第八章食品干燥機械及設(shè)備

1、第八章第八章 食品干燥機械與設(shè)備食品干燥機械與設(shè)備一、干燥目的一、干燥目的 干燥是從食品物料中除去水分的操作，目的是防止變質(zhì)，便干燥是從食品物料中除去水分的操作，目的是防止變質(zhì)，便于貯存運輸，加工出不同風味。包括谷物、油料、果蔬、肉類甚于貯存運輸，加工出不同風味。包括谷物、油料、果蔬、肉類甚至藥材等。至藥材等。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述自然干燥自然干燥人工干燥人工干燥二、干燥設(shè)備分類二、干燥設(shè)備分類n由于食品物料種類各異，要求得到的干燥制成品要求也不同，使得食品干燥機械設(shè)備種類繁多?？梢詮牟煌瑐?cè)面對干燥設(shè)備進行分類。n根據(jù)熱量傳遞方式，傳統(tǒng)上將各種干燥機械設(shè)備分成三大類：對流式、傳導(dǎo)式和輻射式。但

2、這種分類是相對的。如真空干燥機和冷凍干燥機多采用接觸傳導(dǎo)方式提供干燥熱量，也可采用微波方式供熱。n按操作壓強分類有常壓干燥機和真空干燥機。n按操作方式分類，可分為連續(xù)式干燥機和間歇式干燥機。第二節(jié) 對流型干燥設(shè)備l 這是一類以對流方式對食品干燥的設(shè)備。l 干燥介質(zhì)：流體(熱空氣，過熱蒸汽等)，使食品升溫脫水，并將食品脫除的水分帶出干燥室外。自身狀態(tài)從高溫低濕變?yōu)榈蜏馗邼?。l 主要設(shè)備型式：廂式干燥器、洞道式干燥機、流化床干燥機、噴動床干燥機和氣流式干燥機和噴霧干燥機等。l 按物流氣流接觸方式：并流、逆流、混流和橫流式干燥器等。一、對流一、對流干燥設(shè)備的特點和過程干燥設(shè)備的特點和過程 在工業(yè)上應(yīng)

3、用最普遍的是對流干燥。通常在工業(yè)上應(yīng)用最普遍的是對流干燥。通常使用的干燥介質(zhì)是空氣，被除去的濕分是水分。使用的干燥介質(zhì)是空氣，被除去的濕分是水分。 空氣既是空氣既是載熱體又是載濕體載熱體又是載濕體。 物料的干燥過程是屬于傳熱和傳質(zhì)相結(jié)合物料的干燥過程是屬于傳熱和傳質(zhì)相結(jié)合的過程。的過程。 干燥過程進行的條件：被干燥物料表面所干燥過程進行的條件：被干燥物料表面所產(chǎn)生水汽（或其它蒸汽）的產(chǎn)生水汽（或其它蒸汽）的壓力大于干燥介質(zhì)壓力大于干燥介質(zhì)中水汽（或其它蒸汽）的分壓中水汽（或其它蒸汽）的分壓，壓差越大，干，壓差越大，干燥過程進行越快（燥過程進行越快（表面汽化和內(nèi)部擴散表面汽化和內(nèi)部擴散）。所）。

4、所以干燥介質(zhì)須及時將汽化的以干燥介質(zhì)須及時將汽化的水汽帶走水汽帶走，以保持，以保持一定的汽化水的推動力。一定的汽化水的推動力。 HtqWtippiM二、廂式干燥機二、廂式干燥機 廂式干燥器是一種常壓間歇式干燥器，小型的稱為烘箱，大型的稱為烘房。一、廂式干燥機結(jié)構(gòu)一、廂式干燥機結(jié)構(gòu) 包括干燥室、空氣加熱器、循環(huán)風機、物料盤等。為間隙時操作設(shè)備。二、廂式干燥機二、廂式干燥機二、廂式干燥機特點二、廂式干燥機特點 優(yōu)點：物料裝卸容易，損失小，盤易清洗；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、投資少；能干燥所用物料，適用于經(jīng)常更換產(chǎn)品的小批量物料。 缺點：物料分散性差，干燥時間長干燥時間長；熱效率低熱效率低，僅為40%40%左右

5、；產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。二、廂式干燥機二、廂式干燥機三、廂式干燥機分類三、廂式干燥機分類 平行流：平行流：熱風從物料表面平行通過，料層薄(2050mm)，干燥強度小。 穿流：穿流：熱風從料層中穿流通過，料層厚(4565mm)，干燥強度大。三、隧道式干燥機三、隧道式干燥機一、隧道式干燥機的組成一、隧道式干燥機的組成 1、隧道、隧道 有一段長度為2040m的洞道，洞道中的軌道通常帶有1/200的斜度，可以由人工或絞車等機械裝置來操縱小車的移動。 2 2、小車、小車 濕物料在料盤中散布成均勻料層。料盤堆放在小車上，料盤與料盤之間留有間隙供熱風通過。 洞道式干燥機的進料和卸料為半連續(xù)式，即當一

6、車濕料從洞道的一端進入時，從另一端同時卸出另一車干料。三、隧道式干燥機三、隧道式干燥機二、隧道式干燥機的分類二、隧道式干燥機的分類 1、混合式：混合式： 混流綜合了并流、逆流的優(yōu)點，在整個干燥周期的不同階段可以更靈活地控制干燥條件。 通常將洞道分成兩段，第一段為并流，干燥速率大，對應(yīng)于物料的第一干燥階段；第二階段為逆流，可滿足物料的最終干燥要求，對應(yīng)于物料的第二干燥階段。因為第二階段的干燥時間較長，一般洞道的第二段也比第一段長。三、隧道式干燥機三、隧道式干燥機二、隧道式干燥機分類二、隧道式干燥機分類 2 2、順流式：順流式： 料車從隧道一端推人，濕物料先與高溫熱風接觸，對高水分物料，可采用較高

7、的熱風溫度，也不致?lián)p傷產(chǎn)品品質(zhì)。而物料接近干燥成品時，熱風溫度降低，可防止產(chǎn)品過熱，但難以獲得低水分產(chǎn)品。三、隧道式干燥機三、隧道式干燥機二、隧道式干燥機分類二、隧道式干燥機分類 3 3、逆流式：逆流式： 料車從隧道一端推人，濕物料先與低溫高濕的熱風接觸，傳熱速率高。而物料接近干燥成品時，與高溫低濕的熱風溫度接觸。較少使用。三、隧道式干燥機三、隧道式干燥機二、隧道式干燥機分類二、隧道式干燥機分類 4 4、穿流式：穿流式： 干燥機的每一段由活動隔板分隔，在料車進出時，隔板打開，而在干燥時則將洞道切斷成為縱向通路，靠換向裝置構(gòu)成總體上曲折的氣流通道。加熱器設(shè)在馬蹄形的換向處，可以獨立控制該段氣流的

8、溫度。四、網(wǎng)帶式干燥設(shè)備四、網(wǎng)帶式干燥設(shè)備l 網(wǎng)帶式干燥機適用于谷物、脫水蔬菜、中藥材等產(chǎn)品的干燥。適用的物料形狀可有片狀、條狀、顆粒、棒狀、濾餅類等。n 網(wǎng)帶式干燥機是一種將物料置于輸送網(wǎng)帶上，在隨帶運動通過隧道過程中與熱風接觸而干燥的設(shè)備。n 網(wǎng)帶式干燥機由干燥室、輸送帶、風機、加熱器、提升機和卸料機等組成。n 沿輸送網(wǎng)方向，可分成若干相對獨立的單元段，每個單元段包括循環(huán)風機、加熱裝置、單獨或公用的新鮮空氣抽入系統(tǒng)和尾氣排出系統(tǒng)。n 每段內(nèi)干燥介質(zhì)的溫度、濕度和循環(huán)量等操作參數(shù)可以獨立控制，使物料干燥過程達到最優(yōu)化。n 輸送帶為不銹鋼絲網(wǎng)或多孔板不銹鋼鏈帶，轉(zhuǎn)速可調(diào)。l 帶網(wǎng)式干燥機因結(jié)構(gòu)

9、和干燥流程不同可分成單層、多層和多段等不同的類型。四、網(wǎng)帶式干燥設(shè)備四、網(wǎng)帶式干燥設(shè)備1、工作過程、工作過程 物料在干燥器內(nèi)均勻運動前移的網(wǎng)帶上，氣流經(jīng)加熱器加熱，由循環(huán)風機進入熱風分配器，成噴射狀吹向網(wǎng)帶上的物料，與物料接觸，進行傳熱傳質(zhì)。大部分氣體循環(huán)，一部分溫度低，含濕量較大的氣體作為廢氣由排濕風機排出。2、單層單段式網(wǎng)帶式干燥機、單層單段式網(wǎng)帶式干燥機（1）特點 優(yōu)點：網(wǎng)帶透氣性能好，熱空氣易與物料接觸，停留時間可任意調(diào)節(jié)。物料無劇烈運動，不易破碎。每個單元可利用循環(huán)回路，控制蒸發(fā)強度。若采用紅外加熱，可一起干燥、殺菌，一機多用。 缺點：占地面積大，如果物料干燥的時間較長，則從設(shè)備的單

10、位地面積生產(chǎn)能力上看不很經(jīng)濟，另外設(shè)備的進出料口密封不嚴，易產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象。四、網(wǎng)帶式干燥設(shè)備四、網(wǎng)帶式干燥設(shè)備食品工廠機械與設(shè)備第九章 干燥機械與設(shè)備3、單層多段帶式干燥機、單層多段帶式干燥機 亦稱復(fù)合型帶式干燥機，是用多條循環(huán)輸送帶(多至4條)串聯(lián)組成物料輸送系統(tǒng)的帶式干燥機。 （1）特點 優(yōu)點： 物料在帶間轉(zhuǎn)移時得以松動、翻轉(zhuǎn)，物料的蒸發(fā)面積增大，改善了透氣性和干燥均勻性。 不同輸送帶的速度可獨立控制，且多個干燥區(qū)的熱風流量及溫度和濕度均可單獨控制，便于優(yōu)化物料干燥工藝。 缺點: 占地面積較大。四、網(wǎng)帶式干燥設(shè)備四、網(wǎng)帶式干燥設(shè)備食品工廠機械與設(shè)備第九章 干燥機械與設(shè)備（2）工作過程整個干

11、燥機也分成兩個干燥區(qū)和一個吹風冷卻區(qū)，第一干燥區(qū)又分成前、后兩個溫區(qū)，物料經(jīng)第一、二區(qū)干燥后，從第一輸送帶的末端自動落入第二個輸送帶的首端，其間物料受到撥料器的作用而翻動，然后通過冷卻區(qū)，最后由終端卸出產(chǎn)品。4、多層帶式干燥機多層帶式干燥機 基本構(gòu)成部件與單層式的類似。 輸送帶為多層(輸送帶層數(shù)可達15層，但以35層最為常用)，上下相疊架設(shè)在上下相通的干燥室內(nèi)。（1）特點 層間有隔板控制干燥介質(zhì)定向流動，使物料干燥均勻。 各輸送帶的速度獨立可調(diào)，一般最后一層或幾層的速度較低而料層較厚，這樣可使大部分干燥介質(zhì)與不同干燥階段的物料得到合理的接觸分配，從而提高總的干燥速率。 多層帶式干燥機結(jié)構(gòu)簡單，

12、常用于干燥速度低、干燥時間長的場合，廣泛用于谷物類的干燥，由于操作中多次翻料，因此不適于黏性物料及易碎物料的干燥。四、網(wǎng)帶式干燥設(shè)備四、網(wǎng)帶式干燥設(shè)備 （2）工作過程 工作時濕物料從進料口進至輸送帶上，隨輸送帶運動至末端，通過翻板落至下一輸送帶移動送料，依次自上而下，最后由卸料口排出。外界空氣經(jīng)風機和加熱器形成熱風，通過分層進風柜調(diào)節(jié)風量送入干燥室，使物料干燥。排出的廢氣可對物料進行預(yù)熱。五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機噴霧干燥機是一種將液狀物料通過霧化方式干燥成粉體的設(shè)備。許多粉狀制品，如乳粉、蛋粉、豆乳粉、蛋白質(zhì)水解物粉、微生物發(fā)酵物等都用噴霧干燥機生產(chǎn)，也是主要的微膠囊造粒設(shè)備之一。1、噴霧

13、干燥機的特點、噴霧干燥機的特點 （1）優(yōu)點 干燥速度快。 產(chǎn)品質(zhì)量好。松脆空心顆粒產(chǎn)品具有良好的流動性、分散性和溶解性，并能很好地保持食品原有的色、香、味。 營養(yǎng)損失少?？焖俑稍锎蟠鬁p少了營養(yǎng)物質(zhì)的損失，如牛乳粉加工中熱敏性維生素C只損失5左右。因此，特別適合于易分解、變性的熱敏性食品加工。 產(chǎn)品純度高。噴霧干燥是在封閉的干燥室中進行，既保證了衛(wèi)生條件，又避免了粉塵飛揚，從而提高了產(chǎn)品純度。 工藝較簡單。料液經(jīng)噴霧干燥后，可直接獲得粉末狀或微細的顆粒狀產(chǎn)品。 生產(chǎn)率高。便于實現(xiàn)機械化、自動化生產(chǎn)，操作控制方便，適于連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)，且操作人員少，勞動強度低。 （2）缺點 投資大。水分蒸發(fā)強度僅

14、能達到2.54.0kg(m3h)，故設(shè)備體積龐大，且需要霧化器、粉塵回收、清洗裝置等。 能耗大，熱效率不高。熱效率為3040%。五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機2 2、噴霧干燥機的原理、噴霧干燥機的原理 運用霧化裝置等機械作用，把液態(tài)食品物料分散成霧狀的細小液滴，使其表面積急劇增加，然后與熱空氣接觸，在較短時間內(nèi)（瞬時）除去大部分水分，獲得水分含量較低的粉體產(chǎn)品的對流干燥過程。廢廢氣氣干物料干物料旋風分離器旋風分離器蒸汽蒸汽冷凝水冷凝水冷空氣冷空氣熱空氣熱空氣板式換熱器板式換熱器五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機2 2、噴霧干燥機的原理、噴霧干燥機的原理 霧化器出來的范圍10100 m的料液霧滴，有巨大

15、表面積； 霧滴與進入干燥室的熱氣流接觸，可在瞬間(0.010.04s)發(fā)生強烈的熱交換和質(zhì)交換，使其中絕大部分水分迅速蒸發(fā)氣化并被干燥介質(zhì)帶走。 由于水分蒸發(fā)會從液滴吸收氣化潛熱，因而液滴的表面溫度一般為空氣的濕球溫度。 包括霧滴預(yù)熱、恒速干燥和降速干燥等三個階段的整個過程，只需1030s便可得到符合要求的干燥產(chǎn)品。 產(chǎn)品干燥后由于重力作用，大部分沉降于底部，少量微細粉末隨廢氣進入粉塵回收裝置得以回收。五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機3 3、噴霧干燥機系統(tǒng)、噴霧干燥機系統(tǒng) 五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機3 3、噴霧干燥機系統(tǒng)、噴霧干燥機系統(tǒng)（1）空氣加熱系統(tǒng)包括：空氣過濾器、鼓風機、空氣加熱器、熱分

16、配器等。（2）霧化系統(tǒng)包括：料液貯槽、過濾器、供料裝置、霧化器等。（3）干燥室包括：不同霧化裝置、干燥室設(shè)計等。（4）產(chǎn)品收集系統(tǒng)包括：出粉器、貯粉裝置、產(chǎn)品冷卻和粒度篩分（分級）裝置等。（5）廢氣排放及微分回收系統(tǒng)包括：捕粉裝置、排風裝置等。（6）系統(tǒng)控制裝置及廢熱回收裝置五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機4 4、霧化器、霧化器 霧化器是整個噴霧干燥的關(guān)鍵部件之一，對產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟指標有重要影響。 霧化器分散度越高，干燥效率越大；霧化越均勻，產(chǎn)品的含水量變化越小。因此，霧化器既要保證料液的分散度，又要使粒度變化控制在最小限度。分為離心式、壓力式和氣流式三種。五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機（1 1）離

17、心式霧化器）離心式霧化器 料液在高速轉(zhuǎn)盤（圓周速度90160m/s）中受離心力作用從盤邊緣甩出而霧化。 液體受到二種力作用，一是離心力和重力作用下得到加速而分裂霧化；二是液體和周圍空氣同時接觸面處，存在摩擦力促使形成霧滴。前者為離心霧化，后者為速度霧化，實際上這二者是同時存在的。 離心式霧化器的霧化效果與料液特性、流量、圓盤形狀直徑及速度直接有關(guān)。五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機（1 1）離心式霧化器）離心式霧化器 離心式霧化過程的“三大”特點： 當料液流量較少時，圓盤周邊的液滴立克被拋出直接分裂成液滴。直接分裂成液滴。 當料液流量較大而轉(zhuǎn)速加快時，半球狀物料液被拉成許多絲狀射流，絲狀割裂成絲狀割

18、裂成液滴。液滴。 當料液流量繼續(xù)增大時，液絲間互相并成薄膜，膜絲分裂成液滴。膜絲分裂成液滴。食品工廠機械與設(shè)備第九章 干燥機械與設(shè)備五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機（1 1）離）離心式霧化器心式霧化器優(yōu)點：液料通道大，不易堵塞； 對液料的適應(yīng)性強。高粘度、高濃度的液料均可； 操作彈性大，進液量變化25時，對產(chǎn)品質(zhì)量無大影響。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高； 動力消耗比壓力式大； 只適于順流立式噴霧干燥設(shè)備。五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機（2 2）壓力式霧化器）壓力式霧化器 用 高 壓 泵 使 液 體 獲 得 高 壓(720MPa) ，高壓液體通過噴嘴(孔徑0.51.5mm)時，將壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽芏咚賴姵鰰r

19、分散為霧滴。 當高壓液體從噴嘴出口噴出后不遠的距離，將克服表面張力，使液膜分裂成細線，加上湍流徑向分速度和周圍空氣相對速度的影響，使液線再分裂成大小不同的液滴。五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機（2 2）壓力式霧化器）壓力式霧化器 實際上是一支噴槍，需要與高壓泵配合才能工作，一般使用的高壓泵為三柱塞泵。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，操作無噪聲； 改變噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)，易得到所需的霧化形狀； 大規(guī)模生產(chǎn)可采用多噴嘴噴霧。缺點：生產(chǎn)過程中流量無法調(diào)節(jié)； 噴嘴噴孔口徑小于1mm時，易產(chǎn)生堵塞； 不適用粘度高的膠狀料液及有固相分解的懸濁液噴霧；噴嘴易磨損。五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機（3 3）氣流式霧化器）氣流式霧化器 是

20、依靠高速氣流工作的霧化器，利用料液在噴嘴出口處與高速運動(一般為200300m/s)的空氣相遇，由于料液速度小，而氣流速度大，兩者存在相當大速度差，從而液膜被拉成絲狀，然后分裂成細小的霧滴。 五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機（3 3）氣流式霧化器）氣流式霧化器 料液的霧滴大小取決于兩相速度差和料液黏度，相對速度差越大，料液黏度越小，則霧滴越細。霧化分散度取決于噴嘴的結(jié)構(gòu)、料液的流出速度和壓力、料液的物理性質(zhì)(表面張力、黏度、密度等)。 五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機（4 4）三種霧化器比較）三種霧化器比較l在選型時，需考慮生產(chǎn)要求、待處理物料的性質(zhì)及工廠等諸方面具體情況。l國內(nèi)外食品工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)時

21、都采用壓力噴霧和離心噴霧。l目前國內(nèi)以壓力噴霧占多數(shù)，如在乳粉和蛋粉生產(chǎn)中，壓力噴霧占76%，離心噴霧占24%。l國外在歐洲以離心噴霧為主，而在美國、新西蘭、澳大利亞、日本等國則以壓力噴霧為主。氣流式由于動力消耗大，適用于小型設(shè)備，而在食品工業(yè)中，很少在大規(guī)模生產(chǎn)中應(yīng)用。五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機5 5、噴霧干燥室、噴霧干燥室 提供霧化待干物料與熱空氣接觸熱交換的空間，是噴霧干燥機的核心，分為立式（常用）和臥式等。 內(nèi)部裝有霧化器、熱風分配器及出料裝置等，并開有進、排氣口、出料口及人孔、視孔、燈孔等。 為了節(jié)能和防止(帶有霧滴和粉末的)熱濕空氣在器壁結(jié)露和出于節(jié)能考慮，噴霧干燥室壁均由雙層結(jié)

22、構(gòu)夾保溫層構(gòu)成，并且內(nèi)層一般為不銹鋼板制成。 另外，為了盡量避免粉末黏附于器壁，一般干燥室的殼體上還安裝有使黏粉抖落的振動裝置。（1）噴霧干燥工藝對干燥室的要求）噴霧干燥工藝對干燥室的要求 要有一定的空間，以提供足夠熱空氣及物料停留時間； 要有一定的徑向?qū)挾群颓宄锪险潮谘b置，保證物料不發(fā)生粘壁現(xiàn)象； 熱風在干燥室的分配合理，保證熱風和物料有效混合。五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機5 5、噴霧干燥室、噴霧干燥室（2）三種常用于塔壁的冷卻方法）三種常用于塔壁的冷卻方法 由塔的圓柱體下部切線方向進入冷空氣掃過塔壁； 設(shè)冷卻用夾套。冷空氣由圓柱體上部夾套進入，并由錐底夾套排出； 沿塔內(nèi)壁安裝旋轉(zhuǎn)空氣清掃

23、器，通冷空氣進行冷卻。（3）噴霧干燥室內(nèi)熱風與物料流向）噴霧干燥室內(nèi)熱風與物料流向 按熱風與料液的運動方向分為：順流、逆流和混流。五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機5 5、噴霧干燥室、噴霧干燥室（3）噴霧干燥室內(nèi)熱風與物料流向）噴霧干燥室內(nèi)熱風與物料流向順流：熱風與霧化物料同向流動，常是室頂進入。霧滴初期與高溫低濕熱空氣接觸、傳熱動力大，對產(chǎn)品質(zhì)量影響不大；后期與低溫高濕熱空氣接觸。適宜熱敏性物料。逆流：熱風與霧化物料反向流動，常是物料室頂進入、熱風底部進入。霧滴初期與低溫高濕熱空氣接觸、后期與高溫低濕熱空氣接觸，傳熱動力穩(wěn)定、易過熱焦化。不適宜熱敏性物料。混流：呈不規(guī)則流動，常是熱風上下反復(fù)流動、

24、物料從上而下流動。霧滴與熱風接觸充分（產(chǎn)生騷動），干燥效果好，但可能產(chǎn)生粘壁。五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機6 6、噴霧干燥機系統(tǒng)、噴霧干燥機系統(tǒng)（1 1）壓力式噴霧干燥機系統(tǒng)）壓力式噴霧干燥機系統(tǒng) 五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機6 6、噴霧干燥機系統(tǒng)、噴霧干燥機系統(tǒng)（1 1）壓力式噴霧干燥機系統(tǒng)）壓力式噴霧干燥機系統(tǒng) 物料-平衡槽-離心泵-過濾器-高壓泵-壓力霧化器-粉粒（干燥室出口）-流化床干燥-篩分機-成品和回溶粉。 塔頂空氣過濾器空氣-鼓風機-加熱器-壓力式干燥室-旋風分離器-放空。 流化床 空氣過濾器 排除五、噴霧干燥機五、噴霧干燥機6 6、噴霧干燥機系統(tǒng)、噴霧干燥機系統(tǒng)（2 2）離心式

25、噴霧干燥機）離心式噴霧干燥機 六、流化床干燥設(shè)備六、流化床干燥設(shè)備1、流化床干燥設(shè)備的原理與特點、流化床干燥設(shè)備的原理與特點（1）原理 物料被大量氣流吹起，呈懸浮狀態(tài)，在沸騰移動中干燥。（2）特點 物料與干燥介質(zhì)接觸充分，傳熱效果好，溫度分布均勻；干燥速度大，停留時間短，生產(chǎn)能力高；同一設(shè)備既可以分批生產(chǎn)，又可連續(xù)生產(chǎn)；干燥停留時間可根據(jù)產(chǎn)品含水量調(diào)整；設(shè)備簡單，投資費用低，操作維修方便。 不適應(yīng)粒徑過大或過小，含水率過高，易結(jié)塊的物料。適宜于處理粉狀且不易結(jié)塊的物料，物料粒度通常為30m6mm。物料顆粒直徑小于30m時，氣流通過多孔分布板后極易產(chǎn)生局部溝流。顆粒直徑大于6mm時，需要較高的流

26、化速度，動力消耗及物料磨損隨之增大。六、流化床干燥設(shè)備六、流化床干燥設(shè)備2、流化床干燥設(shè)備的適用范圍、流化床干燥設(shè)備的適用范圍 適宜于處理粉狀且不易結(jié)塊的物料，物料粒度通常為30m6mm。 物料顆粒直徑小于30m時，氣流通過多孔分布板后極易產(chǎn)生局部溝流。 顆粒直徑大于6mm時，需要較高的流化速度，動力消耗及物料磨損隨之增大。 適用于處于降速干燥階段的物料，對于粉狀物料和顆粒物料。 適宜的含水范圍分別在2%5%和1015之間。 氣流干燥或噴霧干燥得到物料，若仍含有需要經(jīng)過較長時間降速干燥方能去除的結(jié)合水分，則更適于采用流化床干燥。六、流化床干燥設(shè)備六、流化床干燥設(shè)備3、單層流化床干燥設(shè)備、單層流

27、化床干燥設(shè)備 濕物料由膠帶輸送機送到加料斗，再經(jīng)拋料機送入干燥機內(nèi)。 空氣經(jīng)過濾器由鼓風機送入空氣加熱器加熱，熱空氣進入流化床底后由分布板控制流向，對濕物料進行干燥。 物料在分布板上方形成流化床。干燥后的物料經(jīng)溢流口由卸料管排出，夾帶細粉的空氣經(jīng)旋風分離器分離后由抽風機排出。六、流化床干燥設(shè)備六、流化床干燥設(shè)備4、多層流化床干燥設(shè)備、多層流化床干燥設(shè)備（1）溢流式）溢流式 適用于要求干燥較均勻或干燥時間較長的產(chǎn)品。 干燥機整體為塔形結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)多層孔板。 濕物料顆粒由第一層加入，經(jīng)初步干燥后由溢流管進入下一層，最后從最底層出料。由于顆粒在層與層之間沒有混合，僅在每一層內(nèi)流化時互相混合，且停留時間

28、較長，所以產(chǎn)品能達到很低的含水量且較為均勻，熱量利用率也顯著提高。六、流化床干燥設(shè)備六、流化床干燥設(shè)備4、多層流化床干燥設(shè)備、多層流化床干燥設(shè)備（2）穿流式）穿流式 干燥時，物料直接從篩板孔自上而下分散流動，氣體則通過篩孔自下而上流動，在每塊板上形成流化床。 結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)能力強，但控制操作要求較高。適用物料顆粒的直徑一般在0.85mm。 為使物料能通過篩板孔流下，篩板孔徑應(yīng)為物料粒徑的530倍，篩板開孔率3040。 物料的流動主要依靠自重作用，氣流還能阻止其下落速度過快，故所需氣流速度較低，大多數(shù)情況下，氣體的空塔氣速與流化速度之比為1.22。六、流化床干燥設(shè)備六、流化床干燥設(shè)備5、臥式多室

29、流化床干燥設(shè)備、臥式多室流化床干燥設(shè)備（1）目的 降低壓強降，保證產(chǎn)品均勻干燥，降低床層高度。 （2）結(jié)構(gòu) 橫截面為長方形，用垂直擋板分隔成多室，擋板下端與多孔分布板之間留有間隙，使物料能從一室進入另一室。 （3）工作過程 物料由第一室進入，從最后一室排出，在每一室與熱空氣接觸，氣、固兩相總體上呈錯流流動。 （4）特點 不同小室中的熱空氣流量可以分別控制，其中前段物料濕度大，可以通入較多熱空氣，而最后一室，必要時可通入冷空氣對產(chǎn)品進行冷卻。六、流化床干燥設(shè)備六、流化床干燥設(shè)備6、脈沖流化床干燥設(shè)備、脈沖流化床干燥設(shè)備 在干燥機下部周向均布幾根熱風進管，每根管上裝有快開閥門，按一定的頻率（如41

30、6Hz）和次序啟閉，使流化氣體周期性脈沖輸入。 當氣閥打開時，突然進入的氣體會對物料床層產(chǎn)生脈沖，脈沖又很快在物料顆粒間傳遞能量，短時間內(nèi)形成劇烈的局部流化沸騰狀態(tài)，流化狀態(tài)又在床內(nèi)擴散和向上移動，從而使得氣體和物料間有強烈的傳熱傳質(zhì)作用。 當氣閥關(guān)閉時，流化態(tài)在同一方向逐步消失，物料又回到堆積狀態(tài)。如此，流化床內(nèi)的脈沖式循環(huán)一直維持到物料被干燥為止。 適用于不易干燥或有特殊要求的物料，屬間歇操作，適用于粒度為10m0.4mm的物料，床高0.10.4m。六、流化床干燥設(shè)備六、流化床干燥設(shè)備7、典型流化床干燥設(shè)備系統(tǒng)、典型流化床干燥設(shè)備系統(tǒng) 風機驅(qū)使熱空氣以適當?shù)乃俣韧ㄟ^床層，與顆粒狀的濕物料接

31、觸，使物料顆粒保持懸浮狀態(tài)。 熱空氣既是流化介質(zhì)，又是干燥介質(zhì)。 被干燥的物料顆粒在熱氣流中上下翻動，互相混合與碰撞，進行傳熱和傳質(zhì)，達到干燥的目的。 當床層膨脹至一定高度時，因床層空隙率的增大而使氣流速度下降，顆粒回落而不致被氣流帶走。 經(jīng)干燥后的顆粒由床側(cè)面的出料口卸出。廢氣由頂部排出，并經(jīng)旋風分離器回收所夾帶的粉塵。七、氣流干燥設(shè)備七、氣流干燥設(shè)備 1、氣流干燥原理與分類、氣流干燥原理與分類 （1）原理）原理 氣流干燥機利用高速熱氣流，在并流輸送潮濕粉粒狀或塊粒狀物料的過程中，對其進行干燥。 （2）適用范圍）適用范圍 氣流干燥機適用于在潮濕狀態(tài)仍能在氣體中自由流動的顆粒物料的干燥，如面粉

32、、谷物、葡萄糖、食鹽、味精、離子交換樹脂、水楊酸、切成粒狀或小塊狀的馬鈴薯、肉丁及各種粒狀食品等均可用采用氣流干燥法干燥。 粒徑在0.50.7mm以下的物料，不論其初始濕含量如何，一般都能干燥至0.30.5的含水量。因此，乳品和蛋加工工業(yè)中，有時也用氣流干燥機對噴霧干燥機得到的粉末作進一步的干燥。如要獲得更低的含水量，則還可在氣流干燥機之后再設(shè)置一流化床干燥機。 （3）分類）分類 氣流干燥機有多種形式，主要有直管式、多級式、脈沖式、套管式、旋風式、環(huán)管式等。七、氣流干燥設(shè)備七、氣流干燥設(shè)備2、直管式氣流干燥機直管式氣流干燥機 被干燥物料經(jīng)螺旋送料器送入干燥管的底部，然后被預(yù)熱器加熱后的熱空氣吹

33、起。 氣體與固體物料在流動過程中因劇烈的相對運動而充分接觸，進行傳熱和傳質(zhì)，達到干燥的目的。 干燥后的產(chǎn)品由干燥機頂部送出，廢氣由分離器回收夾帶的粉末后，經(jīng)排風機排入大氣。 七、氣流干燥設(shè)備七、氣流干燥設(shè)備2、直管式氣流干燥機直管式氣流干燥機（1）優(yōu)點）優(yōu)點 干燥強度大。干燥強度大。物料在熱風中呈懸浮狀態(tài)，能最大限度地與熱空氣接觸，且由于氣速較高(一般達2040m/s)，空氣渦流的高速攪動，使氣-固邊界層的氣膜不斷受沖刷，減小了傳熱和傳質(zhì)的阻力。干燥時間短。干燥時間短。對于大多數(shù)的物料只需0.52s，最長不超過5s，因為是并流操作，所以特別適宜于熱敏性物料的干燥。占地面積小。占地面積小。由于氣

34、流干燥的容積傳熱系數(shù)大，所以干燥機體積可大為減小。熱效率高。熱效率高。由于干燥機散熱面積小，所以熱損失小，最多不超過5%，因而干燥非結(jié)合水時熱效率可達60左右、干燥結(jié)合水時可達20左右。 無專用的輸送裝置。無專用的輸送裝置。氣流干燥機的活動部件少，結(jié)構(gòu)簡單、易維修、成本低。操作連續(xù)穩(wěn)定。操作連續(xù)穩(wěn)定?？梢砸淮涡酝瓿筛稍铩⒎鬯?、輸送、包裝等工序，整個過程可在密閉條件下進行，減少物料飛揚，防止雜質(zhì)污染，既改善了產(chǎn)品質(zhì)量又提高了回收率。適用性廣。適用性廣。可應(yīng)用于各種粉狀物料，粒徑最大可達100mm，濕含量可達1040%。七、氣流干燥設(shè)備七、氣流干燥設(shè)備2、直管式氣流干燥機直管式氣流干燥機（2）缺點

35、）缺點全部產(chǎn)品由氣流帶出，因而分離器的負荷大。氣速較高，對物料顆粒有一定的磨損，所以不適用于對晶形有一定要求的物料，也不適宜用于需要在臨界濕含量以下干燥的物料以及對管壁黏附性強的物料。由于氣速大，全系統(tǒng)阻力大，因而動力消耗大。干燥管較長，一般在10m或10m以上。七、氣流干燥設(shè)備七、氣流干燥設(shè)備3、脈沖、脈沖式氣流干燥機式氣流干燥機干燥直管被直徑交替縮小與擴大的脈沖管代替。物料首先進入管徑較小的干燥管內(nèi)，此處氣體以較高的速度流過，使顆粒產(chǎn)生加速運動。當顆粒的加速運動終了時，干燥管直徑突然擴大。由于顆粒運動的慣性，在該段內(nèi)顆粒的速度大于氣流的速度，顆粒在運動過程中因氣流阻力而不斷減速。在減速終了

36、時，干燥管直徑再度突然縮小，顆粒又被加速。管徑重復(fù)交替的縮小與擴大，使顆粒的運動速度也在加速和減速之間不斷地變化，沒有等速運動階段，從而強化了傳熱和傳質(zhì)速率。七、氣流干燥設(shè)備七、氣流干燥設(shè)備4、套管式、套管式氣流干燥機氣流干燥機氣流干燥管由內(nèi)管和外管組成。物料和氣流同時由內(nèi)管的下部進入。顆粒在管內(nèi)加速運動至終了時，由頂部導(dǎo)入內(nèi)外管間的環(huán)隙內(nèi)，以較小的速度下降并排出。這種形式可以節(jié)約熱量。第三節(jié)第三節(jié) 傳導(dǎo)干燥設(shè)備傳導(dǎo)干燥設(shè)備 傳導(dǎo)型干燥機的熱能供給主要靠導(dǎo)熱導(dǎo)熱，要求被干燥物料與加熱面間應(yīng)有盡可能緊密的接觸接觸。故傳導(dǎo)干燥機較適用于溶液、懸浮液和膏糊狀固-液混合物的干燥。 優(yōu)點： 首先在于熱能

37、利用的經(jīng)濟性，因這種干燥機不需要加熱大量的空氣，熱能單位耗用量遠較熱風干燥機為少； 其次傳導(dǎo)干燥可在真空下進行，特別適用于易氧化食品的干燥。 分類：連續(xù)式和間歇式；常壓和真空。第三節(jié)第三節(jié) 傳導(dǎo)干燥設(shè)備傳導(dǎo)干燥設(shè)備一、滾筒干燥機一、滾筒干燥機l 主體是稱為滾筒的中空金屬圓筒。l 分類：單滾筒和雙滾筒式；常壓和真空式。l 圓筒隨水平軸轉(zhuǎn)動，其內(nèi)部可由蒸汽、熱水或其它載熱體加熱，圓筒壁即為傳熱面。l 物料的加入方式有浸沒式浸沒式和噴灑式噴灑式。浸沒式加料時，料液可能會因熱滾筒長時間浸沒而過熱，為避免這一缺點，可采用灑濺式。第三節(jié)第三節(jié) 傳導(dǎo)干燥設(shè)備傳導(dǎo)干燥設(shè)備一、滾筒干燥機一、滾筒干燥機1、單滾筒

38、干燥機、單滾筒干燥機n 采用浸沒式加料方式，滾筒部分浸沒在稠厚的懸浮液物料中，因滾筒的緩慢轉(zhuǎn)動使物料成薄膜狀附著于滾筒的外表面而進行干燥。n 當滾筒回轉(zhuǎn)3/47/8轉(zhuǎn)時，物料已干燥到預(yù)期的程度，即被刮刀刮下，由螺旋輸送器送走。n 滾筒的轉(zhuǎn)速因物料性質(zhì)及轉(zhuǎn)筒的大小而異，一般為28r/min。滾筒上的薄膜厚度為0.11.0mm。n 干燥產(chǎn)生的水汽被殼內(nèi)流過滾筒面的空氣帶走，流動方向與滾筒的旋轉(zhuǎn)方向相反。第三節(jié)第三節(jié) 傳導(dǎo)干燥設(shè)備傳導(dǎo)干燥設(shè)備一、滾筒干燥機一、滾筒干燥機2、雙滾筒干燥機、雙滾筒干燥機n 采用的是由上面加入濕物料的方法，干物料層的厚度可用調(diào)節(jié)兩滾筒間隙的方法來控制。第三節(jié)第三節(jié) 傳導(dǎo)干

39、燥設(shè)備傳導(dǎo)干燥設(shè)備一、滾筒干燥機一、滾筒干燥機3、真空滾筒干燥機、真空滾筒干燥機 將滾筒密閉在真空室內(nèi)。 由于干燥過程在真空下進行，真空滾筒干燥機的進料、卸料刮刀等的調(diào)節(jié)必須在真空干燥室外部來操縱，所以這類干燥機通常成本較高，一般只用來干燥極為熱敏的物料。第三節(jié)第三節(jié) 傳導(dǎo)干燥設(shè)備傳導(dǎo)干燥設(shè)備二、真空干燥箱二、真空干燥箱l 主體是一真空密封的干燥室，是一種間歇式干燥設(shè)備，適用于固體或熱敏性、氧敏性液體食品物料。l 這種干燥機中，初期干燥速度很快，但當物料脫水收縮后，則由于物料與干燥盤的接觸逐漸變差，傳熱速率也逐漸下降。n 室內(nèi)裝有通加熱劑（蒸汽等）的加熱管、加熱板、夾套或蛇管等，間壁則形成盤架

40、。n 被干燥的物料均勻地散放于由鋼板或鋁板制成的活動托盤中，托盤置于盤架上。n 蒸汽等加熱劑進入加熱元件后，熱量以傳導(dǎo)方式經(jīng)加熱元件壁和托盤傳給物料。n 盤架和干燥盤應(yīng)盡可能做成表面平滑，以保證有良好的熱接觸。n 干燥過程產(chǎn)生的水蒸氣由連接管導(dǎo)入混合冷凝器。第三第三 傳導(dǎo)干燥設(shè)備傳導(dǎo)干燥設(shè)備三、帶式真空干燥機三、帶式真空干燥機l 連續(xù)式真空干燥設(shè)備，主要用于液狀與漿狀物料的干燥。l 干燥室一般為臥式封閉圓筒，內(nèi)裝鋼帶式輸送機械。帶式真空干燥機有單層和多層兩種形式。l 干燥時間短，約525min，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、高黏度的物料，并可簡

41、化工序，節(jié)約熱量。第三傳導(dǎo)干燥設(shè)備第三傳導(dǎo)干燥設(shè)備三、帶式真空干燥機三、帶式真空干燥機（1）單層帶式真空干燥機）單層帶式真空干燥機n 由一連續(xù)不銹鋼、加熱滾筒、冷卻滾筒、輻射元件、真空系統(tǒng)和加料裝置等組成。n 供料口位于鋼帶下方，由一供料滾筒不斷將漿料涂布在鋼帶的表面。n 涂在鋼帶上的漿料隨鋼帶前移進入干燥器下方的紅外線加熱區(qū)。n 受熱料層因內(nèi)部產(chǎn)生的水蒸氣而膨松成多孔狀態(tài)。n 料層隨后經(jīng)過滾筒加熱，再進入干燥上方的紅外線區(qū)進行干燥。n 干燥至符合水分含量要求的物料在繞過冷卻滾筒時受到驟冷作用，料層變脆，再由刮刀刮下排出。第三第三 傳導(dǎo)干燥設(shè)備傳導(dǎo)干燥設(shè)備三、帶式真空干燥機三、帶式真空干燥機（

42、2）三層帶式真空干燥機）三層帶式真空干燥機l 三層輸送帶，沿輸送方向采用夾套式換熱板，設(shè)置了兩個加熱區(qū)和一個冷卻區(qū)域，分別用蒸汽、熱水、冷水進行加熱和冷卻。根據(jù)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)。原料在輸送帶上邊移動邊蒸發(fā)水分，干燥成為泡沫片狀物品，冷卻后，經(jīng)粉碎機粉碎成為顆粒狀制品，最后由排出裝置卸出。干燥產(chǎn)生的二次蒸汽和不凝性氣體通過排氣口，由冷凝和真空系統(tǒng)排出。第四節(jié)第四節(jié) 冷凍干燥設(shè)備冷凍干燥設(shè)備一、冷凍干燥原理一、冷凍干燥原理1、冷凍干燥定義、冷凍干燥定義 冷凍干燥就是把含有大量水分的物質(zhì)，預(yù)先進行降溫凍結(jié)成固體，然后在真空的條件下使水蒸汽直接升華出來，而物質(zhì)本身剩留在凍

43、結(jié)時的冰架中，因此它干燥后體積不變，疏松多孔。第四節(jié)第四節(jié) 冷凍干燥設(shè)備冷凍干燥設(shè)備一、冷凍干燥原理一、冷凍干燥原理2、冷凍干燥原理、冷凍干燥原理 先將濕物料在共晶點（三相點）溫度以下凍結(jié)，使水分變成固態(tài)的冰，然后在適當?shù)恼婵斩认?，使冰直接升華為水蒸汽，再用真空系統(tǒng)中的冷凝器將水蒸汽冷凝，從而獲得干燥制品的技術(shù)。 圖中OA、OB、OC三條曲線分別表示冰-水、水-水蒸氣、冰-水蒸氣兩相共存時水蒸汽與溫度之間的關(guān)系，分別稱為融化曲線、汽化曲線和升華曲線。O點稱為三相點，所對應(yīng)的溫度為0.01、水蒸氣壓為6.11mbar（4.58mmHg，611Pa的條件下，水、冰、水蒸氣三者可共存且相互平衡。 從

44、理論上說，真空冷凍干燥的操作區(qū)域只需在水的三相點以下即可。但實際的操作條件要苛刻得多，通常在0.5-1.5mbar的真空度和-25左右溫度下，才能保證冷凍干燥的順利進行。 第四節(jié)第四節(jié) 冷凍干燥設(shè)備冷凍干燥設(shè)備二、冷凍干燥設(shè)備組成二、冷凍干燥設(shè)備組成 包括預(yù)凍、供熱、蒸汽和不凝結(jié)氣體排除系統(tǒng)及干燥室等部分構(gòu)成。 以冷凍干燥室為核心聯(lián)系在一起，有些部分直接裝在冷凍干燥室內(nèi)，如供熱的加熱板、供冷的制冷板和水汽凝結(jié)器等。 預(yù)凍過程可以獨立于冷凍干燥機完成，此時冷凍干燥箱內(nèi)不設(shè)冷凍板。第四節(jié)第四節(jié) 冷凍干燥設(shè)備冷凍干燥設(shè)備二、冷凍干燥設(shè)備組成二、冷凍干燥設(shè)備組成第四第四 冷凍干燥設(shè)備冷凍干燥設(shè)備二、冷

45、凍干燥設(shè)備組成二、冷凍干燥設(shè)備組成1、預(yù)凍系統(tǒng)、預(yù)凍系統(tǒng) 溫度：必須過冷，溫度低于物質(zhì)的實際冰點很多；低于樣品的共熔點020C 。 冷速：影響冰晶?？炖?，冰晶小，相互之間的孔隙小，阻礙水蒸汽的排出，所以干燥時間長；慢冷，結(jié)晶大，相互之間的孔隙大，利于水蒸汽的排出，所以干燥時間短。 2、供熱系統(tǒng)、供熱系統(tǒng) 供熱方式主要有傳導(dǎo)、輻射和微波加熱三種，精細供熱、使水分升華，提供低溫凝結(jié)器(冷阱)融化積霜所需的熔解熱。 供給升華熱時，要保證傳熱速率既能使凍結(jié)層表面達到盡可能高的蒸汽壓，又不致使凍結(jié)層融化，所以應(yīng)根據(jù)傳熱速率決定熱源溫度。3、冷阱、冷阱 抽吸干燥過程中升華的水分。在13.3Pa的壓力下，1g冰升華可產(chǎn)生100m3的蒸汽，若直接采用真空泵抽吸，則需要極大容量的抽氣機才能維持所需的真空度，因此必須有脫水裝置。低溫冷凝器(冷阱)正是實現(xiàn)在低溫條件下除去大量水分的裝置。第四第四 冷凍干燥設(shè)備冷凍干燥設(shè)