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2008-10-29110干燥机械与设备SCU食品工程系2008-2009学年上期第10-11周（4学时）22008-10-29主要内容o干燥原理及对干燥设备的技术要求o通风干燥设备o滚筒干燥设备o真空干燥设备o喷雾干燥设备o冷冻干燥设备o电磁辐射干燥机械与设备32008-10-29干燥的概念o干燥o是指在物料内部借助分子扩散作用从固相物料溶质相对完全出去的一个过程，即从食品或食品物料中除去水分的过程o干燥的目的ü便于物料的贮藏和运输，扩大供应范围ü满足食品含水率的要求，达到安全贮藏的目的ü抑制贮藏中的生化反应，保证产品质量ü经干燥和其他工艺处理，制成风味和形状各异的产品o干燥过程ü表面汽化：热量从周围环境传递至物料表面使其表面水分蒸发ü内部扩散：物料内部水分传递到物料表面42008-10-29o干燥的一般方法ü自然干燥ü人工干燥Ø对流干燥•使干燥介质直接与湿物料接触，热能以对流的方式传递给物料，水分汽化后说产生的蒸汽被干燥介质带着的干燥方法Ø传导干燥•使热能通过传热的壁面，以传导方式加热物料，产生并排除蒸汽从而干燥物料的方法Ø辐射干燥•湿物料接受热辐射源产生的电磁波，将辐射能转变为热能，从而使水汽化并干燥物料的方法Ø介电加热干燥•将需要干燥的物料至于高频电场内，使物料加热，水分汽化的干燥物料方法52008-10-2962008-10-29干燥设备的分类o根据操作方式：间歇、连续o根据加热方式：对流、接触、辐射、介电o根据干燥室内的操作压力：常压、真空o根据介质和物料的相对运动方式：并流、逆流和错流o根据干燥器的结构形式：箱式、隧道式、转筒式、气流式、圆筒式等o根据被干燥物料的情况：液体及浆状物料、散粒状物料、块状物料、片状物料、膏糊状物料、纤维状物料等72008-10-29结合上述分类方法，将干燥器分类列于下表82008-10-29o一、成件产品干燥设备Ø移动式干燥器：üa、传送带式；b、车厢式；c、链板式Ø固定式干燥器：üa、箱式；b、车厢式92008-10-29o二、粉粒体物料干燥设备Ø重力下落式干燥器üa、竖井式；b、百叶窗式；c、百叶竖井式；d、瀑布式Ø机械搅拌式干燥器üa、转筒式（回转式、管式）；b、转子式；c、涡轮式üd、转盘式；e、盘式干燥塔；f、螺旋式；g、振动式102008-10-29n流化床干燥器：a、喷吹式；b、振动式；c、振吹式；d、单室式；e、多室式n气流干燥器：a、管式；b、旋风分离器式；c、空气喷泉式；e、综合式112008-10-29o三、块状物料干燥设备n流化床干燥器n喷吹式流化床干燥器n振动流化床干燥器n振动喷吹式流化床干燥器122008-10-29o四、液态原料干燥设备Ø喷雾干燥设备：压力式、离心式、气流式Ø流化床干燥设备：振动气流式、气流式、气流喷吹式、振动喷吹式Ø泡沫层干燥设备Ø滚筒式干燥设备132008-10-29干燥器的选型原则o当地的资源与自然条件Ø热源和动力Ø原料Ø自然条件Ø交通运输o物料性能及干燥特征Ø物料的形态Ø物料的物理特性Ø干燥特性o对干燥产品的要求Ø对产品产量的要求Ø对产品形态的要求Ø对产品水分的要求Ø对产品干燥均匀性的要求Ø对产品的卫生要求符合卫生标准142008-10-29o首先按湿物料的形态、物理特性和对产品形态、水分等要求，初选干燥器的类型o按投资能力和处理量的大小，确定设备规模、操作方法（连续作业或间歇作业）、自动化程度o根据物料的干燥特性和对产品品质的要求，确定干燥方式（采用常压干燥或真空干燥；单温区干燥或多温区干燥）o根据热源条件和干燥方法，确定加热装置o按处理量估算出干燥器的容积o按原料、设备及作业等费用，估算产品成本干燥器选型的步骤152008-10-29干燥器的发展趋势干燥工艺和干燥设备的发展趋势，有如下几个方面：o干燥设备向系列化、大型化发展o改进和完善现有的干燥设备，强化干燥过程o降低热能消耗o改善于燥工艺o联合干燥方法的应用o消除对环境的污染o改善劳动强度162008-10-29主要内容o干燥原理及对干燥设备的技术要求o通风干燥设备o滚筒干燥设备o真空干燥设备o喷雾干燥设备o冷冻干燥设备o电磁辐射干燥机械与设备172008-10-29二、通风干燥设备o为传统的干燥设备o适用于块状、片状、颗粒状等食品物料的干燥o根据设备结构和通风方式不同，可分为Ø厢（箱）式干燥机Ø带式干燥机Ø流化床干燥机182008-10-29o结构Ø箱体、料盘（烤盘）Ø保温层、加热器Ø风机o分类（按气流流动方式）Ø平流Ø穿流（一）箱式干燥器192008-10-29202008-10-29o平流箱式干燥器Ø热风从物料表面通过，料层薄(20～50mm)，干燥强度小o穿流箱式干燥器Ø热风从料层中通过，料层厚(45～65mm)，干燥强度大212008-10-29222008-10-29o热风速率o物料层的间距o物料层的厚度o风机的风量影响厢式干燥机性能的主要因素232008-10-29（二）带式干燥机o是将物料置于输送带上，在随带运动的过程中与热风接触而干燥的设备o因结构和流程不同，有下面几种类型Ø单级带式干燥机Ø多级带式干燥机Ø多层带式干燥机o特点Ø不会损伤物料Ø结构简单，安装维修方便Ø占地面积大、运行噪声较大242008-10-29单级带式干燥机o由一个循环输送带、两个空气加热器、三台风机和传动变速装置等组成o全机分成两个干燥区Ø第一干燥区的空气自下而上经加热器穿过物料层Ø第二干燥区是空气自上而下经加热器穿过物料层Ø每个干燥区的热风温度和湿度都是可以控制的，亦可以在干燥过程中，对物料上色和调味252008-10-29单级带式干燥机262008-10-29多级带式干燥机o由多台单级带式干燥机串连组成o用于制作各种脱水蔬菜、葡萄干、麦片、酵母等产品o优缺点Ø物料在干燥过程中，不受振动或冲击，不损伤，粉尘飞扬少Ø物料在带间转移时，得到松动和翻转，使物料的蒸发表面积增大，改善通气性和干燥均匀性Ø干燥区的数目较多，每一区的热风流量、流向、温度和湿度均可控制，符合物料干燥工艺的要求Ø结构较复杂，设备费用高Ø设备的进出料口，密封不严，易产生漏气272008-10-29多层带式干燥机n构成n输送带层数：可达15层，一般为3～5层Ø结构简单，常用于干燥速度低、干燥时间长的场合，如谷物类的干燥Ø不适合黏性物料和易碎物料的干燥282008-10-29多层带式干燥机o适用于土豆、萝卜、洋葱、茄子片、豆豉、葱、西红柿、食用菌、蜜饯、板栗、茶叶等农产品，以及中药材等片状、条状、颗粒状等物料的干燥o对于失水速度较慢的物料料尤为适用292008-10-29（三）流化床干燥设备o又称沸腾干燥器o基本原理和特点Ø基本原理Ø特点o主要组件、分类及应用Ø主要组件Ø设备分类Ø设备的应用302008-10-29312008-10-29基本原理p流化床Ø将颗粒物料对放在分布板上，当气体由设备下部通入床层，随着气流速度加大到某种程度，固体颗粒在床层内就会产生沸腾状态，这种床层称为流化床p沸腾干燥Ø将物料送入流化床进行干燥的过程。干燥物料时，热空气既是流化介质，又是干燥介质，而被干燥的物料在热气流中一方面被吹起、翻滚、互相混合和摩擦碰撞，另一方面又在进行传质和传热，从而达到干燥的目的322008-10-29基本原理床层存在的三种状态p固定床Ø当流体（热空气）速度较低时，在床层中固体颗粒虽与流体相接触，但固体颗粒的相对位置不发生变化p流化床Ø当固定床阶段的流体速度逐渐增大，固体颗粒就会产生相互间的位置移动，若再增加流体速度，而床层的压力损失保持不变，固体颗粒在床层中就会产生不规则运动，床层状态处于流态化，即为流化床p气流输送Ø随着流体速度的增加，固体颗粒运动更为激烈，当流体流速超出固体颗粒的沉降速度时，固体颗粒将不能继续停留在容器内而被气流带出容器，床层内的固体颗粒密度降低，这时称为稀相流化床332008-10-29沸腾干燥的特点o优点Ø物料与干燥介质接触面积大，搅拌激烈，热容量大，热传导效果好，设备的效率高Ø干燥速度快，物料在设备内停留时间短，适宜于热敏性物料Ø物料在干燥器内的停留时间可由出料口控制，故容易控制成品的含水率Ø装量简单，设备造价低，本身无机械运动装置，保养易，维修费用低o缺点Ø对被干燥物料的粒度有一定的限制，一般要求颗粒细度为0.04~6mmØ对易结块物料容易产生与设备间的粘结Ø单层流化床难以保证干燥均匀，需设置多层，大为增加设备的高度342008-10-29沸腾干燥设备主要组件p组件Ø热风系统：包括空气过滤器、鼓风机、加热器、气体预分布器Ø进料系统：包括带式输送机，加料器Ø流化床系统：包括分布板、干燥器等Ø分离系统：包括抽风机、料仓、下料器、旋风除尘器等p加料器的三种形式：旋转加料管、散布栅、散布锥352008-10-29沸腾干燥设备分类o按被干燥的物料Ø粒状物料Ø膏状物料Ø悬浮液和溶液等具有流动性质的物料o按操作情况Ø间歇式Ø连续式o按设备结构形式Ø单层流化床干燥器、多层流化床干燥器Ø卧式多室流化床干燥器、喷动干燥器Ø脉冲流化床干燥器、振动流化床干燥器Ø惰性粒子流化床干燥器、锥形流化床干燥器362008-10-29单层流化床干燥器o工作流程o结构最为简单，操作方便，生产能力大，应用较广泛o适用于床层颗粒静止高度低于300~400mm的情况o适宜较易干燥或要求不严格的湿粒状物料o不能保证固体颗粒干燥均匀372008-10-29o结构上类似板式塔，有溢流管式和穿流板式，国内以溢流管式多ü溢流管式操作过程：物料由料斗送入，有规律地自上溢流而下，热空气则由底部进入，自下而上运动将湿物料送入沸腾干燥，干燥后的物料由出料管卸出。防止堵塞气体穿孔的ü调节装置：菱形堵头式，铰链活门式，自封式ü穿流板式操作过程：物料直接从筛孔板由上而下流动，气体则通过筛孔由下而上运动，在每块板上形成沸腾床。ü特点：相对溢流管式而言，没有溢流管，结构简单，但操作控制要求严格多层流化床干燥器382008-10-29o操作过程：湿物料颗粒由加料器加入干燥器的第一小室，由小室下部的支管供给热风进行流化干燥，然后依次进入其他小室进行干燥，干燥后产品卸出o特点：热空气是分别通入各个室内，不同小室中的热空气流量可以控制以得到良好的干燥效果。如第一室物料湿度大可通入大流量的热空气，最后一室可通冷空气进行冷却以便出料后进行包装。生产能力大，热效率高，产品温度较均匀，粒度变小，适合干燥各种难以干燥的颗粒状、粉状、片状等物料和热敏性物料卧式多室流化床干燥器o结构：干燥室为一长方形箱体，底部是多孔板筛，板上方有竖向挡板将器中分割成多室（4~8室），每块挡板可上下移动以调解其与挡板的间距。每一小室下部有一进气支管，其上有调节气体的阀门392008-10-29o操作过程Ø干燥器由分配段、沸腾段和筛选段组成Ø在分配段和筛选段下部均有热空气，湿物料由加料器送入分配段，在平板的振动下被均匀地送入流化床进行流化干燥o特点Ø适合干燥物料太粗或太细，易粘结，不易流化以Ø用于有特殊要求（如要求晶形完整，颗粒大小均匀等）的物料振动流化床干燥器402008-10-29振动流化床干燥机412008-10-29o底部为圆锥形，上部为圆筒形o操作过程：气体以高速从锥底进入并夹带一部分固体颗粒向上运动，形成中心通道。在床层顶部颗粒象喷泉样从中心喷出向四周散落，然后沿周围向下移动，到锥底又被上升气流喷射上去。如此循环达干燥要求o特点：适用于粗颗粒和易粘结物料喷动床干燥机422008-10-29o工作原理Ø其正下部均布几根热风进口管，每根上装有快开阀门，它们按一定的频率和次序开关Ø当气体进入时则产生脉冲，脉冲很快在颗粒间传递能量，在短时间内使物料呈剧烈沸腾状态，该状态在床内扩散并向上运动Ø当阀门关闭流化状态在同一方向逐渐消失，物料又回到固定状态。如此往复直至物料干燥o特点：适用于不易干燥或有特殊要求的物料脉冲流化床干燥机432008-10-29沸腾干燥机442008-10-29主要内容o干燥原理及对干燥设备的技术要求o通风干燥设备o滚筒干燥设备o真空干燥设备o喷雾干燥设备o冷冻干