真空帶式干燥

帶式真空干燥在食品工業(yè)中的應(yīng)用眾所周知食品的干燥是為了減少體積和重量，便于成品的貯存和長途運(yùn)輸，同時，可防止微生物在成品中繁殖。成品水分含量較低，貯存間越長。因此干燥設(shè)備在食品工業(yè)中的得到廣泛應(yīng)用。絕大多數(shù)干燥器都是非標(biāo)設(shè)備，主要是因?yàn)槊颗_干燥器所處理的物料都不相同，很多干燥條件都隨物料的不同而改變，由此導(dǎo)致干燥器結(jié)構(gòu)及材料的改變。所以必需明確待干燥物料的具體參數(shù)，如物料狀態(tài)、所含濕分種類、處理量、干燥過程中物料特性、如有無腐蝕性等來確定干燥設(shè)備的參數(shù)。在眾多的干燥設(shè)備中，真空干燥使用比較廣泛。其需要在密封的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行，真空干燥的設(shè)備一般是在常壓干燥的設(shè)備外，加上密封和真空設(shè)備即可。較多使用的是箱式真空干燥機(jī)，也有帶式和攪拌式真空干燥機(jī)，用蒸汽或熱水提供蒸發(fā)熱量。用真空泵或水力噴射器產(chǎn)生真空度。本文主要介紹帶式真空干燥機(jī)在食品工業(yè)中的應(yīng)用。一、真空帶式干燥機(jī)工作原理帶式真空干燥機(jī)組是一種連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料形式的高真空度干燥設(shè)備，它是將待干燥的料液通過變頻螺桿泵送入高度真空的干燥機(jī)內(nèi)部，物料被連續(xù)地被涂布在緩緩移動的干燥機(jī)內(nèi)的多條干燥帶上，干燥帶在調(diào)速電機(jī)驅(qū)動下以設(shè)定的速度向前運(yùn)動，每條干燥帶的下面都有三段獨(dú)立的加熱板和一段冷卻板，干燥帶與加熱板、冷卻板緊密接觸，以接觸傳熱的方式將干燥所需要的能量傳遞給帶上物料。當(dāng)干燥帶從筒體的一端運(yùn)動到另一端時，物料已經(jīng)干燥并經(jīng)過冷卻，干燥帶折回時，干燥后的料餅從干燥帶上剝離，通過一個上下運(yùn)動的鍘斷裝置，打落到粉碎裝置中，粉碎后的物料通過兩個氣閘式的出料斗出料。由于物料直接進(jìn)入高真空度下經(jīng)過一段時間逐步干燥（通常是30—60分鐘），干燥后所得的顆粒有一定程度的結(jié)晶效應(yīng)，同時從微觀結(jié)構(gòu)上看內(nèi)部有微孔。直接粉碎到所需要的粒徑后，顆粒的流動性很好，可以直接壓片或者灌膠囊，同時由于顆粒具有微觀的疏松結(jié)構(gòu)，速溶性極好。而且顆粒的外觀好，對于速溶（沖劑）產(chǎn)品，可以大大提升產(chǎn)品的檔次。帶式真空干燥機(jī)分別在機(jī)身的兩端連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料，配料和出料部分都可以設(shè)置在潔凈間中，整個干燥過程完全圭寸閉，不與外界環(huán)境接觸,符合GMP的要求。二、真空帶式干燥機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)帶式真空干燥機(jī)是連續(xù)式真空干燥機(jī)由干燥室、加熱和制冷系統(tǒng)、原料供給系統(tǒng)和真空系統(tǒng)等部分組成，用于液料或漿料的干燥。干燥室內(nèi)設(shè)置有傳送帶，帶下設(shè)加熱和冷卻裝置，順序地形成加熱區(qū)和冷卻區(qū)，其中加熱區(qū)又分為4段或5段，第一、二段采用蒸氣加熱，進(jìn)行恒速干燥，第三、四段進(jìn)行減速干燥，第五段進(jìn)行均質(zhì)，后三段采用熱水加熱。根據(jù)產(chǎn)品干燥工藝要求，各段的操作溫度可以調(diào)節(jié)。其結(jié)構(gòu)如下圖1 2 3 4帶式真空干燥機(jī)1—溶液箱2—干燥機(jī)本體3—冷凝器4—溶劑回收裝置5一真空泵6—成品收集箱7一泵8—溫水箱9—溶液供給泵三、真空帶式干燥機(jī)干燥特性帶式真空干燥機(jī)與箱式干燥和相比優(yōu)點(diǎn)是：料層薄、干燥快、物料受熱時間短；物料松脆，容易粉碎；隔離操作，避免污染；動態(tài)操作，不易結(jié)垢；流水作業(yè)，自動控制。而噴霧干燥的缺點(diǎn)則是粉過細(xì)而非顆粒狀，粉劑致密而水溶性差，易使浸膏吸收水分，使產(chǎn)品不穩(wěn)定。更為嚴(yán)重的是，噴霧干燥時瞬間熱氣流的溫度可高達(dá)200r，影響食品的色澤，同時破壞一些熱敏感性的活性物質(zhì)。此外，多糖含量高的物料會粘在噴霧干燥收集器的壁上，造成收粉困難而干燥失敗。噴霧干燥的損耗大則是其另一大不足。帶式真空干燥則能克服噴霧干燥粉太細(xì)太密和溫度過高的缺點(diǎn)，且損耗率基本為零。真空帶式干燥機(jī)主要有以下特點(diǎn)：粉末狀制品的溶解性能優(yōu)良；?可連續(xù)獲得顆粒狀制品；物料干燥時的品溫在4少C左右；由于受熱溫度低，成品的色香味和營養(yǎng)價值無多大變化；?由于采用真空干燥，可避免由空氣所導(dǎo)致的油脂氧化和細(xì)菌污染。干燥過程中物料的溫度低，無過熱現(xiàn)象，水分易于蒸發(fā)，干燥產(chǎn)品可形成多孔結(jié)構(gòu)，有較好的溶解性、復(fù)水性，有較好的色澤和口感；干燥產(chǎn)品的最終含水量低；干燥時間短，速度快；干燥時所采用的真空度和加熱溫度范圍較大，通用性好；設(shè)備投資和動力消耗高于常壓熱風(fēng)干燥。四、 真空帶式干燥機(jī)的組成真空帶式干燥機(jī)由真空系統(tǒng)、全圭寸壓縮機(jī)、冷凝器、輔助冷凝器、蒸發(fā)器、輔助蒸發(fā)器、節(jié)流裝置等、離心風(fēng)機(jī)、干燥室、布料機(jī)構(gòu)、履帶輸送裝置、切料機(jī)構(gòu)、CLP清洗系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、加熱和冷卻系統(tǒng)以及卸料系統(tǒng)等組成。按照循環(huán)系統(tǒng)的組成部件和它的作用分別由四個過程來實(shí)現(xiàn)。壓縮過程：從壓縮機(jī)開始，制冷劑氣體在低溫低壓狀態(tài)下進(jìn)入壓縮機(jī)，在壓縮機(jī)中被壓縮，提高氣體的壓力和溫度后，排入冷凝器中。冷凝過程：從壓縮機(jī)中排出來的高壓高溫氣體，進(jìn)入冷凝器中，將熱量傳遞給外界空氣或冷卻水后，凝結(jié)為液態(tài)制冷劑，流向節(jié)流裝置。節(jié)流過程：又稱膨脹過程，冷凝器中凝結(jié)后的液體制冷劑，在高壓下流向膨脹閥，由于膨脹閥能進(jìn)行減壓節(jié)流的作用，從而使通過膨脹閥后進(jìn)來的液體制冷劑壓力下降。蒸發(fā)過程：從膨脹閥出來的液體壓力是低壓，當(dāng)這種低壓液體流向蒸發(fā)器中，即行吸收外界的熱量而蒸發(fā)為氣體，從而使內(nèi)溫度降低，蒸發(fā)后的低溫低壓氣體又被壓縮機(jī)吸回，進(jìn)行再壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)，依次不斷地循環(huán)干燥過程中，空氣吹過干燥室中物料表面，吸收物料中的水分而達(dá)到干燥物料的作用。五、 真空帶式干燥在食品工業(yè)中的應(yīng)用真空帶式干燥機(jī)的適應(yīng)范圍廣，對于絕大多數(shù)的天然產(chǎn)物的提取物，都可以適用。尤其是對于粘性高、易結(jié)團(tuán)、熱塑性、熱敏性的物料，不適于或者無法采用噴霧干燥，帶式真空干燥機(jī)是最佳選擇。而且，可以直接將料液送入帶式真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥無須添加任何輔料，這樣可以減少最終產(chǎn)品的服藥量，提高產(chǎn)品檔次。產(chǎn)品在整個干燥過程中，處于真空、封閉環(huán)境，干燥過程溫和（產(chǎn)品溫度40-60°C）,同時，在高真空度狀況下干燥，干燥溫度較低，對于天然提取物制品，可以最大限度的保持其色、香、味，得到高質(zhì)量的最終產(chǎn)品。帶式真空干燥機(jī)可以進(jìn)行完全的CIP在位清洗，在批與批、產(chǎn)品與產(chǎn)品之間可以非常方便地進(jìn)行CIP在位清洗，使得更換產(chǎn)品非常方便，大大地降低了工人的勞動強(qiáng)度，也保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。這種設(shè)備可廣泛用于液狀、漿狀和糊狀物料的低溫真空連續(xù)干燥和造粒?？晒┤鉁?、蔬菜汁、氨基酸液、果汁、無飲飲料、可可及咖啡制品、酶制劑、維生素、中藥、植物抽提液等干燥、造粒之用。真空帶式干燥機(jī)在食品工業(yè)中主要運(yùn)用在純果汁粉、速溶咖啡、甜料、調(diào)味料等方面。專家以香蕉漿為原料，比較真空帶式、真空冷凍及熱風(fēng)3種方式干燥的效果。從干燥特性方面而言，真空帶式干燥過程中物料的濕含量隨干燥時間延長始終呈均勻下降狀態(tài)，干燥過程緩和；而真空冷凍干燥與熱風(fēng)干燥中濕含量先是存在一個迅速下降階段，然后再緩慢下降。從產(chǎn)品品質(zhì)而言，以產(chǎn)品中維生素C含量、產(chǎn)品的吸水指數(shù)與水溶性指數(shù)為指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明真空帶式干燥的產(chǎn)品品質(zhì)與真空冷凍干燥無明顯差別，