第九章 第三、四節(jié)

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1、1第三節(jié)滾筒式干燥機第三節(jié)滾筒式干燥機早期主要是用于奶粉的干燥，后隨著奶粉生產(chǎn)早期主要是用于奶粉的干燥，后隨著奶粉生產(chǎn)規(guī)模的擴大，奶粉采用噴霧干燥，滾筒干燥轉(zhuǎn)到規(guī)模的擴大，奶粉采用噴霧干燥，滾筒干燥轉(zhuǎn)到其它行業(yè)，典型的有谷物類嬰兒食品、預糊化淀其它行業(yè)，典型的有谷物類嬰兒食品、預糊化淀粉、速溶早餐麥片、馬鈴薯全粉（雪花粉），如粉、速溶早餐麥片、馬鈴薯全粉（雪花粉），如雀巢公司雀巢公司20002000年在全球的生產(chǎn)企業(yè)中共采用了約年在全球的生產(chǎn)企業(yè)中共采用了約150150臺滾筒干燥機生產(chǎn)嬰兒食品。另外，在處理纖臺滾筒干燥機生產(chǎn)嬰兒食品。另外，在處理纖維物料如造紙行業(yè)早已得到成功應用，其它如即維物

2、料如造紙行業(yè)早已得到成功應用，其它如即食土豆片、果醬、南瓜粉等多種脫水食品中。日食土豆片、果醬、南瓜粉等多種脫水食品中。日本用改進后的滾筒干燥機加工春卷皮。本用改進后的滾筒干燥機加工春卷皮。2一、概念一、概念:滾筒式干燥機是通過轉(zhuǎn)動的圓筒，以熱傳導的方滾筒式干燥機是通過轉(zhuǎn)動的圓筒，以熱傳導的方式，將附在筒體外壁上的液態(tài)物料或帶狀物料式，將附在筒體外壁上的液態(tài)物料或帶狀物料進行干燥的一種連續(xù)操作設備。進行干燥的一種連續(xù)操作設備。3二、分類二、分類按按滾筒數(shù)量滾筒數(shù)量分：單滾筒、雙滾筒分：單滾筒、雙滾筒 和多滾筒式干燥機；和多滾筒式干燥機；按按操作壓力操作壓力分：常壓滾筒和真空式滾筒；分：常壓滾筒

3、和真空式滾筒；按按布料方式布料方式分：浸液式、噴濺式、棍鋪式等形式分：浸液式、噴濺式、棍鋪式等形式4三、單滾筒干燥機三、單滾筒干燥機滾筒：滾筒：內(nèi)通加熱蒸汽干燥物料；內(nèi)通加熱蒸汽干燥物料；刮刀：刮刀：刮下滾筒上的干燥物料；刮下滾筒上的干燥物料；（一）主要結(jié)構(gòu)（一）主要結(jié)構(gòu)5料液槽：料液槽：盛待干燥物料；盛待干燥物料；排液虹吸管：排液虹吸管：加熱滾筒內(nèi)冷凝水；加熱滾筒內(nèi)冷凝水；傳動裝置、螺旋輸送器等。傳動裝置、螺旋輸送器等。進、排氣進、排氣管：管：6筒體：直徑筒體：直徑0.60.61.6m1.6m，長徑比，長徑比L/DL/D0.80.82 2，最，最長筒體可達長筒體可達3.5m3.5m，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)

4、速2 210r/min10r/min，附在滾筒上，附在滾筒上的料膜厚度為的料膜厚度為0.50.51.5mm1.5mm。材料為鑄鐵或鋼板、。材料為鑄鐵或鋼板、不銹鋼板焊制。有鑄造和焊接兩種型式，在模擬不銹鋼板焊制。有鑄造和焊接兩種型式，在模擬現(xiàn)場加工條件下加工?，F(xiàn)場加工條件下加工。1.滾筒：筒體、端蓋、端軸及軸承滾筒：筒體、端蓋、端軸及軸承 熱容量大、傳熱穩(wěn)熱容量大、傳熱穩(wěn)定、剛性、耐磨、定、剛性、耐磨、壁厚重、熱阻大、壁厚重、熱阻大、導熱差導熱差壁薄、導熱性好、壁薄、導熱性好、單體加工方便、單體加工方便、L/DL/D范圍大，適用范圍大，適用7鑄鐵與鋼制滾筒組件鑄鐵與鋼制滾筒組件8 鑄鐵與鋼制滾

5、筒組件鑄鐵與鋼制滾筒組件92.布膜裝置布膜裝置：1 1）料槽：）料槽：直接浸液布膜，最小浸液深度直接浸液布膜，最小浸液深度101015mm15mm。料槽、噴淋器、攪拌器、膜厚控制器料槽、噴淋器、攪拌器、膜厚控制器102 2）布膜器：）布膜器：A A、噴濺式、噴濺式B B、噴霧管式、噴霧管式113 3）攪拌器：）攪拌器：弧形（浸液弧形（浸液式）式）保證長度方向均勻一致，無論上部或下部進料均保證長度方向均勻一致，無論上部或下部進料均應保證攪拌應保證攪拌。124 4）膜厚控制器）膜厚控制器（高粘度及流（高粘度及流動性差物料使動性差物料使用，控制成膜用，控制成膜厚度）厚度）A A、刮刀式、刮刀式13B

6、 B、壓輥式、壓輥式143.3.刮料裝置刮料裝置刮刀：刮刀：刮取已干燥物料，是滾筒連續(xù)作業(yè)的重要刮取已干燥物料，是滾筒連續(xù)作業(yè)的重要 工序。工序。1 1、刀片在滾筒整個長度方向均勻一致、刀片在滾筒整個長度方向均勻一致2 2、壓緊力足夠、壓緊力足夠3 3、刀刃鋒利，保證物料清理徹底、刀刃鋒利，保證物料清理徹底15（二）工作過程（二）工作過程需要干燥處理的料需要干燥處理的料液由高位槽流入滾筒干液由高位槽流入滾筒干燥機的原料槽內(nèi)，由布燥機的原料槽內(nèi)，由布膜裝置使物料薄薄地膜裝置使物料薄薄地（膜狀）附在滾筒表面，（膜狀）附在滾筒表面，滾筒內(nèi)通有供熱介質(zhì)，滾筒內(nèi)通有供熱介質(zhì)，食品工業(yè)多采用蒸汽，食品工業(yè)

7、多采用蒸汽，壓力一般在壓力一般在0.2-6MPa0.2-6MPa，溫度溫度120120150150度度16物料在滾筒中由筒壁傳熱使其濕分汽化，滾物料在滾筒中由筒壁傳熱使其濕分汽化，滾筒在一個轉(zhuǎn)動周期中完成筒在一個轉(zhuǎn)動周期中完成布膜、汽化、脫水布膜、汽化、脫水等過程，干燥后的物料由刮刀刮下，經(jīng)螺旋等過程，干燥后的物料由刮刀刮下，經(jīng)螺旋輸送送至成品貯存槽，最后進行粉碎或直接。輸送送至成品貯存槽，最后進行粉碎或直接。在傳熱中蒸發(fā)出的水分，視其性質(zhì)可通過密在傳熱中蒸發(fā)出的水分，視其性質(zhì)可通過密閉罩，引入到相應的處理裝置內(nèi)進行捕集粉閉罩，引入到相應的處理裝置內(nèi)進行捕集粉塵或排放。塵或排放。17第四節(jié)第四

8、節(jié) 流化床干燥器流化床干燥器18一、概念及特點一、概念及特點流化床干燥器又稱為流化床干燥器又稱為沸騰床干燥器沸騰床干燥器。流化床流化床是指在一個設備中，將顆粒物料堆放在分布是指在一個設備中，將顆粒物料堆放在分布板上，當氣流由設備下部通入床層，隨著氣流速度板上，當氣流由設備下部通入床層，隨著氣流速度加大到某種程度，固體顆粒在床內(nèi)會產(chǎn)生沸騰狀態(tài)，加大到某種程度，固體顆粒在床內(nèi)會產(chǎn)生沸騰狀態(tài)，這種床層稱為流化床，那么采用這種方法進行物料這種床層稱為流化床，那么采用這種方法進行物料干燥的稱為干燥的稱為流化床干燥流化床干燥。1 1、概念、概念19 從上述概念中可以看出，采用熱空氣為流從上述概念中可以看出

9、，采用熱空氣為流化介質(zhì)干燥濕食品時，熱空氣既是流化介質(zhì)化介質(zhì)干燥濕食品時，熱空氣既是流化介質(zhì)又是干燥介質(zhì)，起了雙重作用，而被干燥的又是干燥介質(zhì)，起了雙重作用，而被干燥的物料則在熱氣流中物料則在熱氣流中一方面一方面被吹起、翻滾、相被吹起、翻滾、相互混合和摩擦碰撞，互混合和摩擦碰撞，另一方面另一方面又進行傳熱和又進行傳熱和傳質(zhì)，從而達到干燥的目的傳質(zhì)，從而達到干燥的目的。20優(yōu)點：優(yōu)點：1 1）物料與干燥介質(zhì)接觸面大，攪拌激烈，表面）物料與干燥介質(zhì)接觸面大，攪拌激烈，表面更新機會多，熱容量大，熱傳導效果好，利更新機會多，熱容量大，熱傳導效果好，利用設備的效率高，可實現(xiàn)小規(guī)模設備大生產(chǎn)；用設備的效率

10、高，可實現(xiàn)小規(guī)模設備大生產(chǎn)；2 2）干燥速度快，物料在設備內(nèi)停留時間短，適）干燥速度快，物料在設備內(nèi)停留時間短，適宜于熱敏性物料的干燥；宜于熱敏性物料的干燥；2 2、特點、特點213 3）物料在干燥時內(nèi)停留時間可由出料口控制，容）物料在干燥時內(nèi)停留時間可由出料口控制，容易控制物料的含水率；易控制物料的含水率；4 4）裝置簡單，設備造價低，本身無機械運動裝置，）裝置簡單，設備造價低，本身無機械運動裝置，保養(yǎng)容易，維修費低；保養(yǎng)容易，維修費低；5 5）密封性能好，機械運轉(zhuǎn)部分不直接接觸物料，）密封性能好，機械運轉(zhuǎn)部分不直接接觸物料，對衛(wèi)生指標要求較高的食品干燥十分有利。對衛(wèi)生指標要求較高的食品干燥

11、十分有利。221 1）對被干燥物料顆粒度有一定的限制，不小于）對被干燥物料顆粒度有一定的限制，不小于30um30um，又不大于，又不大于4 46mm6mm。2 2）不適于易結(jié)塊物料和易與設備壁間粘結(jié)的物料，）不適于易結(jié)塊物料和易與設備壁間粘結(jié)的物料，主要用于物料粒度在主要用于物料粒度在0.46mm0.46mm范圍的物料的干燥；范圍的物料的干燥；3 3）該設備單層流化床難以保證物料干燥均勻，一）該設備單層流化床難以保證物料干燥均勻，一般為三層，設備高；般為三層，設備高；4 4）微細粒子易被風吹散飛揚，部分粒子易破碎；）微細粒子易被風吹散飛揚，部分粒子易破碎；缺點：缺點：23按被干燥物料分為按被干

12、燥物料分為粒狀物料、膏狀物料、懸浮液粒狀物料、膏狀物料、懸浮液和溶液等和溶液等流動物料；流動物料；按操作情況分為按操作情況分為間歇式和連續(xù)式間歇式和連續(xù)式；按設備結(jié)構(gòu)形式分為按設備結(jié)構(gòu)形式分為單層流化床、多層流化床、單層流化床、多層流化床、臥式流化床、噴動流化床、脈沖流化床、振臥式流化床、噴動流化床、脈沖流化床、振動流化床、惰性粒子流化床和錐形流化床干動流化床、惰性粒子流化床和錐形流化床干燥器。燥器。3 3、分類、分類24二、流化過程及原理二、流化過程及原理251 1第一階段第一階段固定床固定床 濕物料進入干燥器，先落在設備底部設有金屬制濕物料進入干燥器，先落在設備底部設有金屬制的多孔板（又分

13、布板）上，在熱氣流未足以使其運動的多孔板（又分布板）上，在熱氣流未足以使其運動時，物料顆粒層雖與氣流接觸，但固體顆粒不發(fā)生相時，物料顆粒層雖與氣流接觸，但固體顆粒不發(fā)生相對位置的變動，稱之對位置的變動，稱之固定床固定床。262.2.第二階段流化床階段第二階段流化床階段當通入的氣流速度進一步增大，增大到足以把當通入的氣流速度進一步增大，增大到足以把物料顆粒吹起，使顆粒懸浮在氣流中自由運動，物料顆粒吹起，使顆粒懸浮在氣流中自由運動，物料顆粒間相互碰撞、混合，床層高度上升，整物料顆粒間相互碰撞、混合，床層高度上升，整個床層呈現(xiàn)出類似液體般的流態(tài)，這時，再增加個床層呈現(xiàn)出類似液體般的流態(tài)，這時，再增加

14、流速，壓力降亦保持不變流速，壓力降亦保持不變。27流化床干燥的特征流化床干燥的特征1 1、流化床層有一個不太穩(wěn)定的上界面，界面以每、流化床層有一個不太穩(wěn)定的上界面，界面以每秒鐘數(shù)次的頻率上下波動。秒鐘數(shù)次的頻率上下波動。2 2、床層中出現(xiàn)一部分氣體以鼓泡的形式高速流過、床層中出現(xiàn)一部分氣體以鼓泡的形式高速流過床層，另一部分則以滲流的形式流過顆粒較為床層，另一部分則以滲流的形式流過顆粒較為密集的乳化相。密集的乳化相。3 3、床層中固體顆粒相互之間作劇烈的相對運動，、床層中固體顆粒相互之間作劇烈的相對運動，發(fā)生強烈的混合和攪拌。發(fā)生強烈的混合和攪拌。4 4、整個床層具有象流體一樣的特性：、整個床層

15、具有象流體一樣的特性：28（1 1）密度比床層密度小的物體能浮在床層的上面。密度比床層密度小的物體能浮在床層的上面。（2 2）床層傾斜，床層表面仍能保持水平；床層傾斜，床層表面仍能保持水平；（3 3）床層中任意兩截面間的壓差可用靜力學關系式表示床層中任意兩截面間的壓差可用靜力學關系式表示 （p=gLp=gL,其中其中和和L L分別為床層的密度的高度）分別為床層的密度的高度）（4 4）有流動性，顆粒能像液體一樣從器壁小孔流出；有流動性，顆粒能像液體一樣從器壁小孔流出；（5 5）聯(lián)通兩個高度不同的床層時，床層能自動調(diào)整平衡。聯(lián)通兩個高度不同的床層時，床層能自動調(diào)整平衡。2930氣流流速繼續(xù)增加，當

16、氣流速度大于固體顆粒氣流流速繼續(xù)增加，當氣流速度大于固體顆粒的沉降速度，這時，床層高度大于容器高度，固的沉降速度，這時，床層高度大于容器高度，固體顆粒被氣流帶走，空隙度增加，床層壓力減少。體顆粒被氣流帶走，空隙度增加，床層壓力減少。這種當流速增大到某一數(shù)值，使流速對物料的阻這種當流速增大到某一數(shù)值，使流速對物料的阻力和物料的實際重量相平衡的流速，稱為力和物料的實際重量相平衡的流速，稱為“懸浮懸浮速度速度”、“最大流化速度最大流化速度”、“帶出速度帶出速度”，當，當氣流速度稍高于氣流速度稍高于“帶出速度帶出速度”，被干燥物料則被，被干燥物料則被氣流帶走，這一階段稱之為氣流輸送階段。氣流帶走，這一

17、階段稱之為氣流輸送階段。3 3第三階段第三階段氣流輸送氣流輸送3132三、流化床的結(jié)構(gòu)三、流化床的結(jié)構(gòu)A A、熱風輸送系統(tǒng)：、熱風輸送系統(tǒng)：加熱器、鼓風機、空氣過濾組成，輸送干燥介質(zhì)；加熱器、鼓風機、空氣過濾組成，輸送干燥介質(zhì)；B B、多孔板（分布板）：、多孔板（分布板）：其作用是其作用是1 1）支承固體顆粒物料；）支承固體顆粒物料；2 2）均勻分布氣體；）均勻分布氣體；3 3）分散氣流，在分布板上方產(chǎn)生較小氣泡；）分散氣流，在分布板上方產(chǎn)生較小氣泡；1 1、主要結(jié)構(gòu)、主要結(jié)構(gòu)33C C、濕物料輸送系統(tǒng)：、濕物料輸送系統(tǒng)：皮帶或螺旋輸送器、拋料機等加料器，將濕物料送皮帶或螺旋輸送器、拋料機等加

18、料器，將濕物料送入干燥室；入干燥室；D D、排風系統(tǒng)：、排風系統(tǒng)：有旋風除塵器、集灰斗、星形下料器、料倉及抽風有旋風除塵器、集灰斗、星形下料器、料倉及抽風機組成，抽出蒸發(fā)的水分和灰塵等輕物，并回機組成，抽出蒸發(fā)的水分和灰塵等輕物，并回收雜物；收雜物；E E、卸料系統(tǒng)：、卸料系統(tǒng)：卸料管及螺旋輸送器，排除干物；卸料管及螺旋輸送器，排除干物；F F、流化床體：、流化床體：絕熱風罩、通風室等絕熱風罩、通風室等。34GLWGLW系列流化床干燥機系列流化床干燥機35GWT-70GWT-70型谷物流化干燥機型谷物流化干燥機36四、各種不同形式的流化床四、各種不同形式的流化床 單層流化床單層流化床 多層溢流

19、管式多層溢流管式 多層穿流板式多層穿流板式 臥式多室式臥式多室式 噴動床干燥器噴動床干燥器 振動流休床振動流休床 脈沖流化床脈沖流化床 膏狀物料流化床干燥器膏狀物料流化床干燥器371.單層流化床干燥單層流化床干燥38顆粒狀食品由供料裝置撒布在多孔板上，由熱顆粒狀食品由供料裝置撒布在多孔板上，由熱風輸送系統(tǒng)輸送熱空氣穿過多孔板，流經(jīng)堆積在多風輸送系統(tǒng)輸送熱空氣穿過多孔板，流經(jīng)堆積在多孔板上的顆粒食品層分為兩部分：一部分顆粒層在孔板上的顆粒食品層分為兩部分：一部分顆粒層在熱風穿過和吸濕過程中被干燥，后由卸料系統(tǒng)排出；熱風穿過和吸濕過程中被干燥，后由卸料系統(tǒng)排出；另一部分吸濕過的低溫空氣不斷上升，通

20、過絕熱吸另一部分吸濕過的低溫空氣不斷上升，通過絕熱吸風罩外逸，由排風系統(tǒng)排出。而干燥床上的物料層風罩外逸，由排風系統(tǒng)排出。而干燥床上的物料層的深度和物料在干燥床內(nèi)停留時間由出口的擋板高的深度和物料在干燥床內(nèi)停留時間由出口的擋板高度來調(diào)節(jié)，流化床干燥可實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)度來調(diào)節(jié)，流化床干燥可實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。2 2、工作過程、工作過程39此干燥器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，生產(chǎn)能力大，此干燥器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，生產(chǎn)能力大，能連續(xù)作業(yè)，一般使用于床層顆粒靜止高度較低能連續(xù)作業(yè)，一般使用于床層顆粒靜止高度較低（300300400mm400mm）情況下，生產(chǎn)能力可達）情況下，生產(chǎn)能力可達5005001000kg/h.

21、m1000kg/h.m2 2,空氣消耗量空氣消耗量3 312kg/h12kg/h，適宜較易干，適宜較易干燥或要求不嚴格的濕粒狀物料。燥或要求不嚴格的濕粒狀物料。流化床易出現(xiàn)溝流流化床易出現(xiàn)溝流和騰涌的現(xiàn)象，單層的缺點是干燥仍存在相對不均和騰涌的現(xiàn)象，單層的缺點是干燥仍存在相對不均勻，實際中用多層好。勻，實際中用多層好。特點特點402.多層流化床干燥器多層流化床干燥器41溢流管式工作過程：溢流管式工作過程：物料由料斗送入，有規(guī)律地自上溢流而下，物料由料斗送入，有規(guī)律地自上溢流而下，熱空氣則由底部進入。自下而上運動而將濕物料熱空氣則由底部進入。自下而上運動而將濕物料沸騰干燥，干燥后的物料，由出料管

22、卸出。這種沸騰干燥，干燥后的物料，由出料管卸出。這種形式的干燥器，溢流管為主要部件。形式的干燥器，溢流管為主要部件。有溢流管式和穿流板式兩種有溢流管式和穿流板式兩種42（1）溢流管式多層流化床）溢流管式多層流化床43（2 2）穿流板式多層流化床干燥床）穿流板式多層流化床干燥床物料直接從篩板孔由上而下物料直接從篩板孔由上而下流動，氣體則通過篩孔由下流動，氣體則通過篩孔由下而上運動，在每塊板上形成而上運動，在每塊板上形成沸騰床。故結(jié)構(gòu)簡單，但操沸騰床。故結(jié)構(gòu)簡單，但操作控制嚴格。作控制嚴格?？讖剑嚎讖剑?30倍；倍；孔徑：孔徑：1012mm；開孔率：開孔率：30%50%443.3.臥式多室流化床干

23、燥器臥式多室流化床干燥器45結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：矩形箱式流化床，在長度方向用垂直擋板隔矩形箱式流化床，在長度方向用垂直擋板隔成多室，一般成多室，一般4 48 8室。室。開孔率：開孔率：4%4%13%13%?？讖剑骸？讖剑?.51.52mm2mm。篩板與擋板下沿有一定的間隙，大小可由擋篩板與擋板下沿有一定的間隙，大小可由擋板的上下移動來調(diào)節(jié)，并以擋板分隔成小室，其板的上下移動來調(diào)節(jié)，并以擋板分隔成小室，其下部均有一進氣支管，其上有調(diào)節(jié)氣體流量的閥下部均有一進氣支管，其上有調(diào)節(jié)氣體流量的閥門。門。464.4.玉米胚芽噴動干燥器玉米胚芽噴動干燥器47工作過程：工作過程：干燥時，熱氣流以高速從錐底進入，夾帶一

24、部分干燥時，熱氣流以高速從錐底進入，夾帶一部分固體顆料向上運動，形成中心通道，這股夾帶固體顆料向上運動，形成中心通道，這股夾帶了固體顆料的氣流在床層頂部使顆料好似噴泉了固體顆料的氣流在床層頂部使顆料好似噴泉一樣，從中心噴出向四周散落，然后沿周圍向一樣，從中心噴出向四周散落，然后沿周圍向下移動，到錐底又被上升的氣流噴射向上，如下移動，到錐底又被上升的氣流噴射向上，如此循環(huán)，達到干燥的要求。此循環(huán)，達到干燥的要求。485.5.振動式流化床干燥器振動式流化床干燥器49工作過程：工作過程：含水量為含水量為4%4%6%6%的濕砂糖由加料器送入分配的濕砂糖由加料器送入分配段，在平板的振動下，物料均勻地被送

25、入流段，在平板的振動下，物料均勻地被送入流化段進行干燥，干燥后進入篩選段進行分級化段進行干燥，干燥后進入篩選段進行分級分選。分選。適用：太粗或太細、易粘結(jié)、不易流化的物料適用：太粗或太細、易粘結(jié)、不易流化的物料以及對產(chǎn)品質(zhì)量有特殊要求的物料。以及對產(chǎn)品質(zhì)量有特殊要求的物料。506.6.脈沖式流化床干燥器脈沖式流化床干燥器熱風進口管閥門按一定的時間程序熱風進口管閥門按一定的時間程序開與關，當氣體突然進入時則產(chǎn)生開與關，當氣體突然進入時則產(chǎn)生脈沖，脈沖又很快在物料顆粒間傳脈沖，脈沖又很快在物料顆粒間傳遞能量，使熱氣流與待干燥的物料遞能量，使熱氣流與待干燥的物料以流化狀態(tài)在床內(nèi)擴散和向上運動，以流化

26、狀態(tài)在床內(nèi)擴散和向上運動，在短時間內(nèi)形成一股強烈的流化狀在短時間內(nèi)形成一股強烈的流化狀態(tài)，使氣體和物料進行強烈的傳質(zhì)，態(tài)，使氣體和物料進行強烈的傳質(zhì)，但當閥門關閉，流化狀態(tài)在同一方但當閥門關閉，流化狀態(tài)在同一方向逐漸消失，物料又回到固定狀態(tài)，向逐漸消失，物料又回到固定狀態(tài)，如此循環(huán)，直到物料干燥。如此循環(huán)，直到物料干燥。517.7.膏狀物料流化床干燥膏狀物料流化床干燥52第五節(jié)第五節(jié) 真空冷凍干燥機真空冷凍干燥機(Vacuum freeze drier)(Vacuum freeze drier)一、冷凍干燥的原理及特點一、冷凍干燥的原理及特點 冷凍干燥又稱真空冷凍干燥，是先將濕物冷凍干燥又稱真

27、空冷凍干燥，是先將濕物料凍結(jié)到其晶點溫度以下，使水分變成固態(tài)的料凍結(jié)到其晶點溫度以下，使水分變成固態(tài)的冰，然后在適當?shù)恼婵斩认?，使冰直接升華為冰，然后在適當?shù)恼婵斩认?，使冰直接升華為水蒸汽，再用真空系統(tǒng)中的水氣凝結(jié)器將水蒸水蒸汽，再用真空系統(tǒng)中的水氣凝結(jié)器將水蒸汽冷凝，從而獲得干燥制品的技術。汽冷凝，從而獲得干燥制品的技術。53該項技術是前蘇聯(lián)科學家該項技術是前蘇聯(lián)科學家拉巴斯塔羅茨基拉巴斯塔羅茨基19211921年發(fā)明的，第二次世界大戰(zhàn)中，為了保證血年發(fā)明的，第二次世界大戰(zhàn)中，為了保證血液的供給，開發(fā)了真空干燥技術，用于生產(chǎn)血漿，液的供給，開發(fā)了真空干燥技術，用于生產(chǎn)血漿，隨后各發(fā)達國家廣泛

28、用于醫(yī)療藥品，到隨后各發(fā)達國家廣泛用于醫(yī)療藥品，到6060年代開年代開始應用于食品工業(yè)，國內(nèi)始應用于食品工業(yè)，國內(nèi)9090年代以來凍干食品才年代以來凍干食品才開始發(fā)展，目前產(chǎn)量尚低。開始發(fā)展，目前產(chǎn)量尚低。54特點：特點：（1 1）物料在低壓下干燥，使物料中的易氧化成分不致）物料在低壓下干燥，使物料中的易氧化成分不致氧化變質(zhì)，同時低壓缺氧能殺菌或抑制某些細菌的活力氧化變質(zhì)，同時低壓缺氧能殺菌或抑制某些細菌的活力（2 2）物料在低溫下干燥，使物料中的熱敏成分能保留物料在低溫下干燥，使物料中的熱敏成分能保留下來，營養(yǎng)成分和風味損失很少，可以最大限度地保留下來，營養(yǎng)成分和風味損失很少，可以最大限度地

29、保留食品原有成分、味道、色澤和芳香；食品原有成分、味道、色澤和芳香；（3 3）由于物料先預凍，形成穩(wěn)定的固體骨架，所以水）由于物料先預凍，形成穩(wěn)定的固體骨架，所以水分升華以后固體骨架基本保持不變，干制品不失原有的分升華以后固體骨架基本保持不變，干制品不失原有的固體結(jié)構(gòu)，保持著原有形狀，因此，多孔結(jié)構(gòu)的食品具固體結(jié)構(gòu)，保持著原有形狀，因此，多孔結(jié)構(gòu)的食品具有有理想的速溶性和快速復水性。理想的速溶性和快速復水性。55（4 4）由于物料中水分在預凍后以冰晶的形態(tài)存在，）由于物料中水分在預凍后以冰晶的形態(tài)存在，原溶于水中的無機鹽類溶解物質(zhì)被均勻分配在物料原溶于水中的無機鹽類溶解物質(zhì)被均勻分配在物料之中

30、，升華時溶于水中的溶解物質(zhì)就地析出，之中，升華時溶于水中的溶解物質(zhì)就地析出，避免避免了了一般干燥方法中因物料內(nèi)部水分向表面遷移所攜一般干燥方法中因物料內(nèi)部水分向表面遷移所攜帶的無機鹽在表面析出而造成帶的無機鹽在表面析出而造成表面硬化的現(xiàn)象表面硬化的現(xiàn)象。（5 5）脫水徹底，重量輕，適合長途運輸和長期保存，）脫水徹底，重量輕，適合長途運輸和長期保存，在常溫下，采用真空包裝保質(zhì)期可達在常溫下，采用真空包裝保質(zhì)期可達3 35 5年。年。56設備投資和運轉(zhuǎn)費用高，凍干過程時間長，設備投資和運轉(zhuǎn)費用高，凍干過程時間長，產(chǎn)品成本高。產(chǎn)品成本高。缺點：缺點：57二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)冷凍干燥室冷凍干燥室冷阱冷阱真

31、空系統(tǒng)真空系統(tǒng)制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng)加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)58 1.1.冷凍干燥室：冷凍干燥室：箱內(nèi)有擱板，可用來擱置被凍干物箱內(nèi)有擱板，可用來擱置被凍干物料，當物料在箱內(nèi)預冷時，該擱板既能冷卻，又能料，當物料在箱內(nèi)預冷時，該擱板既能冷卻，又能加熱。加熱。2.2.冷阱：冷阱：是制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器，保持低溫，排出是制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器，保持低溫，排出水蒸汽。水蒸汽。3.3.真空系統(tǒng)：真空系統(tǒng)：用來保持干燥箱和水汽凝結(jié)器內(nèi)所必用來保持干燥箱和水汽凝結(jié)器內(nèi)所必要的真空度，以及抽取從連接管和閥門等處泄露入要的真空度，以及抽取從連接管和閥門等處泄露入系統(tǒng)中的空氣和不凝性氣體的。系統(tǒng)中的空氣和不凝性氣體

32、的。594.4.制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng):一般為兩級壓縮制冷循環(huán)或復疊式制冷循環(huán)。一般為兩級壓縮制冷循環(huán)或復疊式制冷循環(huán)。5.5.加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng):采用間接加熱形式，可利用中間介質(zhì)既作冷媒又采用間接加熱形式，可利用中間介質(zhì)既作冷媒又作熱媒。作熱媒。6.6.控制系統(tǒng)控制系統(tǒng):按物料的不同凍干工藝，設定溫度和時間來控制按物料的不同凍干工藝，設定溫度和時間來控制整個工藝過程。整個工藝過程。60前處理預凍抽真空前處理預凍抽真空升華干燥加熱后處理成品升華干燥加熱后處理成品3 3、干燥過程、干燥過程61第六節(jié)第六節(jié) 電磁輻射食品干燥機電磁輻射食品干燥機電磁輻射干燥食品電磁輻射干燥食品，是指利用不同力場作用下，是指

33、利用不同力場作用下給食品物料和它周圍的介質(zhì)施加振動，使食品物料給食品物料和它周圍的介質(zhì)施加振動，使食品物料的加熱和干燥過程加速，干燥過程得到大大的強化。的加熱和干燥過程加速，干燥過程得到大大的強化。電磁輻射（如微波等）是一種能量而不是一種熱量，電磁輻射（如微波等）是一種能量而不是一種熱量，它可以在電介質(zhì)中轉(zhuǎn)化為熱量，這種能量轉(zhuǎn)化的機它可以在電介質(zhì)中轉(zhuǎn)化為熱量，這種能量轉(zhuǎn)化的機理有多種，如離子傳導、偶極子轉(zhuǎn)動、界面極化、理有多種，如離子傳導、偶極子轉(zhuǎn)動、界面極化、磁帶、壓電現(xiàn)象、電致伸縮、核磁共振、鐵磁共振磁帶、壓電現(xiàn)象、電致伸縮、核磁共振、鐵磁共振等，其中廣泛認為離子傳導、偶極子轉(zhuǎn)動是電磁輻等

34、，其中廣泛認為離子傳導、偶極子轉(zhuǎn)動是電磁輻射加熱的主要原因。射加熱的主要原因。621微波加熱原理微波加熱原理 微波加熱利用的是介質(zhì)損耗原理，而且水的損耗微波加熱利用的是介質(zhì)損耗原理，而且水的損耗因數(shù)比干物質(zhì)大得多，電磁場釋放能量中的絕大部因數(shù)比干物質(zhì)大得多，電磁場釋放能量中的絕大部分被物料中的水分子吸收。一般情況下，被干燥物分被物料中的水分子吸收。一般情況下，被干燥物料中的水分子由于布朗運動，分子的排列雜亂無章料中的水分子由于布朗運動，分子的排列雜亂無章并迅速變化，極性相互抵消，宏觀上不呈現(xiàn)極性。并迅速變化，極性相互抵消，宏觀上不呈現(xiàn)極性。而被置于由微波發(fā)生器產(chǎn)生的電場中時，微波場以而被置于由

35、微波發(fā)生器產(chǎn)生的電場中時，微波場以每秒幾億次的高速周期地改變外加電場的方向，使每秒幾億次的高速周期地改變外加電場的方向，使介質(zhì)的極性水分子迅速擺動，產(chǎn)生顯著的熱效應，介質(zhì)的極性水分子迅速擺動，產(chǎn)生顯著的熱效應，從而使物料內(nèi)部和表面的溫度同時迅速升高。從而使物料內(nèi)部和表面的溫度同時迅速升高。632 2微波干燥的機理分析微波干燥的機理分析 由于物料中的水分介質(zhì)損耗較大，能大量吸收由于物料中的水分介質(zhì)損耗較大，能大量吸收微波能并轉(zhuǎn)化為熱能，因此物料的升溫和蒸發(fā)是在微波能并轉(zhuǎn)化為熱能，因此物料的升溫和蒸發(fā)是在整個物體中同時進行的。整個物體中同時進行的。在物料表面，由于蒸發(fā)冷在物料表面，由于蒸發(fā)冷卻的緣

36、故，使物料表面溫度略低于里層溫度，同時卻的緣故，使物料表面溫度略低于里層溫度，同時由于物料內(nèi)部產(chǎn)生熱量，以致于內(nèi)部蒸汽迅速產(chǎn)生，由于物料內(nèi)部產(chǎn)生熱量，以致于內(nèi)部蒸汽迅速產(chǎn)生，形成壓力梯度。形成壓力梯度。64如果物料的初始含水率很高，物料內(nèi)部的壓力非如果物料的初始含水率很高，物料內(nèi)部的壓力非?？斓厣?，則水分可能在壓力梯度的作用下?？斓厣?，則水分可能在壓力梯度的作用下從物料中排除。初使含水率越高，壓力梯度對從物料中排除。初使含水率越高，壓力梯度對水分排除的影響越大，也即有一種水分排除的影響越大，也即有一種“泵泵”效應，效應，驅(qū)使水分流向表面，加快干燥速度。驅(qū)使水分流向表面，加快干燥速度。65干

37、燥速度快、干燥時間短。干燥速度快、干燥時間短。產(chǎn)品質(zhì)量高。產(chǎn)品質(zhì)量高。反應靈敏、易控制。反應靈敏、易控制。熱能利用率高，節(jié)省能源、沒有公害、設備占地少。熱能利用率高，節(jié)省能源、沒有公害、設備占地少。3 3微波干燥的特點微波干燥的特點66 4 4微波干燥系統(tǒng)微波干燥系統(tǒng) 排濕冷卻裝置微波發(fā)生器 干燥器 傳動系統(tǒng) 控制系統(tǒng)波導波導微波干燥系統(tǒng)主要由微波發(fā)生器、波導裝置、微波干燥器、排濕冷微波干燥系統(tǒng)主要由微波發(fā)生器、波導裝置、微波干燥器、排濕冷卻裝置、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及安全保護系統(tǒng)等部分組成。卻裝置、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及安全保護系統(tǒng)等部分組成。67第七節(jié)國內(nèi)外干燥機械的技術進展第七節(jié)國內(nèi)外干燥機械的技術進展噴霧干燥技術噴霧干燥技術流化干燥技術流化干燥技術微波加熱干燥技術微波加熱干燥技術其它新型干燥技術：聲波場干燥技術其它新型干燥技術：聲波場干燥技術熱泵干燥技術熱泵干燥技術過熱干燥技術過熱干燥技術68第九章小結(jié)與思考第九章小結(jié)與思考1 1、干燥的必要條件。、干燥的必要條件。2 2、流化床的概念及特征，各種型式的流化床的工、流化床的概念及特征，各種型式的流化床的工作原理及特點。作原理及特點。3 3、噴霧干燥的原理及各種噴霧器的工作機理。、噴霧干燥的原理及各種噴霧器的工作機理。4 4、真空冷凍干燥的概念及原理。、真空冷凍干燥的概念及原理。