实验七 干燥实验 食品机械原理
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第1篇一、实验目的1. 了解食品机械的基本原理和结构。
2. 掌握食品机械的操作方法和使用技巧。
3. 分析食品机械在工作过程中的性能和特点。
4. 提高对食品机械维护保养的认识。
二、实验原理食品机械是用于食品加工、包装、储存、运输等环节的机械设备。
本实验主要针对食品加工机械进行操作和性能分析。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:- 食品加工机械(如搅拌机、榨汁机、切片机等)- 量筒- 电子秤- 传感器- 计时器2. 实验材料:- 食材(如水果、蔬菜、肉类等)- 食品添加剂(如糖、盐、香料等)四、实验步骤1. 食品加工机械的安装与调试- 按照说明书安装食品加工机械,确保各部件连接牢固。
- 对机械进行调试,使其达到最佳工作状态。
2. 食品加工实验- 根据实验要求,选择合适的食品加工机械。
- 按照实验步骤进行操作,如搅拌、榨汁、切片等。
- 在操作过程中,注意观察机械的工作状态和性能。
3. 数据采集与处理- 使用量筒、电子秤等仪器,对加工后的食品进行称量和测量。
- 使用传感器和计时器,记录机械的工作参数,如功率、转速等。
- 对采集到的数据进行整理和分析。
4. 实验结果分析- 对实验数据进行统计分析,得出食品加工机械的性能指标。
- 分析实验结果,探讨食品加工机械在工作过程中的优缺点。
五、实验结果与分析1. 实验结果- 通过实验,掌握了食品加工机械的操作方法和使用技巧。
- 分析了食品加工机械在工作过程中的性能和特点。
- 对实验数据进行了统计分析,得出食品加工机械的性能指标。
2. 实验分析- 食品加工机械在操作过程中,具有以下特点:- 结构简单,操作方便;- 工作效率高,节省人力;- 产品质量稳定,口感好;- 易于维护保养。
- 食品加工机械在加工过程中,存在以下不足:- 部分机械噪音较大,影响工作环境;- 部分机械易产生食品污染,影响食品安全;- 部分机械加工效果不稳定,影响产品质量。
六、实验结论1. 食品加工机械在食品加工过程中具有重要作用,能够提高工作效率,保证产品质量。
一、实验目的1. 了解食品干燥的基本原理和过程;2. 掌握食品干燥设备的工作原理和操作方法;3. 研究不同干燥方式对食品品质的影响;4. 分析食品干燥过程中的水分变化规律。
二、实验原理食品干燥是利用热能将食品中的水分蒸发,使食品达到一定水分含量的过程。
根据干燥过程中物料水分的变化规律,食品干燥过程可分为三个阶段:1. 预热阶段:物料表面水分开始蒸发,内部水分向表面迁移;2. 恒速干燥阶段:物料表面水分蒸发速率达到最大,内部水分继续向表面迁移;3. 降速干燥阶段:物料表面水分蒸发速率逐渐降低,内部水分迁移速率减小。
食品干燥过程中,水分变化规律可用干燥曲线表示,干燥速率曲线表示干燥速率随物料水分含量变化的关系。
三、实验材料与设备1. 实验材料:新鲜水果(如苹果、香蕉等)、食品干燥设备(如隧道式干燥机、流化床干燥机等);2. 实验设备:电子天平、温度计、湿度计、干燥曲线记录仪、干燥速率记录仪等。
四、实验方法1. 准备实验材料:将新鲜水果洗净、去皮、切片,备用;2. 设置干燥参数:根据实验要求,设置干燥温度、干燥时间和干燥方式;3. 干燥实验:将水果放入干燥设备中,进行干燥实验;4. 数据采集:记录干燥过程中物料水分、温度、湿度等数据;5. 数据分析:绘制干燥曲线和干燥速率曲线,分析不同干燥方式对食品品质的影响。
五、实验结果与分析1. 干燥曲线:实验结果表明,水果在干燥过程中水分含量随时间逐渐降低,干燥曲线呈非线性关系。
在恒速干燥阶段,水分含量降低速率较快;在降速干燥阶段,水分含量降低速率逐渐减慢。
2. 干燥速率曲线:实验结果表明,干燥速率随物料水分含量降低而逐渐减小,干燥速率曲线呈非线性关系。
在恒速干燥阶段,干燥速率达到最大值;在降速干燥阶段,干燥速率逐渐降低。
3. 食品品质变化:实验结果表明,不同干燥方式对食品品质的影响不同。
隧道式干燥机干燥的水果在色泽、口感和营养成分方面保持较好;流化床干燥机干燥的水果在色泽和口感方面较好,但营养成分损失较大。
一、实验目的1. 了解食品干燥失重的原理和方法。
2. 掌握干燥实验的操作技能。
3. 分析不同干燥条件下食品失重率的变化。
二、实验原理食品干燥失重实验是研究食品在干燥过程中水分含量的变化,从而了解食品的干燥特性。
实验原理基于质量守恒定律,即在干燥过程中,食品中的水分逐渐蒸发,导致食品质量逐渐减少。
通过测量干燥前后食品的质量,可以计算出食品的失重率。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 食品样品:水果、蔬菜、肉类等。
- 纯净水:用于配制溶液。
2. 实验仪器:- 电子天平:用于精确称量样品质量。
- 干燥箱:用于干燥食品。
- 烘箱:用于加热样品。
- 烤盘:用于放置食品样品。
- 研钵:用于研磨样品。
- 秒表:用于计时。
四、实验方法与步骤1. 样品准备:- 将食品样品切成适当大小的块状或片状。
- 使用电子天平称取一定量的样品,精确到0.01g。
2. 干燥实验:- 将称量好的样品放置在烤盘上。
- 将烤盘放入干燥箱中,设定合适的干燥温度和时间。
- 使用秒表记录干燥时间。
3. 样品处理:- 干燥结束后,将样品从干燥箱中取出,放在室温下冷却至室温。
- 使用电子天平称量干燥后的样品质量,精确到0.01g。
4. 数据记录与处理:- 计算样品的失重率:失重率 = (干燥前质量 - 干燥后质量) / 干燥前质量× 100%。
- 对不同干燥条件下(如不同温度、不同时间)的失重率进行比较分析。
五、实验结果与分析1. 实验结果:- 通过实验,得到不同干燥条件下食品的失重率数据。
2. 分析:- 随着干燥时间的延长,食品的失重率逐渐增加。
- 不同温度下,食品的失重率存在差异,较高温度下失重率较大。
- 不同食品的失重率存在差异,如水果、蔬菜的失重率较高,肉类较低。
六、实验结论1. 食品干燥失重实验可以有效地研究食品的干燥特性。
2. 通过控制干燥条件,可以降低食品的失重率,提高食品的品质。
3. 实验结果表明,不同食品、不同干燥条件下,食品的失重率存在差异。
一、实验目的1. 了解干燥苹果的原理和过程;2. 掌握干燥苹果的操作步骤;3. 探讨干燥苹果的影响因素。
二、实验原理干燥是一种物质从液态或气态转变为固态的过程。
干燥苹果实验主要通过脱水的方法,将苹果中的水分去除,使其转变为干燥状态。
干燥过程中,水分的去除主要依靠热能、机械力、化学吸附等原理。
三、实验材料与仪器1. 材料:新鲜苹果、干燥剂(如硅胶、氯化钙等)、玻璃器皿、剪刀、电子秤等;2. 仪器:干燥箱、烘箱、电子天平、温度计、湿度计等。
四、实验步骤1. 准备工作(1)挑选新鲜、无病虫害的苹果,洗净、去皮、去核;(2)将苹果切成适当大小的块状,用剪刀剪去多余的部分;(3)将切好的苹果块放入玻璃器皿中,用电子秤称量。
2. 干燥过程(1)将玻璃器皿放入干燥箱中,关闭箱门;(2)设定干燥箱的温度和湿度,一般温度控制在50-60℃,湿度控制在30-40%;(3)启动干燥箱,待苹果块干燥至规定水分含量时,关闭干燥箱。
3. 干燥后处理(1)将干燥后的苹果块取出,用剪刀剪去多余的部分;(2)将剪好的苹果块放入干燥剂中,密封保存。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验,我们得到了干燥后的苹果,水分含量达到了规定的要求。
2. 实验分析(1)温度和湿度对干燥过程的影响:在实验过程中,我们设定了干燥箱的温度和湿度。
温度过高或过低、湿度过大或过小都会影响干燥效果。
通过调整温度和湿度,我们得到了理想的干燥效果;(2)干燥时间对干燥过程的影响:干燥时间过长或过短都会影响干燥效果。
实验中,我们根据苹果的初始水分含量和干燥箱的温度、湿度设定了干燥时间,得到了理想的干燥效果;(3)干燥剂对干燥过程的影响:干燥剂可以吸收苹果中的水分,提高干燥效果。
实验中,我们使用了硅胶和氯化钙作为干燥剂,结果表明,两种干燥剂均能有效提高干燥效果。
六、实验结论通过本次实验,我们掌握了干燥苹果的原理和操作步骤,了解了干燥过程中影响因素。
实验结果表明,干燥苹果可以有效地去除苹果中的水分,提高苹果的储存和使用价值。
第12章食品干燥原理用加热的方法除去湿物料中的湿分以获得固体产品的单元操作称为干燥。
干燥方法按加热方式可分为四大类:(1)导热干燥热量通过与食品物料接触的加热面直接导入,使材料中的湿分汽化排除,达到干燥的目的。
(2)对流干燥热量以对流的方式传递给湿物料,使食品材料中的湿分汽化,以达到干燥的目的。
干燥介质(空气)既是载热体又是载湿体。
(3)辐射干燥热量通过电磁波的形式由辐射加热器传递给食品材料表面,再通过材料自身的热量传递,使内部的湿分汽化,达到干燥的目的。
(4)介电加热干燥在高频电场中,食品材料中的湿分分子处于高速旋转与振动,由此产生的热量使湿分汽化,达到干燥的目的。
干燥操作既包含传热过程又包含传质过程,两者的传递方向可能相同,也可能不同,但遵循的规律是:热量传递方向:热量总是由高温区向低温区传递。
物质传递方向:物质总是由高浓度(或高分压)区向低浓度(或低分压)区传递。
干燥进行的必要条件:物料表面的湿汽的压强必须大于干燥介质中湿分的分压。
此差值越大,推动力越大。
本章所论及的湿分为水分,干燥介质为热空气。
1 湿空气的热力学性质1.1 湿含量(湿度)H湿含量是湿空气中水蒸汽的质量与绝干空气的质量之比。
v v a a v v a v p P p M n M n m m H -===2918或 v v p P p H -=622.0 (kg/kg 绝干气)式中:p v 、P-分别为水蒸汽分压和湿空气总压,Pa 或kPa 。
湿含量也可理解为单位质量(1kg )绝干空气中所容纳的水蒸汽质量。
1. 2相对湿度φ湿空气中水蒸汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。
s v p p =φ式中:p v 、p s -分别为水蒸汽分压和同温度下水的饱和蒸汽压,Pa 或kPa 。
相对湿度用来衡量湿空气的不饱和程度,反映湿空气的吸收水汽的能力,φ值越小,吸收水汽的能力越强。
对于饱和湿空气,φ=1(或100%); 对于绝干空气,φ=0。
简述食品干燥原理的核心食品干燥是一种将食品中的水分去除的过程,其核心原理是利用适当的温度、空气流动和湿度控制,以加快水分的蒸发和去除。
在食品干燥的过程中,水分被从食品中挥发出去,从而使食品的水分含量降低,减少食品的重量和延长食品的保存期限。
食品干燥的核心原理主要包括传热传质原理、空气流动原理和湿度控制原理。
传热传质原理是指通过加热食品,使食品表面的水分蒸发,然后通过空气流动来带走水分。
这一过程中,食品的温度和空气流动速度对干燥效果起着至关重要的作用。
空气流动原理是指通过设备产生的气流,使湿度和温度均匀分布到整个干燥室内,使得食品能够均匀地蒸发水分。
湿度控制原理是指通过控制干燥室内的湿度,调节空气中的水分含量,以保持干燥过程的稳定性和效率性。
这三个核心原理共同作用,构成了食品干燥的基本工作原理。
在食品干燥过程中,温度是影响干燥速度和质量的一个关键因素。
通常情况下,食品干燥的温度会根据不同食品的特性和含水量进行调节。
一般情况下,温度过高会使食品表面温度升高,从而影响食品的品质,导致外部干燥,内部水分难以蒸发;而温度过低则会导致干燥效率低,时间长,成本高。
因此,控制好干燥室内的温度是非常重要的。
此外,空气流动速度也是影响干燥效果的重要因素。
适当的空气流动速度可以带走食品表面的湿气,加速水分的蒸发,避免食品表面形成水膜,保持水分的均匀蒸发。
另外,在食品干燥过程中,湿度的控制也十分重要。
合理的湿度水平可以促进水分的蒸发,防止食品表面过快干燥而影响品质,同时也可以避免食品表面过度结壳,影响水分的蒸发速度。
在实际生产中,食品干燥通常采用热风循环干燥的方法。
这种方法主要通过加热设备将空气加热至一定温度,然后通过风机将热空气循环送入干燥室内,实现对食品的加热和干燥。
热风循环干燥的方法具有干燥速度快、干燥效果好、操作简便等优点,因此在食品加工领域得到了广泛应用。
食品干燥是食品加工中的一项关键技术,对于保障食品的品质、延长食品的保存期限以及减少食品的体积和重量具有重要作用。
江 苏 大 学
实 验 报 告
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实验:七 干燥实验
一、 实验目的
1.学习流化床的操作,掌握流化床的一些基本概念。
2.测定流化干燥速率曲线。
3.研究热空气流速对干燥速率的影响(选做)。
4.研究热空气温度对干燥速率的影响(选做)。
5.测定流体通过颗粒层的压降(选做)。
二、 实验原理
在干燥设备的设计计算中,往往要了解物料由初始含水量降到最终含水量时,物料应在干燥器内的停留时间,然后就可计算各种干燥器的工艺尺寸。
由于干燥过程是一热质同时传热过程,机理复杂,一般先通过间歇干燥实验获得干燥速率的资料。
通过测定干燥过程中物料的含水量或物料的表面温度与干燥时间的关系可得到干燥曲线,即X~τ曲线或θ~τ曲线。
干燥速度u 等于单位时间从单位被干燥物料的面积上除去的水分重量, 即
τd A dW
⋅=
u
只要测出各个时间段内物料的失水量就可计算物料的干燥速度。
干燥速度受很多因素影响,它与物料及干燥介质都有关。
在干燥条件不变的情况下,对于同类的物料,当干燥面积一定时,干燥速度是物料湿含量的函数,表示此函数关系的曲线称为干燥速度曲线。
干燥速度曲
线也可由干燥曲线求出。
流化操作状态因为具有较好的传热传质效果,在工业中得到广泛应用。
流化床干燥器是工业中常见的干燥器。
流体自下而上通过固体颗粒床层时,当流体的流速增大至一定程度时,全部颗粒刚好悬浮于向上流动的流体中而能作随机运动,床层处于起始流化状态或临界流化状态。
随后,流体流速增大,颗粒床层空隙率增大,但流体的实际流速等于颗粒的沉降速度,流化床原则上有一个明显的上界面。
当流体的实际速度超过颗粒的沉降速度时,达到气流输送状态。
流化可分为散式流化和聚式流化。
聚式流化的特点为:床层分为乳化相和气泡相。
乳化相为固体浓度大的气固均匀混合物,是连续相。
气泡相为气泡和可能夹带的少量固体颗粒,是分散相。
由于气泡在上界面处破裂,所以上界面是以某种频率上下波动的不稳定界面,床层压降也随之波动。
聚式流化见于大多数气—固系统。
散式流化的特点为:流体为连续相,固体颗粒均匀分散在流体中,床层没有气泡产生,有一稳定的上界面。
通常两相密度差小的系统趋向散式流化,如大多数液—固系统。
流化床的不正常操作状态有腾涌和沟流。
腾涌是由于小气泡合并成大气泡并将床层分成几段。
气泡到达上部破裂后颗粒分散落下。
沟流是由于床层有短路,流体不与颗粒均匀接触通过沟道穿过。
能够进行良好流化的颗粒的直径为20~500μm。
流化操作状态
三、实验流程及设备
1.流化干燥实验流程
流化干燥试验的流程如图所示。
2.实验设备
实验设备有:(1)除尘器(袋滤器),Φ130×120mm;(2)干燥塔塔体,Φ146×8 优质高温玻璃;(3)加水器,0~400mL;(4)气体转子流量计,LZB-25,0~25m3/h;(5)流量调节阀;(6)温度计,0~150℃,Cu50铜电阻;(7)温度计,0~150℃,Cu50铜电阻;(8)固体物料取样器;2.3 克/次;(9)实验用干燥物料,30-40 目变色硅胶;(10)压差计,±50cm 水;(11)电加热器,3kW。
另有实验用电子天平、微波炉或烘箱。
四、实验步骤及操作要点
1. 打开空气旁路阀
.......,接通气源并缓慢调节风量(调节旁路阀),使干燥塔中颗粒物料处于良好的流化状态(注意压差计读数,勿使测压指示液冲出),观察整个过程物料的状态和测压计读数的变化。
2. 向加水器中加入适量的水,调节加水器下部铜旋塞,勿使注入干燥塔的水流速度过大。
加水时应使取样器保持拉出位置,同时塔内处于流化状态。
3. 开通风源,打开阀5,调节空气流量为10~12m3/h,接通电源,在智能温度调节仪AI-708 上设定控制温度95~100℃(由老师操作,防止破坏已经设定好的控制程序),加热时注意安全。
4. 在气体的流量和温度维持稳定的条件下
.................,每隔一定时间(10min)记录床层温度,并取样分析固体物料的含水量,烘箱温度105℃烘1h,或微波炉干燥1~2min,天平1/1000 精度。
5. 取样器的样品槽,在实验中应开口向下。
取样时转向上,水平拉出,然后,转动拉杆,倒出样品,拉杆复位。
颗粒需回收使用。
6. 实验进行直至物料温度明显升高,温度大于61℃,硅胶变蓝即可停止。
7. 实验停止步骤:切断电源,待空气进口温度低于
........。
...后,然后停止送风.....................50℃
8. 当塔中需要补充硅胶物料时,卸下袋滤器后可加入。
9. 当更换硅胶物料时,可用吸尘器的皮管伸入塔体内即可全部吸出。
五、实验数据记录及处理
根据实验数据绘出流化干燥曲线
六、实验结论及讨论
1.绘出实验物料在实验条件下的干燥曲线。
2.若要绘出实验物料在实验条件下的干燥速度曲线,如何做?
答:干燥速率(即水分汽化率N A)可用单位时间单位干燥面积所汽化的水量表示:
式中: A——被干燥物料的汽化面积(m2);
τ——干燥时间(s);
W——从被干燥物料中汽化的水分量(kg)
所以需要求出被干燥物料的汽化面积才能求出干燥速率。
3.测定干燥速度曲线的意义何在?
答:为了进一步研究干燥速度的变化规律,将干燥曲线中的数据整理成干燥速度与干基水含量间的关系曲线,即干燥速率曲线。
速率曲线中分为恒速阶段和降速阶段,两个交接处就是临界含水量点。
从干燥速率曲线上可以更加清楚的知道干燥的速度变化。
4.流化床干燥器有什么优点和缺点?
答:流化床干燥器、物料受热均匀,热交换充分,干燥强度高,运转平衡、维修方便、噪音低、寿命长,流态化稳,无死角和吹穿现象。
可调性好,适应面宽,对物料表面损伤小。
可用于易碎的干燥,物料颗粒不规则时亦不影响工作效果。
采用全封闭式的结构,有效的防止了物料与空气间交叉污染,作业环境清洁。
缺点是易产生腾涌和沟涌。