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第九章 干燥机械与设备
第一节 概述
❖干燥的概念：
食品干燥过程是传热传质同时进行的过程，通常为 热干燥过程，水分从食品中脱去时往往会发生物理状态 变化，水分由液或固态变成气态而发生相变，以气态形 式脱除。
❖干燥的目的：
1. 便于物料的贮藏和运输，扩大供应范围； 2. 满足食品含水率的要求，达到安全贮藏的目的； 3. 抑制贮藏中的生化反应，保证产品质量； 4. 经干燥和其它工艺处理，制成风味和形状各异的产品。
• 辐射干燥（内部干燥）：此法是利用红外线、远红外线、 微波或介电等能源将热量产给物料。
❖干燥食品的分类：
• 按被干燥食品的状态分
• 1. 粉状食品物料：主要有淀粉、米粉、鱼粉、调味粉、 果糖、各种氨基酸和食品添加剂等。
• 2. 片、条、块状食品物料：主要有干制的果蔬、饼干、 茶叶、鱼虾干等海产品和猪牛肉等畜产品。
• 3. 浆状食品物料：主要有奶粉、豆粉、果胶、咖啡粉等。
• 按被干燥食品的物理化学性质分
• 1. 液态食品：包括溶液、胶体溶液和非均相态食品。 • 2. 湿固态食品：包括晶体、胶体和生物组织体。
干燥的推动力：
水分在气相传递的推动力为物料表面附近的一层气膜的 蒸气分压与气相主体中蒸汽分压之差。
由于物料水分汽化是在表面进行，故逐渐形成从物料内 部到表面的湿度梯度，此湿度梯度即为干燥的推动力。
• 干燥方法和干燥设备的选择，应根据产品的特点、产量、 经济性等综合考虑。
• 目前食品产品的干燥广泛采用的是空气干燥法。
第二节 喷雾干燥设备
1、喷雾干燥定义
将液状物料通过雾化器形成喷雾状态，雾滴在沉降过程 中，水分被热空气气流蒸发而进行脱水干燥的过程。
2、喷雾干燥的基本原理
通过机械力的作用，使料液通过雾化 器而雾化成雾滴，其直径一般为10100μm，从而大大增加了表面积，一旦 这些雾滴与从干燥塔顶部导入的热空气 气流接触，在瞬间进行强烈的热交换和 质交换，使其中绝大多数水分迅速蒸发 并被干燥介质带走而除去，经10～30s干 燥便得到符合要求的产品。
第一节 概述
❖干燥的方法：
1、自然干燥 2、人工干燥：对流干燥、传导干燥、辐射干燥、冷冻 升华干燥
• 对流干燥（热风干燥）：空气干燥法，此法直接以高温 的空气作热源，即对流传热，将热量传给物料，使水分是间接靠间壁的导热，将 热量传给与间壁接触的物料。热源可为水蒸气、热水、 燃气、热空气等。
压力喷雾器的特点： 优点：结构简单，工作时无噪音；改变喷嘴内部的结构，容易得 到所需的喷矩形状；生产量大时，可采用多喷嘴喷雾；制造成本 低；操作简单，更换检修方便。 缺点：生产中，流量难调节；喷嘴孔径小于1mm时，易堵塞；不 适宜于黏度高的物料。
2.离心式喷雾干燥器
离心喷雾是利用在水平方向作高速旋转运动的圆盘上注入 料液，使料液在离心力的作用下以高速甩出，形成薄膜、细丝 或液滴。被甩出的料液，受到因圆盘高速转动而带动旋转的空 气的摩擦、阻碍和撕裂等作用而被分散成微小的液滴。 离心喷雾干燥的特点： 调整转速，可以调整雾化料液的粒径； 物料黏度的适应性比压力喷雾干燥广，即可以处理黏度低的料 液，对黏度高的浓缩液雾化干燥的效果也较好； 喷雾器的材料要求具有质轻强度高的性能，对材质的要求高。
⑤ 将料液雾化成细小微粒，以及从废气回收夹带的粉粒产 品所需的机构复杂。
4、喷雾干燥对设备的要求
①食品在干燥过程中，凡与产品性接触的部位，必须便于 清洗灭菌； ②应采取措施防止焦粉，防止热空气产生涡流与逆流，满 足工艺要求； ③产品中杂质的增加应特别注意，保证热风清洁。由于空 气过滤器效果不好，风管及加热器中心中的铁锈以及保温 层中材料的泄漏所造成的； ④为了便于检查生产运行情况，应配置温度、压力指示记 录仪、灯孔等；
(2)按物料与干燥介质接触方法分类
• 并流、逆流和混合型三种
1.并流式喷雾干燥器
在喷雾干燥室内，液滴与热风呈同方向流动. 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
• 垂直下降并流 特点是塔壁粘粉比较少。
• 垂直上升并流行型 要求干燥塔截面风速要大于干燥物料的悬浮 速度，以保证物料能被带走。由于在干燥室内细粉干燥时间短， 粗粒干燥时间长，产品具有均匀干燥的特点。但动力消耗大。
3、喷雾干燥的特点
优点：①干燥速度快②产品质量好③ 工艺简单、控制方便④生产率高⑤营 养损失少⑥产品纯度高
缺点： ① 能耗大、热效率不高
② 设备较复杂、占地面积大、一次性投资大
③ 因废气湿含量较高，为降低水分含量，需耗用较多的空 气量。增加了鼓风机电能消耗与粉尘回收装置的负担。
④ 干燥室易于粘附产品微粒，清洗困难，清洗量大
温度梯度也可以使物料内部水分传递，称为热传递。水 分将从温度高处向低温处转移。
对于任一种干燥方法，上述两梯度均存在于物料内部。
• 干燥通常是产品生产过程中最后一道工序，因此与产品质 量，最终产品有着重要关系。如果干燥过程控制不好，会 使产品变质而受到损失。食品多为热敏性物料，在干燥过 程中如果控制不好导致变质，破坏其色、香、味，影响产 品质量。
5、喷雾干燥适宜干燥的物料
喷雾干燥的分类
(1)按雾化方法分类
• 压力式喷雾干燥器 • 离心式喷雾干燥器 • 气流式喷雾干燥器
1.压力式喷雾干燥器
压力喷雾干燥的含义是指物料的雾化方法是使用压力而得， 其压力的来源一般使用高压泵。其过程是将浓缩过的物料通过雾 化器，使料液的表面张力得以克服而雾化为雾状微粒喷入干燥室， 在干燥室中与热空气直接接触，其表面十分迅速蒸发，在很短时 间内即被干燥成为球状颗粒的干燥操作。
⑤具有高回收率的粉尘回收装置； ⑥为了提高产品的溶解性、速溶性，干燥的产品应迅速从干 燥室取出冷却（连续出粉）； ⑦干燥室内温度及排风温度不许超过100℃，它不仅是保证 质量，而且是安全问题（因为气体中粉浓度达到一定值，温 度大于160℃，若遇闪火，爆炸）； ⑧提高干燥室的热效率，必须使喷雾时浓料液滴和热空气均 匀接触，其次，加热器、干燥室、风管等应予以保温； ⑨对于粘性物料应尽量减少粘壁现象。