1、第九章食品干燥机械设备优选第九章食品干燥机械设备第九章 食品干燥机械设备n第一节第一节 概述概述n第二节第二节 对流式干燥器对流式干燥器n第三节第三节 传导式干燥器传导式干燥器n第四节第四节 辐射式干燥器辐射式干燥器n本章小结本章小结n本章重点本章重点n本章作业题本章作业题第一节 概述n一、干燥定义一、干燥定义n二、干燥器的选用原则二、干燥器的选用原则n三、干燥器的选型步骤三、干燥器的选型步骤n四、干燥器的发展趋势四、干燥器的发展趋势一、干燥定义一、干燥定义n凡是使物料（溶液、悬浮液及浆液）所含凡是使物料（溶液、悬浮液及浆液）所含水分由物料向气相转移，从而将物料变为水分由物料向气相转移，从而将
2、物料变为固体制品的操作，统称为干燥。固体制品的操作，统称为干燥。传热传热传质传质干燥干燥浓缩浓缩同时进行同时进行干燥过程n表面汽化热量从周围环境传递到物料表面表面汽化热量从周围环境传递到物料表面使其表面水分蒸发。干燥初期由表面汽化使其表面水分蒸发。干燥初期由表面汽化控制，在干燥介质状态不变的条件下为恒控制，在干燥介质状态不变的条件下为恒速干燥；速干燥；n内部扩散表面汽化的同时物料内部水分传内部扩散表面汽化的同时物料内部水分传递到物料表面。干燥末期，物料水分较少，递到物料表面。干燥末期，物料水分较少，整个干燥过程由内部扩散控制。整个干燥过程由内部扩散控制。二、干燥器的选用原则二、干燥器的选用原则
3、n当地的资源与自然条件；当地的资源与自然条件；（葡萄风干房）（葡萄风干房）n物料性能及干燥特性；物料性能及干燥特性；n干燥产品的要求。干燥产品的要求。常见干燥机械设备的分类常见干燥机械设备的分类三、干燥器的选型步骤三、干燥器的选型步骤n按湿物料的形态，物理特性和对产品形态，水按湿物料的形态，物理特性和对产品形态，水分等要求，初选干燥器类型；分等要求，初选干燥器类型；n按投资能力和处理量大小确定设备规模，操作按投资能力和处理量大小确定设备规模，操作方式，自动化程度；方式，自动化程度；n根据物料的干燥特性和对产品品质的要求，确根据物料的干燥特性和对产品品质的要求，确定干燥方式；定干燥方式；n据热源
4、条件和干燥方法确定加热装置；据热源条件和干燥方法确定加热装置；n按处理量估算出干燥器的容积；按处理量估算出干燥器的容积；n按原料，设备及操作费用估算产品成本。按原料，设备及操作费用估算产品成本。按湿物料的形态，物理特性和对产品形态，水分等要求，初选干燥器类型；微波加热过程内部加热。按湿物料的形态，物理特性和对产品形态，水分等要求，初选干燥器类型；4、床内纵向返混激烈，温度分布均匀，对物料表面水分可使用比较高的热风温度。（一）远红外加热干燥原理对溶液或悬浮液的液体物料的干燥和造粒也很合适。流化床阶段 把通入的气流速度增加，颗粒被吹起悬浮在气流中作自由运动，床高也上升。尤其对含水要求很低的产品特别
5、合适。干燥初期由表面汽化控制，在干燥介质状态不变的条件下为恒速干燥；（四）雾化器的类型和性能冻干过程时间长，产品成本高。适于处理热敏性物料 物料微粒化后，表面积增大，干燥迅速（几秒到十几秒），防止物料过热变质。连续式升华干燥设备处理能力大，设备利用率高；高速气流可用压缩空气或蒸汽。1、对物料的颗粒度有一定的限制，一般要求不小于30微米，不大于46毫米为合适。通过机械的作用，将需干燥的物料，分散成很细的雾状微粒(以增大水分蒸发面积，加速干燥过程)，与热空气接触后，在一瞬间将大部分水分除去，而使物料中的固体物质干燥成粉末。四、干燥器的发展趋势四、干燥器的发展趋势n干燥设备向系列化、大型化发展干燥设
6、备向系列化、大型化发展 n改进和完善现有的干燥设备，强化干燥过程改进和完善现有的干燥设备，强化干燥过程 n降低热能消耗降低热能消耗 n改善干燥工艺改善干燥工艺 n联合干燥方法的应用联合干燥方法的应用 n消除对环境的污染消除对环境的污染第二节 对流式干燥器一、厢式干燥器一、厢式干燥器二、网带式干燥器二、网带式干燥器三、流化床干燥器三、流化床干燥器四、喷雾干燥器四、喷雾干燥器五、间歇式洞道干燥器五、间歇式洞道干燥器六、气流干燥器六、气流干燥器七、转筒干燥器七、转筒干燥器一、厢式干燥器一、厢式干燥器n厢式干燥机主要由厢体，料盘，保温层，厢式干燥机主要由厢体，料盘，保温层，加热器，风机等组成。加热器，
7、风机等组成。n平流厢式干燥机传热系数较低，热利用率平流厢式干燥机传热系数较低，热利用率较差，物料干燥不均匀；较差，物料干燥不均匀；n穿流厢式干燥机干燥速率快，动力消耗大。穿流厢式干燥机干燥速率快，动力消耗大。n厢式干燥器工作示意图厢式干燥器工作示意图二、网带式干燥器二、网带式干燥器n 单级网带式干燥机单级网带式干燥机n多级网带式干燥机多级网带式干燥机 n多层网带式干燥机多层网带式干燥机(一一)单级网带式干燥机单级网带式干燥机n各单元可独立控制运行参数，优化操作；各单元可独立控制运行参数，优化操作；n穿流式带式干燥机，干燥效果较好；穿流式带式干燥机，干燥效果较好；n平流带式干燥机，一般用于处理不
8、带黏性平流带式干燥机，一般用于处理不带黏性的物料；的物料；1、对物料的颗粒度有一定的限制，一般要求不小于30微米，不大于46毫米为合适。按操作压力常压式，真空式；干燥过程物料温度低，无过热现象，所需时间短，所得产品具有较好的溶解性，复水性，色泽和口感；原理主要是采用高压泵，以70200大气压的压力，将浓缩后的浓料通过雾化器(喷枪)喷成雾状小液滴喷入干燥室，与热空气直接接触，其表面水分迅速蒸发，在很短的时间内完成干燥。（一）远红外加热干燥原理搅拌型圆筒真空干燥机适用于高湿的固体物料。按湿物料的形态，物理特性和对产品形态，水分等要求，初选干燥器类型；为了提高产品的溶解度，速溶性，干燥的产品，应迅速
9、从干燥室连续排出，经冷却后包装。（三）对喷雾干燥机的要求20世纪40年代食品加工。辐射式干燥器利用电磁感应加热（如高频，微波等）或红外线辐射效应来干燥食品。干燥区数目较多，便于优化物料干燥工艺；应选择适宜的冷却速度；3、干燥停留时间可根据产品含水量调整；按处理量估算出干燥器的容积；（三）对喷雾干燥机的要求（五）特点优点干燥区数目较多，便于优化物料干燥工艺；（四）雾化器的类型和性能（二）多级网带式干燥机（二）多级网带式干燥机 n物料的蒸发面积增大，改善了透气性和干燥物料的蒸发面积增大，改善了透气性和干燥均匀性；均匀性；n干燥区数目较多，便于优化物料干燥工艺；干燥区数目较多，便于优化物料干燥工艺；
10、n设备的进出料口密封不严，易产生漏气现象；设备的进出料口密封不严，易产生漏气现象；n适用于各种脱水蔬菜，葡萄干，麦片等产品适用于各种脱水蔬菜，葡萄干，麦片等产品的干燥；的干燥；（三）多层网带式干燥机（三）多层网带式干燥机 n多层带式穿流是在单层带式基础上，叠加多层带式穿流是在单层带式基础上，叠加而成，网带一般为而成，网带一般为3层或层或5层，来回往复式层，来回往复式运动干燥，物料由顶层加入，逐层向下移运动干燥，物料由顶层加入，逐层向下移动干燥，最后由底层送出产品。动干燥，最后由底层送出产品。n结构简单，常用于干燥速度低，干燥时间结构简单，常用于干燥速度低，干燥时间长的场合；长的场合；n广泛应用
11、于谷物类的干燥；不适用于黏性广泛应用于谷物类的干燥；不适用于黏性物料及易碎物料的干燥；物料及易碎物料的干燥；三、流化床干燥机三、流化床干燥机n（一）概念一）概念n（二）原理（二）原理n（三）适用范围（三）适用范围n（四）干燥过程（四）干燥过程n（五）（五）特点特点（一）概念一）概念n流化流化“流化流化”是指固体颗粒被流体吹起呈悬是指固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，粒子可以相互分离，作上下、左右、浮状态，粒子可以相互分离，作上下、左右、前后运动，这种状态我们称作前后运动，这种状态我们称作“流化流化”，或，或流态化，流动化或沸腾状态（即沸腾）。流态化，流动化或沸腾状态（即沸腾）。n沸腾干燥是指干燥介
12、质使固体颗粒在沸腾状沸腾干燥是指干燥介质使固体颗粒在沸腾状态下进行干燥的过程。态下进行干燥的过程。（二）原理（二）原理n物料被大量气流吹起，呈悬浮状态，物料被大量气流吹起，呈悬浮状态，作上下、左右、前后运动，在沸腾状作上下、左右、前后运动，在沸腾状态下进行干燥。态下进行干燥。（三）适用范围（三）适用范围n沸腾干燥一般适用于沸腾干燥一般适用于30微米微米6毫米颗粒状毫米颗粒状物料，或结团现象不严重的场合。物料，或结团现象不严重的场合。n对溶液或悬浮液的液体物料的干燥和造粒对溶液或悬浮液的液体物料的干燥和造粒也很合适。尤其对含水要求很低的产品特也很合适。尤其对含水要求很低的产品特别合适。别合适。（
13、四）干燥过程（四）干燥过程n固定床阶段当气流速度增到某一值时，此时压降固定床阶段当气流速度增到某一值时，此时压降大致等于单位面积大致等于单位面积(床层横断面床层横断面)上床层的实际重上床层的实际重量，这时的床层称固定床。量，这时的床层称固定床。n流化床阶段流化床阶段 把通入的气流速度增加，颗粒被吹起把通入的气流速度增加，颗粒被吹起悬浮在气流中作自由运动，床高也上升。再提高悬浮在气流中作自由运动，床高也上升。再提高流速，床层压力降仍不变。流速，床层压力降仍不变。n输送阶段输送阶段 再提高气流速度到某一定值时，床层高再提高气流速度到某一定值时，床层高度大于容器高度，固体颗粒开始吹出容器，再提度大于
14、容器高度，固体颗粒开始吹出容器，再提高气流速度到极限速度时，颗粒全部分散，流化高气流速度到极限速度时，颗粒全部分散，流化层消失。工业上利用此方式作气流输送。层消失。工业上利用此方式作气流输送。动画示意图动画示意图操作弹性大，适应性广；可直接用于干燥高浓度，高黏度物料；按处理量估算出干燥器的容积；穿流式带式干燥机，干燥效果较好；（五）微波干燥器类型连续式（三）对喷雾干燥机的要求离心雾化器的特点按原料，设备及操作费用估算产品成本。缺点结构复杂、造价高；（二）微波加热干燥原理70年代我国就开始利用远红外加热技术干燥谷物等农作物以及中草药，并取得了良好的干燥效果。流化“流化”是指固体颗粒被流体吹起呈悬
15、浮状态，粒子可以相互分离，作上下、左右、前后运动，这种状态我们称作“流化”，或流态化，流动化或沸腾状态（即沸腾）。适应多品种小产量生产，季节性强的食品生产。（四）雾化器的类型和性能离心雾化器的特点微波加热过程内部加热。可直接用于干燥高浓度，高黏度物料；三、真空冷冻干燥（升华干燥）按原料，设备及操作费用估算产品成本。表面汽化热量从周围环境传递到物料表面使其表面水分蒸发。应选择适宜的冷却速度；（五）（五）特点特点优点优点J 1、物料与干燥介质接触充分，传热效果好，、物料与干燥介质接触充分，传热效果好，温度分布均匀；温度分布均匀；J 2、干燥速度大，停留时间短，故适宜于热、干燥速度大，停留时间短，故
16、适宜于热敏性物料干燥；敏性物料干燥；J 3、干燥停留时间可根据产品含水量调整；、干燥停留时间可根据产品含水量调整；J 4、床内纵向返混激烈，温度分布均匀，对、床内纵向返混激烈，温度分布均匀，对物料表面水分可使用比较高的热风温度。物料表面水分可使用比较高的热风温度。L1、对物料的颗粒度有一定的限制，一般、对物料的颗粒度有一定的限制，一般要求不小于要求不小于30微米，不大于微米，不大于46毫米为合毫米为合适。适。L2、在物料的湿含量高而且结团场合不适。、在物料的湿含量高而且结团场合不适。L3、对易结块物料与设备会粘壁或堵塞。、对易结块物料与设备会粘壁或堵塞。（五）特点（五）特点缺点缺点四、喷雾干燥
17、器四、喷雾干燥器n（一）原理（一）原理n（二）喷雾干燥的特点（二）喷雾干燥的特点n（三）对喷雾干燥机的要求（三）对喷雾干燥机的要求n（四）雾化器的类型和性能（四）雾化器的类型和性能（一）原理原理n通过机械的作用，将需干燥的物料，分散通过机械的作用，将需干燥的物料，分散成很细的雾状微粒成很细的雾状微粒(以增大水分蒸发面积，以增大水分蒸发面积，加速干燥过程加速干燥过程)，与热空气接触后，在一，与热空气接触后，在一瞬间将大部分水分除去，而使物料中的固瞬间将大部分水分除去，而使物料中的固体物质干燥成粉末。体物质干燥成粉末。动画示意图动画示意图（二）喷雾干燥的特点（二）喷雾干燥的特点n采用喷雾干燥，不需
18、要粉碎、分级等操作，直采用喷雾干燥，不需要粉碎、分级等操作，直接制成粉末产品，简化了工序，节省了设备。接制成粉末产品，简化了工序，节省了设备。n适于处理热敏性物料适于处理热敏性物料 物料微粒化后，表面积物料微粒化后，表面积增大，干燥迅速（几秒到十几秒），防止物料增大，干燥迅速（几秒到十几秒），防止物料过热变质。过热变质。n制品的溶解性和流动性好制品的溶解性和流动性好 雾滴与热风接触，雾滴与热风接触，水分蒸发极快，可以形成中空球状或疏松团粒水分蒸发极快，可以形成中空球状或疏松团粒状的粉体，制品有良好的冲调性和流动性。状的粉体，制品有良好的冲调性和流动性。n容易改变操作条件，控制或调节产品的质量指
19、标、容易改变操作条件，控制或调节产品的质量指标、改变原料的浓度、热风温度等喷雾条件，可获得改变原料的浓度、热风温度等喷雾条件，可获得不同水分和粒度的产品。不同水分和粒度的产品。n可以满足对产品的各种要求，增加某些措施或运可以满足对产品的各种要求，增加某些措施或运用操作上的灵活性，能制成不同形状（球形、粉用操作上的灵活性，能制成不同形状（球形、粉末、疏松团粒）、性质（流动性、速溶性）、色、末、疏松团粒）、性质（流动性、速溶性）、色、香、味的产品。香、味的产品。n连续作业，处理量大连续作业，处理量大 现国内中小乳粉厂，喷雾干现国内中小乳粉厂，喷雾干燥设备的蒸发量为燥设备的蒸发量为50500kg/h
20、。大、中型乳粉生。大、中型乳粉生产，每小时处理产，每小时处理 10005000kg鲜乳。鲜乳。n设备较庞大，投资费用、动力和热能消耗均较大。设备较庞大，投资费用、动力和热能消耗均较大。（二）喷雾干燥的特点（二）喷雾干燥的特点n物料在干燥过程中，凡与物料相接触的设备部位，物料在干燥过程中，凡与物料相接触的设备部位，必须便于清洗灭菌。必须便于清洗灭菌。n 应采取措施防止焦粉，避免热空气产生逆流。应采取措施防止焦粉，避免热空气产生逆流。n 要保证热风洁净。要保证热风洁净。n 为了提高产品的溶解度，速溶性，干燥的产品，为了提高产品的溶解度，速溶性，干燥的产品，应迅速从干燥室连续排出，经冷却后包装。应迅
21、速从干燥室连续排出，经冷却后包装。n 排风温度不允许超过要求，以保证产品质量和安排风温度不允许超过要求，以保证产品质量和安全。全。n 对粘性物料，应采取措施尽量减少粘壁现象。对粘性物料，应采取措施尽量减少粘壁现象。（三）对喷雾干燥机的要求（三）对喷雾干燥机的要求（四）雾化器的类型和性能（四）雾化器的类型和性能 n原理主要是采用高压泵，以原理主要是采用高压泵，以70200大气压的大气压的压力，将浓缩后的浓料通过雾化器压力，将浓缩后的浓料通过雾化器(喷枪喷枪)喷成喷成雾状小液滴喷入干燥室，与热空气直接接触，雾状小液滴喷入干燥室，与热空气直接接触，其表面水分迅速蒸发，在很短的时间内完成干其表面水分迅
22、速蒸发，在很短的时间内完成干燥。燥。n压力雾化器的特点压力雾化器的特点1、压力式喷雾、压力式喷雾压力雾化器的特点压力雾化器的特点n优点优点 结构简单、制造成本低、维修、结构简单、制造成本低、维修、n 更换方便；更换方便；n 动力消耗较小动力消耗较小n缺点缺点 喷嘴易堵塞、磨损；喷嘴易堵塞、磨损；n 操作弹性小，产量调节范围窄。操作弹性小，产量调节范围窄。2、离心喷雾干燥离心喷雾干燥S原理利用在水平方向做高速旋转的圆盘，给浓料原理利用在水平方向做高速旋转的圆盘，给浓料以离心力，将其成薄膜状甩出，受到空气的撕扯，以离心力，将其成薄膜状甩出，受到空气的撕扯，变成细丝、雾状液滴喷入干燥室，与热空气直接
23、变成细丝、雾状液滴喷入干燥室，与热空气直接接触，其表面水分迅速蒸发，在很短的时间内完接触，其表面水分迅速蒸发，在很短的时间内完成干燥。成干燥。S离心喷雾原理离心喷雾原理S离心喷雾动画示意离心喷雾动画示意S离心雾化器特点离心雾化器特点n优点液料通道大，不易堵塞；优点液料通道大，不易堵塞；n 对液料的适应性强。高粘度、高浓度对液料的适应性强。高粘度、高浓度的的n 液料均可；液料均可；n 操作弹性大，进液量变化操作弹性大，进液量变化2525时，时，对对n 产品质量无大影响。产品质量无大影响。n缺点结构复杂、造价高；缺点结构复杂、造价高；n 动力消耗比压力式大；动力消耗比压力式大；n 只适于顺流立式喷
24、雾干燥设备。只适于顺流立式喷雾干燥设备。离心雾化器的特点离心雾化器的特点3、气流式喷雾、气流式喷雾n雾化原理利用高速气流对液膜的摩擦分裂雾化原理利用高速气流对液膜的摩擦分裂作用，把液体雾化。高速气流可用压缩空作用，把液体雾化。高速气流可用压缩空气或蒸汽。气或蒸汽。n特特 点动力消耗大，适用粘度范围大，结点动力消耗大，适用粘度范围大，结构简单。构简单。喷雾干燥机实物图喷雾干燥机实物图五、间歇式洞道干燥器五、间歇式洞道干燥器六、气流干燥器六、气流干燥器七、转筒干燥器七、转筒干燥器按湿物料的形态，物理特性和对产品形态，水分等要求，初选干燥器类型；按处理量估算出干燥器的容积；输送阶段 再提高气流速度到
25、某一定值时，床层高度大于容器高度，固体颗粒开始吹出容器，再提高气流速度到极限速度时，颗粒全部分散，流化层消失。（四）雾化器的类型和性能而热量传递与水分扩散传递的方向相反。在产品达到预冻温度后，需要保持2小时左右时间；而热量传递与水分扩散传递的方向相反。（五）特点优点一般干燥过程食品首先外部受热干燥，然后向内部传递。结构简单，常用于干燥速度低，干燥时间长的场合；（六）食品升华干燥设备的类型连续式应采取措施防止焦粉，避免热空气产生逆流。主要应用于速溶固体饮料（咖啡、茶、速溶果汁等）、水果类（切片香蕉、杏、柠檬等）、水产类（对虾、鱼片、蟹棒等）、肉类（牛肉粉、牛肉丁、猪肉丁等）、禽蛋类（蛋粉、蛋白粉
26、、蛋黄粉等）。适应多品种小产量生产，季节性强的食品生产。（三）对喷雾干燥机的要求雾化原理利用高速气流对液膜的摩擦分裂作用，把液体雾化。按处理量估算出干燥器的容积；干燥速度高，干燥时间短；通过机械的作用，将需干燥的物料，分散成很细的雾状微粒(以增大水分蒸发面积，加速干燥过程)，与热空气接触后，在一瞬间将大部分水分除去，而使物料中的固体物质干燥成粉末。发明于1811年，生物行业；第三节 传导式干燥器一、滚筒式干燥器一、滚筒式干燥器二、真空干燥器二、真空干燥器三、真空冷冻干燥机三、真空冷冻干燥机一、滚筒干燥器一、滚筒干燥器n按滚筒数量单滚筒，双滚筒，多滚筒干燥按滚筒数量单滚筒，双滚筒，多滚筒干燥器；
27、器；n按操作压力常压式，真空式；按操作压力常压式，真空式；n按滚筒的料液布膜方式浸液式，喷溅式，按滚筒的料液布膜方式浸液式，喷溅式，铺辊式，顶槽式和喷雾式；铺辊式，顶槽式和喷雾式；n滚筒干燥器动画滚筒干燥器动画n双滚筒干燥器动画双滚筒干燥器动画n滚筒干燥设备特点滚筒干燥设备特点传导式干燥器对流式干燥器滚筒干燥设备特点滚筒干燥设备特点 n操作弹性大，适应性广；热效率高；干燥操作弹性大，适应性广；热效率高；干燥速度高，干燥时间短；产品质量较差，不速度高，干燥时间短；产品质量较差，不适合于产品质量和溶解度要求高的物料；适合于产品质量和溶解度要求高的物料；筒体及刮刀易磨损，使用周期短。筒体及刮刀易磨损
28、，使用周期短。二、真空干燥器二、真空干燥器n干燥过程物料温度低，无过热现象，所需干燥过程物料温度低，无过热现象，所需时间短，所得产品具有较好的溶解性，复时间短，所得产品具有较好的溶解性，复水性，色泽和口感；产品的最终含水量低；水性，色泽和口感；产品的最终含水量低；热量利用经济，干燥速度高；干燥时所采热量利用经济，干燥速度高；干燥时所采用的真空度和加热温度范围较大，通用性用的真空度和加热温度范围较大，通用性好；设备投资和动力消耗高于常压热风干好；设备投资和动力消耗高于常压热风干燥，且产量较低。燥，且产量较低。n类型类型 真空干燥设备类型真空干燥设备类型 n带式真空干燥机干燥时间短；可直接用于带式
29、真空干燥机干燥时间短；可直接用于干燥高浓度，高黏度物料；可获得多孔结干燥高浓度，高黏度物料；可获得多孔结构制品。构制品。n搅拌型圆筒真空干燥机适用于高湿的固体搅拌型圆筒真空干燥机适用于高湿的固体物料。物料。三、三、真空冷冻干燥（升华干燥）真空冷冻干燥（升华干燥）n（一）升华干燥技术概述（一）升华干燥技术概述n（二）升华干燥的原理（二）升华干燥的原理n（三）升华干燥的特点（三）升华干燥的特点n（四）干燥过程的三个阶段（四）干燥过程的三个阶段n（五）升华干燥装置的基本构成（五）升华干燥装置的基本构成n（六）食品升华干燥设备的类型（六）食品升华干燥设备的类型（一）升华干燥技术概述（一）升华干燥技术概
30、述n发明于发明于1811年，生物行业；年，生物行业；20世纪世纪40年代食品加年代食品加工。工。n主要应用于速溶固体饮料（咖啡、茶、速溶果汁主要应用于速溶固体饮料（咖啡、茶、速溶果汁等）、水果类（切片香蕉、杏、柠檬等）、水产等）、水果类（切片香蕉、杏、柠檬等）、水产类（对虾、鱼片、蟹棒等）、肉类（牛肉粉、牛类（对虾、鱼片、蟹棒等）、肉类（牛肉粉、牛肉丁、猪肉丁等）、禽蛋类（蛋粉、蛋白粉、蛋肉丁、猪肉丁等）、禽蛋类（蛋粉、蛋白粉、蛋黄粉等）。黄粉等）。（二）升华干燥的原理（二）升华干燥的原理T只要压力在三相只要压力在三相点压力之下，物点压力之下，物料中的冰则可不料中的冰则可不经过液态而直接经过液
31、态而直接升华为水汽。升华为水汽。水的三相点分布图（三）升华干燥的特点（三）升华干燥的特点n低温低氧灭菌、抑活，防氧化；低温低氧灭菌、抑活，防氧化；n可最大限度保留食品中易挥发及热敏性成可最大限度保留食品中易挥发及热敏性成分；分；n含水量低，延长保质期；含水量低，延长保质期；n干制品可保持原有形状，复水性好；干制品可保持原有形状，复水性好；n冻干过程时间长，产品成本高。冻干过程时间长，产品成本高。（四）干燥过程的三个阶段（四）干燥过程的三个阶段n预冻阶段温度要比共熔点温度低预冻阶段温度要比共熔点温度低510度；在度；在产品达到预冻温度后，需要保持产品达到预冻温度后，需要保持2小时左右小时左右时间
32、；应选择适宜的冷却速度；时间；应选择适宜的冷却速度；n升华干燥阶段操作温度和压力都必须控制升华干燥阶段操作温度和压力都必须控制在产品共熔点以下；在产品共熔点以下；n解析干燥温度应足够高，箱内要处于高真解析干燥温度应足够高，箱内要处于高真空状态。空状态。（五）升华干燥装置的基本构成（五）升华干燥装置的基本构成 n冷冻干燥室；水汽冷凝器；真空系统；冷冻干燥室；水汽冷凝器；真空系统；制冷系统；加热系统；控制系统。制冷系统；加热系统；控制系统。冷冻干燥原理示意冷冻干燥原理示意多层带式穿流是在单层带式基础上，叠加而成，网带一般为3层或5层，来回往复式运动干燥，物料由顶层加入，逐层向下移动干燥，最后由底层
33、送出产品。对液料的适应性强。适于处理热敏性物料 物料微粒化后，表面积增大，干燥迅速（几秒到十几秒），防止物料过热变质。流化“流化”是指固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，粒子可以相互分离，作上下、左右、前后运动，这种状态我们称作“流化”，或流态化，流动化或沸腾状态（即沸腾）。60年代起，人们开始将微波加热应用于食品加工业。干燥初期由表面汽化控制，在干燥介质状态不变的条件下为恒速干燥；原理利用在水平方向做高速旋转的圆盘，给浓料以离心力，将其成薄膜状甩出，受到空气的撕扯，变成细丝、雾状液滴喷入干燥室，与热空气直接接触，其表面水分迅速蒸发，在很短的时间内完成干燥。（三）对喷雾干燥机的要求60年代起，人们开
34、始将微波加热应用于食品加工业。适应多品种小产量生产，季节性强的食品生产。离心雾化器的特点一般干燥过程食品首先外部受热干燥，然后向内部传递。操作弹性大，进液量变化25时，对干燥速度高，干燥时间短；雾化原理利用高速气流对液膜的摩擦分裂作用，把液体雾化。设备投资和动力消耗高于常压热风干燥，且产量较低。不能控制在不同真空度下进行；离心雾化器的特点带式真空干燥机干燥时间短；60年代起，人们开始将微波加热应用于食品加工业。按滚筒数量单滚筒，双滚筒，多滚筒干燥器；（六）食品升华干燥设备的类型间歇式（六）食品升华干燥设备的类型间歇式 n间歇式升华干燥设备结构简单，造价低，间歇式升华干燥设备结构简单，造价低，使
35、用和维修方便；预操作占用时间多，使用和维修方便；预操作占用时间多，设备利用率较低；适应多品种小产量生设备利用率较低；适应多品种小产量生产，季节性强的食品生产。产，季节性强的食品生产。n连续式升华干燥设备处理能力大，设备连续式升华干燥设备处理能力大，设备利用率高；便于实现自动化，劳动强度利用率高；便于实现自动化，劳动强度低；不能控制在不同真空度下进行；设低；不能控制在不同真空度下进行；设备复杂，庞大，投资费用大；仅适合于备复杂，庞大，投资费用大；仅适合于单品种大批量生产。单品种大批量生产。n动画示意动画示意（六）食品升华干燥设备的类型连续式（六）食品升华干燥设备的类型连续式 第四节 辐射式干燥器
36、 辐射式干燥器利用电磁感应加热（如高辐射式干燥器利用电磁感应加热（如高频，微波等）或红外线辐射效应来干频，微波等）或红外线辐射效应来干燥食品。燥食品。n微波干燥设备微波干燥设备n远红外干燥设备远红外干燥设备一、微波干燥设备一、微波干燥设备n（一）微波干燥的发展（一）微波干燥的发展n（二）微波加热干燥原理（二）微波加热干燥原理n（三）微波加热与一般加热比较（三）微波加热与一般加热比较n（四）微波干燥特点（四）微波干燥特点n（五）微波干燥器类型（五）微波干燥器类型（一）微波干燥的发展（一）微波干燥的发展n微波食品加工始于微波食品加工始于1946年但年但1960年以前，微波年以前，微波加热只限于在食
37、品烹调和解冻上。加热只限于在食品烹调和解冻上。n60年代起，人们开始将微波加热应用于食品加工年代起，人们开始将微波加热应用于食品加工业。业。n60年代中期，美国和欧洲的许多生产厂家用微波年代中期，美国和欧洲的许多生产厂家用微波加热干燥土豆片，并获得了色泽有很大改善的产加热干燥土豆片，并获得了色泽有很大改善的产品，这是食品工业中早期应用微波加热的成功例品，这是食品工业中早期应用微波加热的成功例子子n60年代后期，其应用领域进一步扩展到食品杀菌、年代后期，其应用领域进一步扩展到食品杀菌、消毒、脱水、漂烫和焙烤等领域。消毒、脱水、漂烫和焙烤等领域。（二）微波加热干燥原理（二）微波加热干燥原理物料的偶
38、极子在电场作用物料的偶极子在电场作用下会定向排列，如果改变下会定向排列，如果改变电场方向，偶极子的取向电场方向，偶极子的取向也会改变，而如果电场改也会改变，而如果电场改变频率极高，则会引起由变频率极高，则会引起由偶极子改变方向而产生热偶极子改变方向而产生热效应。效应。（四）微波干燥特点（四）微波干燥特点n加热速度快加热速度快n加热均匀性好加热均匀性好n加热易于瞬时控制加热易于瞬时控制n选择性吸收选择性吸收n加热效率高加热效率高（五）微波干燥器类型连续式（五）微波干燥器类型连续式连续式微波干燥器连续式微波干燥器动画示意图动画示意图60年代起，人们开始将微波加热应用于食品加工业。干燥速度高，干燥时
39、间短；输送阶段 再提高气流速度到某一定值时，床层高度大于容器高度，固体颗粒开始吹出容器，再提高气流速度到极限速度时，颗粒全部分散，流化层消失。适应多品种小产量生产，季节性强的食品生产。带式真空干燥机干燥时间短；动力消耗较小20世纪40年代食品加工。（一）升华干燥技术概述原理主要是采用高压泵，以70200大气压的压力，将浓缩后的浓料通过雾化器(喷枪)喷成雾状小液滴喷入干燥室，与热空气直接接触，其表面水分迅速蒸发，在很短的时间内完成干燥。设备的进出料口密封不严，易产生漏气现象；第九章食品干燥机械设备广泛应用于谷物类的干燥；设备的进出料口密封不严，易产生漏气现象；（一）升华干燥技术概述（五）特点优点
40、60年代中期，美国和欧洲的许多生产厂家用微波加热干燥土豆片，并获得了色泽有很大改善的产品，这是食品工业中早期应用微波加热的成功例子带式真空干燥机干燥时间短；（五）特点优点结果热量向内层传递愈来愈慢，水分向外层传递也愈来愈慢。（五）微波干燥器类型间歇式（五）微波干燥器类型间歇式 间间 歇歇 式式 微微 波波 加加 热热 器器 工工 作作 原原 理理 图图（三）微波加热与一般加热比较（三）微波加热与一般加热比较n一般干燥一般干燥过程食品首先外部受热干燥，然后向内部传递。过程食品首先外部受热干燥，然后向内部传递。而热量传递与水分扩散传递的方向相反。而热量传递与水分扩散传递的方向相反。结果热量向内层传
41、递愈来愈慢，水分向外层传递结果热量向内层传递愈来愈慢，水分向外层传递也愈来愈慢。也愈来愈慢。n微波加热微波加热过程内部加热。物品的最内层首先干燥，最内层过程内部加热。物品的最内层首先干燥，最内层水分蒸发迁移至次内层、外层。水分蒸发迁移至次内层、外层。结果水分由内层向外层的迁移速度很快，即干燥结果水分由内层向外层的迁移速度很快，即干燥速度比一般的干燥速度快很多特别是在物料的速度比一般的干燥速度快很多特别是在物料的后续干燥阶段。后续干燥阶段。二、二、远红外干燥设备远红外干燥设备n70年代我国就开始利用远红外加热技术干燥谷物等年代我国就开始利用远红外加热技术干燥谷物等农作物以及中草药，并取得了良好的
42、干燥效果。农作物以及中草药，并取得了良好的干燥效果。n特别是远红外烘干粮食的技术，无论是设备和操作特别是远红外烘干粮食的技术，无论是设备和操作都已较为成熟，并且生产上已有应用，烘干设备的都已较为成熟，并且生产上已有应用，烘干设备的处理能力可达每天数百吨。处理能力可达每天数百吨。n（一）远红外加热干燥原理（一）远红外加热干燥原理n（二）远红外干燥的特点（二）远红外干燥的特点（一）远红外加热干燥原理（一）远红外加热干燥原理n当被加热物体中的固有振动频率和射入该物当被加热物体中的固有振动频率和射入该物体的远红外线频率（波长在体的远红外线频率（波长在2 15 m）一致时，）一致时，就会产生强烈的共振，就会产生强烈的共振，质点会吸收红外线并质点会吸收红外线并使运动进一步激化，转换成分子热运动，使运动进一步激化，转换成分子热运动，因因而温度迅速升高，即物体内部分子吸收到红而温度迅速升高，即物体内部分子吸收到红外辐射能而直接转变为热能而实现干燥。外辐射能而直接转变为热能而实现干燥。（二）远红外干燥的特点（二）远红外干燥的特点u热辐射率高；热辐射率高；u热损失小热损失小；u容易进行操作控制容易进行操作控制；u加热速度快，传热效率高加热速度快，传热效率高；u有一定的穿透能力有一定的穿透能力；u产品质量好产品质量好。动画示意图动画示意图
