干燥技术
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传统工艺的干燥方式有哪些传统工艺中常用的干燥方式有太阳能干燥、自然风干、熏烤、烘烤、烘培等。
下面将以上几种干燥方式分别详细介绍。
太阳能干燥是一种利用太阳能进行干燥的方式。
它最早出现在农村地区,通过晒场、晒台、內外台等设备将物品暴露于阳光下进行干燥。
太阳能干燥可以分为直接干燥和间接干燥。
直接干燥通常用于干燥果蔬、茶叶等物品,间接干燥则多用于干燥谷物、米饭等物品。
太阳能干燥的主要优点是成本低、环保、易于操作,但受天气条件的影响较大,无法进行精确的温控。
自然风干是一种利用自然风力进行干燥的方式。
它常用于干燥谷物、粮食等物品。
自然风干的原理是利用自然风力将物品摆放在通风良好的地方,通过风的吹拂带走物品表面的水分以达到干燥的目的。
自然风干的优点是成本低、适用范围广,但需要选择合适的干燥场地和天气条件,否则干燥效果会受到影响。
熏烤是一种将物品放入烟熏中进行干燥的方式。
熏烤通常用于海产品、肉类等食品的干燥。
它的原理是利用燃烧的木材或其他物质产生的烟熏将物品表面的水分蒸发掉。
熏烤的主要优点是可以给食品增添独特的风味,延长货物的保鲜期,但需要适当控制熏烤的时间和温度,否则可能会影响物品的质量。
烘烤是一种将物品放入烤箱或烘炉中进行干燥的方式。
烘烤常用于製作面包、饼干等烘焙食品。
它的原理是利用热风在物品表面形成薄膜,将物品内部的水分蒸发出来。
烘烤的优点是干燥速度快、可控性强,但需要适当控制烘烤的温度和时间,否则会导致物品干燥不均匀甚至烧焦。
烘培是一种将物品放入烤箱中进行干燥的方式。
烘培常用于烤制肉类、蔬菜等食品。
它的原理是利用热空气在物品表面形成保护层,将物品内部的水分蒸发出来。
烘培的优点是干燥速度快、可控性强,但需要适当控制烘培的温度和时间,否则会导致物品干燥不均匀。
除了以上几种传统工艺中常用的干燥方式,还有许多其他方式,如晒晖、扬干、滴水干燥等。
每种干燥方式都有其适用的特定物品和工艺条件,需要根据具体情况选择合适的方式进行干燥。
干燥技术的原理及其应用1. 引言干燥技术是一种将湿度高的物体或物质中的水分去除的技术。
它在许多领域都有广泛的应用,如食品加工、制药、化工等。
本文将介绍干燥技术的原理,并探讨其在不同领域的应用。
2. 干燥技术的原理干燥技术的原理基于两个关键概念:传热和传质。
传热是指通过传导、对流或辐射将热量从一个物体传递到另一个物体。
传质是指通过扩散或对流将物质从一个区域传递到另一个区域。
2.1 传热原理干燥技术中常用的传热方式包括传导、对流和辐射。
传导是指热量在固体内部通过分子之间的相互碰撞传递。
对流是指热量通过流体的对流传递,其中包括自然对流和强迫对流。
辐射是指热量通过电磁辐射传递,不需要介质进行传递。
2.2 传质原理传质是指水分从高浓度区域移动到低浓度区域的过程。
干燥技术中常用的传质方式包括扩散和对流。
扩散是指物质在不进行对流的情况下从高浓度区域移动到低浓度区域。
对流是指物质通过流体的对流传递,其中包括自然对流和强迫对流。
3. 干燥技术的应用3.1 食品加工干燥技术在食品加工中有着广泛的应用。
例如,蔬菜、水果等食材在加工前往往需要进行干燥以延长其保质期。
同时,干燥还可以改变食材的质地和口感,提高食品的口感和风味。
3.2 制药制药行业对干燥技术有着重要的需求。
许多药物在生产过程中需要进行干燥以去除其中的水分,以提高其稳定性和保存期限。
另外,干燥还可以改变药物的形态,以便于药物的制剂和包装。
3.3 化工在化工领域,干燥技术用于去除化学反应或合成过程中产生的溶剂或水分。
干燥可以帮助控制化学反应的速率和效果,提高产品的质量和纯度。
3.4 其他领域除了食品加工、制药和化工领域,干燥技术还在许多其他领域有着应用。
例如,干燥技术可以用于纸浆和纺织品的生产,以提高其质量和使用性能。
此外,干燥技术还可以用于电子和电器设备的生产过程中,以去除其中的水分,提高设备的稳定性和可靠性。
4. 结论干燥技术基于传热和传质的原理,通过不同的传热和传质方式去除物体或物质中的水分。
干燥技术干燥技术,是指用特定的方法将物体中的水分或其他液态物质蒸发或去除的过程。
它广泛应用于许多领域,包括食品加工、化工、制药、冶金、纺织、建材等行业。
本文将从干燥技术的原理、应用领域、常见方法等方面进行介绍。
干燥技术的原理主要包括传热、传质和物料转化三个基本过程。
传热是指通过传导、对流和辐射等方式将热能传递到物料中,使其获得足够的热量来蒸发水分。
传质是指水分从物料内部迁移至物料表面,进而蒸发出去。
物料转化是指在干燥过程中,物料的结构发生改变,从而提高水分的迁移速率。
干燥技术在食品加工行业中有着广泛的应用。
它可以有效地保持食品的新鲜度和口感,延长其保存期限。
常见的食品干燥方法包括自然晾晒、热风干燥、真空干燥等。
在热风干燥中,通过加热空气将水分蒸发出去;而在真空干燥中,通过降低环境压力来促使水分蒸发。
这些方法在不同的食品加工过程中起到了重要的作用,如蔬果、肉类、海产品等的干燥处理。
化工行业中,干燥技术被广泛应用于固体粉末的生产过程中。
它可以通过蒸发溶剂或其他液态成分,使形成固体颗粒。
常见的干燥方法包括喷雾干燥、冷冻干燥、托盘干燥等。
喷雾干燥是将物料与溶剂混合后,通过喷嘴雾化成细小颗粒,并在热风中迅速蒸发水分,形成固体颗粒。
冷冻干燥则是通过将物料冷冻后,将其中的水分通过升华的方式去除。
在制药行业中,干燥技术的应用也非常广泛。
药品制造过程中常常需要将溶剂去除,以得到纯净的药品成品。
常见的干燥方法包括真空干燥、冷冻干燥等。
真空干燥是通过在低压环境下,使溶剂迅速蒸发,从而干燥物料。
冷冻干燥则是通过将物料冷冻后,在低压下将水分升华为固体,从而去除水分。
冶金行业中的干燥技术主要应用于粉煤灰、矿石和冶金渣等物料的处理。
通过干燥,可以使这些物料更加易于贮存和运输。
常见的干燥方法包括流化床干燥、导热干燥等。
流化床干燥是将物料与空气混合,在流化床的作用下,水分被蒸发出去。
导热干燥则是通过加热物料,使其中的水分蒸发。
纺织和建材行业中的干燥技术主要用于煅烧、烘干和固化等环节。
干燥技术在食品工业中的应用在现代食品工业中,干燥技术是广泛使用的一种工艺。
干燥技术能够将水分从食品中去除,从而使产品更加耐储存和抗氧化,并可以使食品更加方便和易于运输。
本文将深入探讨干燥技术在食品工业中的应用。
一、干燥技术的分类干燥技术通常分为以下几种类型:1. 热风干燥:这是目前应用最为广泛的一种干燥方式。
热风干燥通过将热空气通过食品传递,从而使水分蒸发。
这种方式操作简单,成本低,但需要相当长的时间。
2. 冷冻干燥:冷冻干燥是一种将水分转移到固体相,并通过冷却升华的过程。
这种干燥方式能够保存食品的味道和颜色,同时保留更多的营养成分,但成本更高。
3. 喷雾干燥:喷雾干燥是通过将食品通过喷嘴喷出,同时通过热风干燥的方式来制作干燥食品。
这种干燥方式需要更高的技术水平,但是速度较快,成本相对较低。
二、干燥技术在食品工业中的应用干燥技术在食品工业中已经得到广泛的应用。
以下是干燥技术在不同食品工业领域的应用例子:1. 水果和蔬菜干燥:通过干燥水果和蔬菜,可以将它们的食用寿命延长数月乃至数年。
通过干燥,可以保留食品的口感和营养成分,并可以将它们转化为更方便的食品配料。
2. 谷物干燥:干燥谷物可以将它们的储存时间延长,并能消除它们的潮湿性。
干燥谷物也可以使它们在制造其他食品时使用更加方便。
3. 鱼干燥:通过将鱼制成干鱼,可以将其保存时间从几天延长到数月。
这种干燥方式还能控制微生物的生长,并且通常会使鱼的味道更加鲜美。
4. 肉类干燥:干燥肉类可以将其储存时间延长到数周乃至数个月。
干燥的肉制品还可以进行深度加工,例如肉松、肉粒等,用于糕点和小吃。
5. 饼干、蛋糕等烘烤食品的干燥:通过干燥工艺可以降低烘烤食品的水分含量,使它们更加耐储存和更加易于运输。
通过干燥工艺,还可以控制饼干和蛋糕的口感和色泽。
三、干燥技术的优点和缺点干燥技术在食品工业中的应用有许多优点,例如:1. 可以将食品的水分含量降低,从而延长食品的保鲜时间和稳定性。
生物医学中的干燥技术生物医学领域是一个充满挑战的领域,需要医生和研究人员不断探索和创新。
其中一个重要的方面是干燥技术,它是医学实验和药物生产中必不可少的一环。
本文将介绍干燥技术在生物医学领域中的应用和研究进展。
1. 干燥技术的基本原理干燥技术是一种将液态或溶液态物质转化为固态的过程。
这个过程中,水分被蒸发或冻结,剩余的物质被锁在固体矩阵或分散在空气中。
通过干燥技术,我们可以将生物制品和药物保存更长时间,并改善它们的稳定性和可持续性。
目前,广泛使用的干燥技术有喷雾干燥、冻干和真空干燥。
其中,冻干技术也称为减压冷冻干燥,是一种将样品在低温下冻结,然后在低温和低压下升华水分的过程。
2. 干燥技术在生物医学中的应用2.1 蛋白质和抗体蛋白质和抗体是生物医学领域中非常重要的制品。
然而,它们的稳定性和活性受到温度、湿度、氧气和光照等环境因素的影响。
通过冻干等干燥技术,可以将它们转化为稳定的干燥粉末,方便存储和运输。
此外,冻干粉末可以通过加水重新溶解,恢复它们的功能。
2.2 疫苗疫苗是预防疾病的重要工具。
常规疫苗制备涉及到多个工序,包括培养病毒或细菌,分离抗原,形成免疫原并灭活/减毒。
干燥技术可以确保疫苗的长度和稳定性,同时减少冷库的使用量。
由于干燥后的疫苗可以长期保持活性,其易于储存和运输,从而能够到达偏远地区。
2.3 细胞细胞和组织是诊断、治疗和研究的重要工具。
然而,冷冻通常会导致细胞的变形和死亡。
在一些情况下,冻干技术可以用于保持活性并减少细胞受损的几率。
3. 干燥技术的研究进展在生物医学领域中,研究人员一直在探索更好的干燥方法和技术。
以下是几个方面的研究进展:3.1 快速干燥技术喷雾干燥和冻干等目前通行的干燥技术需要几个小时或几天才能完成。
出于快速的需要,研究人员发现了新的干燥方法,例如微波干燥和纳米颗粒干燥。
这些技术可以在几分钟内实现干燥,这对于制备昂贵的药物和生物制品,以及节省时间和成本是非常有用的。
第一章绪论一、课程要求根据教学大纲要求:粮食干燥是粮油储藏专业的一门专业课,其教学目的和任务是:使学生通过课程学习,了解传热学基础知识,掌握湿空气性质和粮食干燥的基础理论、方法,以及重要的粮食干燥设备的结构、原理、性能等,从而具有合理使用、研究改进干燥设备以及干燥工艺设计的能力。
二、干燥的定义、目的与意义狭义:指含水分较少固形物料的去水过程;广义:还包括溶液、悬浮液及浆状等物料的干燥。
不论物料含水多少,凡使其所含水分由物料向气相转移,从而变物料为固体制品的单元操作(或过程)统称为干燥。
干燥与浓缩的区别:干燥与浓缩为相近单元操作,相同点:同为去水过程;不同点:干燥的最终产物为固体制品,浓缩的最终产物仍为流体。
干燥目的:在自然或人工条件下,除去某些原料、半成品及成品中的水分或溶剂,使之成为适于加工、利用,便于储藏、运输的形态。
干燥意义:(干燥是各种储粮中最基本,最重要的技术)1.通过干燥,降低物料水分,可以提高物料储藏的稳定性,延长其使用期限。
(保管高水分物料的方法:干控、温控、气控和化控四种;但干燥方法是从物料水分含量着手,创造一个不利于虫霉生长的低水分环境,从根本上解决安全储存的问题;所以干燥技术是各种储藏技术中的一项最基本且最重要的技术。
)2.通过干燥,物料使用方便,便于包装和运输,还可减轻运输压力。
3.通过干燥,便于加工。
4.合理组织干燥条件,简化工艺,提高质量。
5.对粮食生产者来说,具备干燥设备,可以提早收获,减少粮食损失。
⑴减轻气侯条件的影响。
⑵有利于机械作业。
⑶提前收获,可减少田间损失,同时还能合理安排人力、物力和提高土地利用率,安排下季农作物生产。
⑷农民获利。
6.化废为宝三、、被干燥物料的特性1.物料的状态⑴溶液及浆状物料,⑵冻结的物料,⑶膏糊状物料,⑷粉末、散粒状物料⑸块(片、条)状物料⑹连续薄片状物料⑺设备涂层。
2.物料的理化性质⑴化学性质:组成,热敏性(软化点、熔点或分解点),物料的毒性,可燃性,氧化性和酸碱性(度),磨擦带电性,吸水性等。
⑵(热)物理性质:含水率,真(假)比重,比热,导热系数,粒度和粒度分布等。
对于原料液还应当了解原液的浓度、粘度及表面张力等。
⑶其它性质:如膏糊状物料的粘附性、触变性(即膏糊状物料在振动场中或在搅动条件下,物料可从塑性状态,过渡到具有一定流动性的性质)。
3.物料与水分的结合形式物体与水分的结合方式是多种多样的,可以是物料表面的吸附水分,也可以是多孔性物料孔隙中滞留的水分,也可以是物料所带的结晶水分,以及渗透到物料细胞内的渗透水分等。
物料与水分结合方式不同,去除的方法也不尽相同。
四、干燥方法1.物理干燥法:⑴压榨,⑵离心,⑶过滤。
2.化学干燥法:利用吸湿剂除去气体、固体中的少(微)量水分,生石灰,二氯化钙等3.热力干燥法:借助热能来加热物料,气化物料中的水分,可达到生产工艺的要求。
五、选择设备的原则(选择烘干机需考虑的因素,对烘干机的要求)⑴干燥器对被干燥物料的适应能力。
如能否达到生产要求的产量、干燥程度、干燥后产品的均匀程度、所需燃料。
⑵对产品质量无损害。
因为有些产品要求保持酶的活性、发芽率或不能变形或龟裂,保持结晶形状,色泽等。
⑶干燥器的热效率的高低。
这是干燥的主要技术经济指标。
一般而言,干燥器的热能利用好,则热效率高,相反,则热效率就低。
⑷设备的初投资、操作费用的多少。
⑸干燥器的附属设备的多少。
气流干燥、冷冻干燥的附属设备太多。
⑹还要求干燥设备操作控制方便,劳动条件好。
六、干燥技术的发展方向1.干燥设备研制向专业化方向发展。
2.干燥设备的大型化、系列化和自动化。
3.改进设备,强化干燥过程。
4.采用新的干燥方法及组合干燥方法。
5.降低干燥过程中的能耗:⑴对现有干燥加强管理,减少热损失;⑵改善设备的保温;⑶防止产品的过度干燥;⑷减少被干燥物料的初水分含量;⑸回收废气带走的热量。
6.消除干燥操作造成的公害问题。
第二章粮食的干燥特性一、粮粒的结构与化学成分⒈常见的粮食籽粒有两种结构:⑴由颖壳、皮层、胚和胚乳构成,如稻谷、大麦、燕麦等;⑵由种皮、胚和胚乳构成,如小麦、玉米等。
⒉结构不同,其储藏、干燥特性不同。
(不同粮粒的结构和化学成分对干燥过程的影响)从储藏角度看:种皮是保护组织,可以抵御不利环境因素影响,原粮要比成品粮好保管,玉米胚大难保管。
绿豆种皮(结构致密,并覆盖有蜡层)、稻谷的壳、玉米坚硬的种皮,对储藏、输送是有利的,但对干燥是不利的。
从干燥角度看:致密结构、坚硬的种皮都对水分的吸收或蒸发起着阻碍作用,而结构松散、表皮的多孔性则有利于水分蒸发。
稻谷有壳、玉米表皮坚硬不容易干燥降水,小麦、荞麦结构松散易干燥。
⒊化学成分不同,表现的耐温性不同。
谷物、薯干类:淀粉60~70%,蛋白质10%;豆类:蛋白为20~40%,还含有大量油脂;油料:以脂肪含量为主35~50%。
谷类可以高温快速干燥,含脂肪、蛋白高的油料作物与豆类度夏时不耐高温,只能低温干燥,要比禾谷类难干燥。
油料作物不能采用缓苏工艺。
二、粮食水分表示法干基水分用于科研,湿基水分用于业务。
三、粮堆的流散特性1.谷粒的大小:最大尺寸为长,最小尺寸为厚,第三个尺寸为宽;考虑物料的粒度与粒度分布,用于确定筛板孔径;2.散落性、静止角、自流角、侧压力:⑴散落性:指粮食在自然撒落时,向四面流动形成一个圆锥形粮堆的性质,称为粮食的散落性。
其好坏用静止角来衡量。
⑵静止角:指粮食由高点自然下落到平面上所形成的圆锥体的斜面线与底面水平线所构成的夹角。
散落性好的粮食其静止角就小;散落性差的其静止角就大。
⑶自流角:是指粮粒在不同材料斜面上,开始移动的角度。
⑷侧压力:指堆放的散粒体物料对仓壁所形成的一种推力。
散落性与储粮的关系:⑴确定设备角度的依据;⑵储粮稳定状况的反映;⑶计算侧压力,考虑仓墙强度,确定不同粮食的堆粮线或堆垛形式。
四、粮堆的热物理性质1.比热(C):使1 kg的粮食温度升高1℃所需的热量。
2.粮食的导热性:指物体传递热量能力,用导热系数衡量。
粮堆保温性与储粮关系:⑴对储藏有利:利用粮堆保温性好,既不容易升温,也不容易降温特点进行储藏。
⑵对储藏不利:积热难散,滋生虫霉,危害粮食品质。
⑶采取加快湿热气体散发,缩小粮堆各层(点)温差的措施,以利粮食安全保管。
⑷由于λ粒>λ堆,减薄粮层有利加热、干燥,提高降水效果。
3.粮食的允许受热温度:指粮食在干燥过程中,在品质不变质的前提下,能承受最高受热温度。
种子粮:≤40~45℃;商品粮:≤50~60℃;饲用粮:≤60~70℃;大颗粒豆类:35~45℃。
注意:热风温度可以高于粮食允许受热温度;五、粮食的空气动力学特性⑴谷物的比表面积:单位重量的谷物具有的表面积与容积的比值。
⑵孔隙度:孔隙所占的体积与谷堆的比值,约为35~50%左右。
⑶谷物的悬浮速度:指物料在气流中处于悬浮状态时的气流速度。
⑷粮层阻力:指气流穿过粮层所遇到的阻力,一般用气流的静压降表示。
第四章湿空气的组成及其性质一、干燥介质的定义与种类在干燥过程中起着载湿载热作用的介质,称为干燥介质。
湿空气、烟道气、炉气和加热的湿空气都可以作为干燥介质,都是干空气和水蒸汽的混合物,即为湿气体。
二、湿空气的状态参数1. 湿空气的压力:如果几种理想气体在一个容器内混合,则混合气体的总压力等于组成混合气体的各个气体的分压力之和。
2. 湿空气的湿度⑴绝对湿度:指单位体积的湿空气中含有水蒸气含量。
⑵相对湿度:指单位体积的湿空气中含有水蒸气含量,与同温、同压力下,单位体积的湿空气中所能容纳的最大水蒸汽含量的比值。
P sb=f(t),当t=定值时,P sb=定值;当P s=定值时,t上升,则P sb上升,而φ则下降。
在干燥技术中,就是根据湿气体相对湿度的大小来讨论干燥介质的利用程度。
湿气体加热,湿度下降,干燥能力加强。
这就是干燥中在提高干燥温度的原因之一。
⑶湿空气的湿含量:湿气体中单位重量干气体所含水蒸汽的量。
3.湿空气的比容υ0:指的干气体重量为一公斤的湿气体的容积。
4.湿空气的焓:指的干气体重量为一公斤的湿气体所具有的热含量。
5.干球温度:干球温度指用温度计测得反映物体冷热程度的物理量。
热力学的湿球温度:湿气体与液体的封闭系统中,即在绝热条件下,假定气体由始态到末态完成的等压绝热过程有以下特点:⑴液体不断气化使气体的湿含量增加,直至饱和;⑵液体气化所需热量只来自于气体;⑶在整个过程中,要求液体的温度始终不变,所以湿气体饱和时的温度就等于液体的温度;湿气体与液体在上述等压绝热条件下,达到饱和时的温度。
湿度计的湿球温度:当气流传递给湿纱布的热量恰好等于液体气化所需要的潜热量时,湿纱布的温度就不再下降,从而达到动态平衡的温度。
露点温度:在总压和湿含量不变的条件下,湿气体冷却而达到饱和时的温度。
第五章湿空气的焓湿图目前表示湿空气状态参数的关系图有两大类,焓湿(I-d)图与温湿(t-x)图。
焓湿图还分为夹角135°和150°两种,前者为俄国、德国和中国等国使用,后者为法国使用;温湿图分为高温和低温两种,为美国、英国、澳大利亚等国使用。
第一节I—d 图的结构与绘制一、采用夹角为135°的斜坐标系,为使t、d、φ、P s、I等状态参数能在图上清淅表示出来,取焓为纵坐标,湿含量为斜坐标,两者夹角为135°。
二、等焓线与等湿含量线的绘制绘制焓湿图时,按一定的比例尺标,画出许多相等的间隔、分别垂直于纵坐标轴和斜坐标轴的直线为等焓线和等湿量含线。
三、等温线的绘制各等温线看似平行,实际是不平行的,但相互间差别甚少。
四、等相对湿度线的绘制⑴φ=100%线将整个图面分成两部分,上半部为湿空气的不饱和区,下半部为饱和区,水蒸气有部分冷凝出来;空气状态变化最低线是沿100%线进行,不会进入下半部,故下半部无实际意义。
⑵等相对湿度线达到该压力下水的沸点温度时,发生一个剧烈转折,变成一条几乎垂直向上的直线,再想通过提高温度,增加湿空气的吸湿能力是不可能了。
⑶等焓线与φ=100%线交点处的温度,为湿球温度;等湿含量线与φ=100%线交点处的温度,为露点温度。
五、水蒸气分压线的绘制第二节 I—d 图的应用一、大气压与I—d 图的关系二、湿空气状态参数的确定三、湿空气变化过程的确定⑴等湿(间接)加热过程:⑵冷却与冷凝过程:⑶理论(实际)干燥过程:⑷干燥介质在干燥系统内的状态变化单位气耗量l指去除1kg水所需要的干空气量,用于确定干燥所需的风量;单位热耗量q指去除1kg水所需要的热量,用于确定干燥所需的热量。
四、两种气体混合后状态参数的确定在生产中,为节省能源,常进行烘干废气利用。
第六章粮食干燥基本原理一、水分与物料的结合形式1.化学结合水:按一定的严格比例,参与到物体结构内部,与物体结合极其牢固;在粮食干燥过程中,不考虑去除这种水分。