等食品大量生產(chǎn)使用的設(shè)備。1.活動(dòng)門2.廢氣出口3.小車4.小車移動(dòng)機(jī)構(gòu)5.干燥介質(zhì)進(jìn)口6.濕物料進(jìn)口7.干物料出口第三節(jié)圓筒式干燥機(jī)1.傳動(dòng)齒輪2.支承滾筒3.原料4.熱空氣5.產(chǎn)品出口6.廢氣排出口圓筒式干燥機(jī)的分類

1.直接加熱式圓筒干燥機(jī)被干燥物料與熱風(fēng)直接接觸，以對(duì)流傳熱的方式進(jìn)行干燥。按照熱風(fēng)與物料之間的流動(dòng)方向，分為并流式和逆流式。2.間接加熱式圓筒干燥機(jī)在這種干燥機(jī)中，載熱體不直接與被干燥物料接觸，而干燥所需的全部熱量都是經(jīng)過傳熱壁傳給被干燥物料。

圓筒式干燥機(jī)的分類3.復(fù)合加熱式回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)在這種干燥機(jī)中，物料干燥所需的熱量一部分由熱空氣通過壁面，以熱傳導(dǎo)的方式傳給物料，另一部分通過熱風(fēng)與物料直接接觸，以對(duì)流傳熱的方式傳給物料。這樣可提高熱量的有效利用率，加快干燥速度。圓筒式干燥機(jī)的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)能力大；結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，操作方便，故障少，維修費(fèi)用低；適用范圍廣；操作彈性大；生產(chǎn)上允許產(chǎn)品的產(chǎn)量有較大波動(dòng)范圍，不致影響產(chǎn)品的質(zhì)量；缺點(diǎn)：設(shè)備龐大，一次性投資較大；熱容量系數(shù)小，熱效率較低；小顆粒物料在機(jī)內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)，不適合于對(duì)品質(zhì)均勻性及食品質(zhì)量要求嚴(yán)格的物料。

2.1單層帶式干燥器輸送帶：鋼絲網(wǎng)帶或多孔鉸接的鏈板帶。熱風(fēng)從上方穿過帶上料層和網(wǎng)孔進(jìn)入下方，達(dá)到穿流接觸的目的。干燥器帶子較短，只適用于干燥時(shí)間較短的物料。2.2雙段帶式干燥器物料厚度：第一段75-180mm,第二段250-300mm。輸送帶長(zhǎng)度：第一段9-18m,第二段為第一段的1/5。第五節(jié)流化床干燥器

流化床：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)備下部通入床層、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)，這種床層就稱為流化床。流化床干燥器又稱沸騰床干燥器。流化過程：(1)固定床；(2)流化床；(3)氣流輸送流化床干燥機(jī)的原理及特點(diǎn)a．固定床b．松動(dòng)床c．流態(tài)化開始d．流態(tài)化展開e．氣力輸送床(1)固定床：當(dāng)風(fēng)速很小時(shí)，氣流從顆粒間通過，氣流對(duì)物料的作用力還不足以使顆粒運(yùn)動(dòng)，物料層靜止不動(dòng)，高度不變，即固定床階段。(2)松動(dòng)層：床層壓力降隨氣流速度的增加而增大，當(dāng)氣流的速度逐漸增大至接近氣流臨界流化速度時(shí)，壓力降等于單位面積床上物料層的實(shí)際重量時(shí)，床層開始松動(dòng)，高度略有增加，物料空隙率也稍有增加，但床層并無明顯的運(yùn)動(dòng)，即松動(dòng)層階段。原理3.2五層沸騰干燥器流程第六節(jié)噴霧干燥設(shè)備概念：噴霧干燥就是將液態(tài)或漿狀食品噴成霧狀液滴，懸浮于熱空氣中進(jìn)行脫水干燥的過程。噴霧干燥示意圖1.特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(1)干燥速度快(5-40s)(2)產(chǎn)品質(zhì)量好，營(yíng)養(yǎng)損失少；(3)產(chǎn)品具有良好的溶解性、流動(dòng)性和分散性；(4)生產(chǎn)過程簡(jiǎn)化，操作控制方便；(5)制品純度高；(6)適宜于連續(xù)大規(guī)模的生產(chǎn)；(7)容易改變操作條件，控制或調(diào)解產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)；(8)可滿足對(duì)產(chǎn)品的各種要求。缺點(diǎn)：(1)占地面積大，投資較多；(2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費(fèi)用高；(3)衛(wèi)生條件要求高；(4)熱及動(dòng)力消耗大。2.常見液料霧化方法(1)壓力噴霧法(2)離心噴霧法(3)氣流噴霧法3.噴霧干燥室內(nèi)熱風(fēng)與霧滴的運(yùn)動(dòng)形式3.1并流型3.2逆流型3.3混合流型3.1垂直下降并流型噴霧干燥3.2垂直上升逆流型噴霧干燥第八節(jié)電磁輻射干燥機(jī)利用微波的電磁感應(yīng)或紅外線輻射效應(yīng)，對(duì)物料實(shí)施加熱干燥處理。與其他外部加熱干燥法不同的是，這種干燥方法是從物料外部、內(nèi)部同時(shí)均勻加熱的方法。因此，這種干燥處理方法時(shí)間短，不會(huì)因過熱變質(zhì)或焦化，其干燥制品的質(zhì)量好，尤其是熱敏性食品的干燥效果更加令人滿意。一、微波加熱器微波干燥系統(tǒng)組成示意圖

箱式微波干燥器

1.磁控管2.微波發(fā)射器3.被干燥原料4.工作面5.腔體6.電場(chǎng)攪拌器原理

微波經(jīng)導(dǎo)波裝置傳輸至矩形箱體內(nèi)，矩形各邊尺寸都大于1/2波長(zhǎng)，從不同的方向都有波的反射，被干燥物料在腔體內(nèi)各個(gè)方向均可吸收微波能，被加熱干燥。沒有被吸收的微波能穿過物料到達(dá)箱壁，由于反射又折射到物料上。這樣，微波能全部用于物料的加熱干燥。第九節(jié)真空干燥設(shè)備在食品干燥中，一般都需要保護(hù)產(chǎn)品的色、香、味和營(yíng)養(yǎng)成分，減少損失。對(duì)于某些要求較為嚴(yán)格的產(chǎn)品，可采用真空干燥，即在抽真空環(huán)境中進(jìn)行加熱干燥，所使用的加熱溫度比常壓加熱干燥低。特點(diǎn)(1)干燥過程物料溫度低，所需時(shí)間短；(2)所得產(chǎn)品可形成多孔結(jié)構(gòu)，具有較好的溶解性、復(fù)水性、色澤、口感。(3)熱量利用經(jīng)濟(jì)，干燥速度快。(4)干燥時(shí)采用的真空度和加熱范圍較大，通用性好。(5)設(shè)備投資和動(dòng)力消耗高，產(chǎn)量較低。1.真空干燥箱1-真空表2-抽氣口3-壓力表4-安全閥5-加熱蒸氣進(jìn)閥6-冷卻水排出閥7-疏水器8-冷卻水進(jìn)閥1.結(jié)構(gòu)2.工作原理3.應(yīng)用2.單層帶式真空干燥機(jī)3.多層帶式真空干燥機(jī)第十節(jié)升華干燥設(shè)備（冷凍干燥設(shè)備）

升華干燥是利用冰晶升華的原理，將含水物料先行凍結(jié)，然后在高真空的環(huán)境下，使已凍結(jié)的食品物料的水分不經(jīng)過冰的融化直接從冰態(tài)升華為水蒸氣，從而使食品干燥的方法。1.升華干燥的原理水的三相圖

如果壓力在三相點(diǎn)壓力之下，物料中的冰則可不經(jīng)過液態(tài)而直接升華為水汽。（在較高的真空度下，冰因直接升華為蒸汽而去除，物料即被干燥。）2.主要特點(diǎn)物料在低壓下干燥，能滅菌或抑制某些細(xì)菌的活力，防止氧化變質(zhì)；可以最大限度的保留食品原有成分、味道、色澤和芳香；多孔結(jié)構(gòu)的制品具有很理想的速溶性和快速復(fù)水性；升華時(shí)溶于水的溶解物質(zhì)就地析出，避免表面硬化現(xiàn)象；脫水徹底，可長(zhǎng)期保存；設(shè)備的投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高，