食品干燥機械設備

關于食品干燥機械設備第1頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第九章食品干燥機械設備第一節(jié)概述第二節(jié)對流式干燥器第三節(jié)傳導式干燥器第四節(jié)輻射式干燥器本章小結本章重點本章作業(yè)題第2頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第一節(jié)概述一、干燥定義二、干燥器的選用原則三、干燥器的選型步驟四、干燥器的發(fā)展趨勢第3頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日一、干燥定義凡是使物料（溶液、懸浮液及漿液）所含水分由物料向氣相轉移，從而將物料變?yōu)楣腆w制品的操作，統(tǒng)稱為干燥。傳熱傳質干燥濃縮同時進行第4頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日干燥過程表面汽化：熱量從周圍環(huán)境傳遞到物料表面使其表面水分蒸發(fā)。干燥初期由表面汽化控制，在干燥介質狀態(tài)不變的條件下為恒速干燥；內部擴散：表面汽化的同時物料內部水分傳遞到物料表面。干燥末期，物料水分較少，整個干燥過程由內部擴散控制。第5頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日二、干燥器的選用原則當?shù)氐馁Y源與自然條件；（葡萄風干房）物料性能及干燥特性；干燥產品的要求。常見干燥機械設備的分類第6頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第7頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第8頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日三、干燥器的選型步驟按濕物料的形態(tài)，物理特性和對產品形態(tài)，水分等要求，初選干燥器類型；按投資能力和處理量大小確定設備規(guī)模，操作方式，自動化程度；根據(jù)物料的干燥特性和對產品品質的要求，確定干燥方式；據(jù)熱源條件和干燥方法確定加熱裝置；按處理量估算出干燥器的容積；按原料，設備及操作費用估算產品成本。第9頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日四、干燥器的發(fā)展趨勢干燥設備向系列化、大型化發(fā)展改進和完善現(xiàn)有的干燥設備，強化干燥過程降低熱能消耗改善干燥工藝聯(lián)合干燥方法的應用消除對環(huán)境的污染第10頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第二節(jié)對流式干燥器一、廂式干燥器二、網(wǎng)帶式干燥器三、流化床干燥器四、噴霧干燥器五、間歇式洞道干燥器六、氣流干燥器七、轉筒干燥器第11頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日一、廂式干燥器廂式干燥機主要由廂體，料盤，保溫層，加熱器，風機等組成。平流廂式干燥機：傳熱系數(shù)較低，熱利用率較差，物料干燥不均勻；穿流廂式干燥機：干燥速率快，動力消耗大。廂式干燥器工作示意圖第12頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第13頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日二、網(wǎng)帶式干燥器單級網(wǎng)帶式干燥機多級網(wǎng)帶式干燥機多層網(wǎng)帶式干燥機第14頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日(一)單級網(wǎng)帶式干燥機各單元可獨立控制運行參數(shù)，優(yōu)化操作；穿流式帶式干燥機，干燥效果較好；平流帶式干燥機，一般用于處理不帶黏性的物料；第15頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（二）多級網(wǎng)帶式干燥機物料的蒸發(fā)面積增大，改善了透氣性和干燥均勻性；干燥區(qū)數(shù)目較多，便于優(yōu)化物料干燥工藝；設備的進出料口密封不嚴，易產生漏氣現(xiàn)象；適用于各種脫水蔬菜，葡萄干，麥片等產品的干燥；第16頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（三）多層網(wǎng)帶式干燥機多層帶式穿流是在單層帶式基礎上，疊加而成，網(wǎng)帶一般為3層或5層，來回往復式運動干燥，物料由頂層加入，逐層向下移動干燥，最后由底層送出產品。結構簡單，常用于干燥速度低，干燥時間長的場合；廣泛應用于谷物類的干燥；不適用于黏性物料及易碎物料的干燥；第17頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日三、流化床干燥機（一）概念（二）原理（三）適用范圍（四）干燥過程（五）特點第18頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（一）概念流化：“流化”是指固體顆粒被流體吹起呈懸浮狀態(tài)，粒子可以相互分離，作上下、左右、前后運動，這種狀態(tài)我們稱作“流化”，或流態(tài)化，流動化或沸騰狀態(tài)（即沸騰）。沸騰干燥：是指干燥介質使固體顆粒在沸騰狀態(tài)下進行干燥的過程。第19頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（二）原理物料被大量氣流吹起，呈懸浮狀態(tài)，作上下、左右、前后運動，在沸騰狀態(tài)下進行干燥。第20頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（三）適用范圍沸騰干燥一般適用于30微米～6毫米顆粒狀物料，或結團現(xiàn)象不嚴重的場合。對溶液或懸浮液的液體物料的干燥和造粒也很合適。尤其對含水要求很低的產品特別合適。第21頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（四）干燥過程固定床階段：當氣流速度增到某一值時，此時壓降大致等于單位面積(床層橫斷面)上床層的實際重量，這時的床層稱固定床。流化床階段：把通入的氣流速度增加，顆粒被吹起懸浮在氣流中作自由運動，床高也上升。再提高流速，床層壓力降仍不變。輸送階段：再提高氣流速度到某一定值時，床層高度大于容器高度，固體顆粒開始吹出容器，再提高氣流速度到極限速度時，顆粒全部分散，流化層消失。工業(yè)上利用此方式作氣流輸送。動畫示意圖第22頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第23頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（五）特點——優(yōu)點

1、物料與干燥介質接觸充分，傳熱效果好，溫度分布均勻；

2、干燥速度大，停留時間短，故適宜于熱敏性物料干燥；

3、干燥停留時間可根據(jù)產品含水量調整；

4、床內縱向返混激烈，溫度分布均勻，對物料表面水分可使用比較高的熱風溫度。第24頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日1、對物料的顆粒度有一定的限制，一般要求不小于30微米，不大于4－6毫米為合適。2、在物料的濕含量高而且結團場合不適。3、對易結塊物料與設備會粘壁或堵塞。（五）特點——缺點第25頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日四、噴霧干燥器（一）原理（二）噴霧干燥的特點（三）對噴霧干燥機的要求（四）霧化器的類型和性能第26頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（一）原理通過機械的作用，將需干燥的物料，分散成很細的霧狀微粒(以增大水分蒸發(fā)面積，加速干燥過程)，與熱空氣接觸后，在一瞬間將大部分水分除去，而使物料中的固體物質干燥成粉末。

動畫示意圖第27頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第28頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（二）噴霧干燥的特點采用噴霧干燥，不需要粉碎、分級等操作，直接制成粉末產品，簡化了工序，節(jié)省了設備。適于處理熱敏性物料物料微粒化后，表面積增大，干燥迅速（幾秒到十幾秒），防止物料過熱變質。制品的溶解性和流動性好霧滴與熱風接觸，水分蒸發(fā)極快，可以形成中空球狀或疏松團粒狀的粉體，制品有良好的沖調性和流動性。第29頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日容易改變操作條件，控制或調節(jié)產品的質量指標、改變原料的濃度、熱風溫度等噴霧條件，可獲得不同水分和粒度的產品。可以滿足對產品的各種要求，增加某些措施或運用操作上的靈活性，能制成不同形狀（球形、粉末、疏松團粒）、性質（流動性、速溶性）、色、香、味的產品。連續(xù)作業(yè)，處理量大現(xiàn)國內中小乳粉廠，噴霧干燥設備的蒸發(fā)量為50－500kg/h。大、中型乳粉生產，每小時處理1000～5000kg鮮乳。設備較龐大，投資費用、動力和熱能消耗均較大。（二）噴霧干燥的特點第30頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日物料在干燥過程中，凡與物料相接觸的設備部位，必須便于清洗滅菌。應采取措施防止焦粉，避免熱空氣產生逆流。要保證熱風潔凈。為了提高產品的溶解度，速溶性，干燥的產品，應迅速從干燥室連續(xù)排出，經(jīng)冷卻后包裝。排風溫度不允許超過要求，以保證產品質量和安全。對粘性物料，應采取措施盡量減少粘壁現(xiàn)象。（三）對噴霧干燥機的要求第31頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（四）霧化器的類型和性能

第32頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日原理：主要是采用高壓泵，以70～200大氣壓的壓力，將濃縮后的濃料通過霧化器(噴槍)噴成霧狀小液滴噴入干燥室，與熱空氣直接接觸，其表面水分迅速蒸發(fā)，在很短的時間內完成干燥。壓力霧化器的特點1、壓力式噴霧第33頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日壓力霧化器的特點優(yōu)點①結構簡單、制造成本低、維修、更換方便；②動力消耗較?。秉c：①噴嘴易堵塞、磨損；②操作彈性小，產量調節(jié)范圍窄。第34頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日2、離心噴霧干燥原理：利用在水平方向做高速旋轉的圓盤，給濃料以離心力，將其成薄膜狀甩出，受到空氣的撕扯，變成細絲、霧狀液滴噴入干燥室，與熱空氣直接接觸，其表面水分迅速蒸發(fā)，在很短的時間內完成干燥。離心噴霧原理離心噴霧動畫示意離心霧化器特點第35頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第36頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第37頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日優(yōu)點：①液料通道大，不易堵塞；②對液料的適應性強。高粘度、高濃度的液料均可；③操作彈性大，進液量變化±25％時，對產品質量無大影響。缺點：①結構復雜、造價高；②動力消耗比壓力式大；③只適于順流立式噴霧干燥設備。離心霧化器的特點第38頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日3、氣流式噴霧霧化原理：利用高速氣流對液膜的摩擦分裂作用，把液體霧化。高速氣流可用壓縮空氣或蒸汽。特點：動力消耗大，適用粘度范圍大，結構簡單。噴霧干燥機實物圖第39頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第40頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日五、間歇式洞道干燥器第41頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日六、氣流干燥器第42頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日七、轉筒干燥器第43頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第三節(jié)傳導式干燥器一、滾筒式干燥器二、真空干燥器三、真空冷凍干燥機第44頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日一、滾筒干燥器按滾筒數(shù)量：單滾筒，雙滾筒，多滾筒干燥器；按操作壓力：常壓式，真空式；按滾筒的料液布膜方式：浸液式，噴濺式，鋪輥式，頂槽式和噴霧式；滾筒干燥器動畫雙滾筒干燥器動畫滾筒干燥設備特點第45頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日傳導式干燥器對流式干燥器第46頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第47頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日滾筒干燥設備特點操作彈性大，適應性廣；熱效率高；干燥速度高，干燥時間短；產品質量較差，不適合于產品質量和溶解度要求高的物料；筒體及刮刀易磨損，使用周期短。第48頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日二、真空干燥器干燥過程物料溫度低，無過熱現(xiàn)象，所需時間短，所得產品具有較好的溶解性，復水性，色澤和口感；產品的最終含水量低；熱量利用經(jīng)濟，干燥速度高；干燥時所采用的真空度和加熱溫度范圍較大，通用性好；設備投資和動力消耗高于常壓熱風干燥，且產量較低。類型第49頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日真空干燥設備類型帶式真空干燥機：干燥時間短；可直接用于干燥高濃度，高黏度物料；可獲得多孔結構制品。攪拌型圓筒真空干燥機：適用于高濕的固體物料。第50頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日三、真空冷凍干燥（升華干燥）（一）升華干燥技術概述（二）升華干燥的原理（三）升華干燥的特點（四）干燥過程的三個階段（五）升華干燥裝置的基本構成（六）食品升華干燥設備的類型第51頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（一）升華干燥技術概述發(fā)明于1811年，生物行業(yè)；20世紀40年代食品加工。主要應用于速溶固體飲料（咖啡、茶、速溶果汁等）、水果類（切片香蕉、杏、檸檬等）、水產類（對蝦、魚片、蟹棒等）、肉類（牛肉粉、牛肉丁、豬肉丁等）、禽蛋類（蛋粉、蛋白粉、蛋黃粉等）。第52頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（二）升華干燥的原理只要壓力在三相點壓力之下，物料中的冰則可不經(jīng)過液態(tài)而直接升華為水汽。水的三相點分布圖第53頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（三）升華干燥的特點低溫低氧滅菌、抑活，防氧化；可最大限度保留食品中易揮發(fā)及熱敏性成分；含水量低，延長保質期；干制品可保持原有形狀，復水性好；凍干過程時間長，產品成本高。第54頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（四）干燥過程的三個階段預凍階段：溫度要比共熔點溫度低5-10度；在產品達到預凍溫度后，需要保持2小時左右時間；應選擇適宜的冷卻速度；升華干燥階段：操作溫度和壓力都必須控制在產品共熔點以下；解析干燥：溫度應足夠高，箱內要處于高真空狀態(tài)。第55頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（五）升華干燥裝置的基本構成冷凍干燥室；水汽冷凝器；真空系統(tǒng)；制冷系統(tǒng)；加熱系統(tǒng)；控制系統(tǒng)。冷凍干燥原理示意第56頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第57頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（六）食品升華干燥設備的類型-間歇式

間歇式升華干燥設備：結構簡單，造價低，使用和維修方便；預操作占用時間多，設備利用率較低；適應多品種小產量生產，季節(jié)性強的食品生產。第58頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日連續(xù)式升華干燥設備：處理能力大，設備利用率高；便于實現(xiàn)自動化，勞動強度低；不能控制在不同真空度下進行；設備復雜，龐大，投資費用大；僅適合于單品種大批量生產。動畫示意（六）食品升華干燥設備的類型-連續(xù)式

第59頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第60頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第四節(jié)輻射式干燥器輻射式干燥器利用電磁感應加熱（如高頻，微波等）或紅外線輻射效應來干燥食品。微波干燥設備遠紅外干燥設備第61頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日一、微波干燥設備（一）微波干燥的發(fā)展（二）微波加熱干燥原理（三）微波加熱與一般加熱比較（四）微波干燥特點（五）微波干燥器類型第62頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（一）微波干燥的發(fā)展微波食品加工始于1946年．但1960年以前，微波加熱只限于在食品烹調和解凍上。60年代起，人們開始將微波加熱應用于食品加工業(yè)。60年代中期，美國和歐洲的許多生產廠家用微波加熱干燥土豆片，并獲得了色澤有很大改善的產品，這是食品工業(yè)中早期應用微波加熱的成功例子60年代后期，其應用領域進一步擴展到食品殺菌、消毒、脫水、漂燙和焙烤等領域。第63頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（二）微波加熱干燥原理物料的偶極子在電場作用下會定向排列，如果改變電場方向，偶極子的取向也會改變，而如果電場改變頻率極高，則會引起由偶極子改變方向而產生熱效應。第64頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（四）微波干燥特點加熱速度快加熱均勻性好加熱易于瞬時控制選擇性吸收加熱效率高第65頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（五）微波干燥器類型-連續(xù)式連續(xù)式微波干燥器動畫示意圖第66頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日第67頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（五）微波干燥器類型-間歇式第68頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日間歇式微波加熱器工作原理圖第69頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（三）微波加熱與一般加熱比較一般干燥

過程：食品首先外部受熱干燥，然后向內部傳遞。而熱量傳遞與水分擴散傳遞的方向相反。

結果：熱量向內層傳遞愈來愈慢，水分向外層傳遞也愈來愈慢。微波加熱

過程：內部加熱。物品的最內層首先干燥，最內層水分蒸發(fā)遷移至次內層、外層。

結果：水分由內層向外層的遷移速度很快，即干燥速度比一般的干燥速度快很多．特別是在物料的后續(xù)干燥階段。第70頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日二、遠紅外干燥設備70年代我國就開始利用遠紅外加熱技術干燥谷物等農作物以及中草藥，并取得了良好的干燥效果。特別是遠紅外烘干糧食的技術，無論是設備和操作都已較為成熟，并且生產上已有應用，烘干設備的處理能力可達每天數(shù)百噸。（一）遠紅外加熱干燥原理（二）遠紅外干燥的特點第71頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（一）遠紅外加熱干燥原理當被加熱物體中的固有振動頻率和射入該物體的遠紅外線頻率（波長在2~15m）一致時，就會產生強烈的共振，質點會吸收紅外線并使運動進一步激化，轉換成分子熱運動，因而溫度迅速升高，即物體內部分子吸收到紅外輻射能而直接轉變?yōu)闊崮芏鴮崿F(xiàn)干燥。第72頁，共80頁，2023年，2月20日，星期日（二）遠紅外干燥的特點熱輻射率高；熱損失??；容易進行操作控制；加熱速度