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食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备食品工厂机械与设备第九章干燥机械与设备食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备第九章干燥机械与设备干燥在食品工业中的地位干燥操作与设备干燥机械设备种类第一节对流型干燥设备第二节传导型干燥设备第三节冷冻干燥机本章小结思考题自测题食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备干燥在食品工业中的地位减小体积和重量,降低贮运成本、提高保藏稳定性，改善和提高食品风味和食用方便性等作用。从液态到固态的各种食品物料均可以干燥成适当的干制品。例如，牛乳、蛋液、豆乳通过喷雾干燥可以得到乳粉、蛋粉和豆奶粉；蔬菜水果通过热风干燥可以得到脱水蔬菜和水果。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备干燥操作与设备干燥是同时发生传热和传质的单元操作。干燥机械设备通常是由多台装置构成的系统，但往往称为干燥机或干燥器。例如，喷雾干燥系统称为喷雾干燥机或喷雾干燥器，冷冻干燥设备系统称为冷冻干燥机或冷冻干燥器等。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备干燥机械设备的分类根据热量传递方式，干燥机械设备分成三大类：对流式、传导式和辐射式。见表9-1。远红外和微波干燥机在本质上分别是远红外和微波加热器，它们已经在本书第五章介绍，这里不再介绍。按操作压强分类:常压干燥机和真空干燥机。按操作方式，可分为连续式和间歇式干燥机。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备但需指出，这种分类是相对的。例如，真空干燥机和冷冻干燥机多采用接触传导方式提供干燥热量，但也可以采用微波方式供热。干燥机械设备的分类食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备第一节对流型干燥设备干燥介质：流体(热空气，过热蒸汽等)，使食品升温脱水，并将食品脱除的水分带出干燥室外。自身状态从高温低湿变为低温高湿。型式：厢式、洞道式、流化床、喷动床、气流式、喷雾干燥机。按物流气流接触方式：并流、逆流、混流和横流式。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备第一节对流型干燥设备一、厢式干燥器二、洞道式干燥机三、网带式干燥设备四、流化床干燥设备五、气流干燥设备六、喷雾干燥机食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备一、厢式干燥器常压间歇式干燥器，小型—烘箱，大型—烘房。典型厢式干燥器横流式中间加热式穿流式厢式干燥器特点食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备一、厢式干燥器常压间歇式干燥器，小型—烘箱，大型—烘房。典型厢式干燥器(图9.1)厢内有多层框架，物料盘置于其上，也可将物料放在框架小车上推入厢内，故又称为盘架式干燥器。厢式干燥器内设有加热器，有多种型式和布置方式，加热方法可采用蒸汽、煤气或电加热。干燥器内的风机强制引入新鲜空气与器内废气混合，并驱使混合气流循环流过加热器，再流经物料。空气流过物料的方式有横流和穿流两种。为减少热损失，厢式干燥器的四壁用绝热材料构成。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备热空气在物料上方掠过，与物料进行湿交换和热交换。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备若框架层数较多，可分成若干组，空气每流经一组料盘之后，就流过加热器再次提高温度，如图9.1（2）所示，即为具有中间加热装置的横流式干燥器。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备粒状、纤维状等物料在框架的网板上铺成一薄层，空气以0.3~1.2m/s的速度垂直流过物料层，可获得较大的干燥速率。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备厢式干燥器特点优点：制造维修方便，灵活性大。缺点：干燥不均匀，不易抑制微生物活动，装卸劳动强度大，热能利用不经济(2.5kg蒸汽／1kg水)。常用于需长时间干燥、数量不多，及需要特殊条件干燥的物料，如水果、蔬菜、香料等。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备二、洞道式干燥机结构料盘-小车及进出干燥介质空气(2.5~6.0m/s，不小于1.0m/s)物料与空气流向(并流、逆流和混流三种)洞道干燥机特点食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备料盘-小车及进出湿物料在料盘中散布成均匀料层。料盘堆放在小车上，料盘与料盘之间留有间隙供热风通过。洞道式干燥机的进料和卸料为半连续式，即当一车湿料从洞道的一端进入时，从另一端同时卸出另一车干料。洞道中的轨道通常带有1/200的斜度，可以由人工或绞车等机械装置来操纵小车的移动。洞道的门只有在进、卸料时才开启，其余时间都是密闭的。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备干燥介质空气空气由风机推动流经预热器，然后依次在各小车的料盘之间掠过，同时伴随轻微的穿流现象。空气的流速为2.5~6.0m/s，不小于1.0m/s。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备物料与热风流向热风可沿物流纵向流动，分为并流、逆流和混流三种。热风也与物流呈横向食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备混流方式混流综合了并流、逆流的优点，在整个干燥周期的不同阶段可以更灵活地控制干燥条件。通常将洞道分成两段，第1段并流，干燥速率大，对应于第1干燥阶段；第2段逆流，可满足物料最终干燥要求，对应第2干燥阶段。第2阶段干燥时间较长，一般洞道的第2段也比第1段长。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备洞道干燥机特点优点：①气流温度-湿度-速度条件控制非常灵活，适用于实验工作；②料车每前进一步，气流的方向就转换一次，制品的水分含量更均匀。缺点：①结构复杂，密封要求高，需要特殊的装置；②压力损失大，能量消耗多。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备有一段长度为20~40m的洞道。如图9.3所示，干燥机的每一段由活动隔板分隔，在料车进出时，隔板打开，而在干燥时则将洞道切断成为纵向通路，靠换向装置构成总体上曲折的气流通道。加热器设在马蹄形的换向处，可以独立控制该段气流的温度。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备三、网带式干燥设备网带式干燥机简介适用于谷物、脱水蔬菜、中药材等产品。物料形状可有片状、条状、颗粒、棒状、滤饼类等。可分成单层、多层和多段等不同的类型。（一）单段带式干燥机（二）多段带式干燥机（三）多层带式干燥机食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备网带式干燥机简介物料置于输送网带上的物料,在通过隧道过程与热风接触干燥的设备。组成:干燥室(隧道)、输送带(网带或多孔板链带)、风机、加热器、提升机和卸料机等。分段:沿带向,分若干相对独立单元段(包括循环风机、加热装置、单独或公用的新鲜空气抽入系统和尾气排出系统)。介质温度、湿度和循环量等可独立控制，可使干燥优化。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备（一）单段带式干燥机典型结构举例工作过程特点食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备工作过程物料在干燥器内均匀运动前移的网带上，气流经加热器，由循环风机进入热风分配器，成喷射状吹向网带上的物料，与物料接触，进行传热传质。大部分气体循环，一部分温度低，含湿量较大的气体作为废气由排湿风机排出。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备单层单段式网带式干燥机特点优点：网带透气性好，热空气与物料易接触;停留时间可调;物料无剧烈运动，不易破碎;各单元可独立控制蒸发强度。缺点：占地面积大，干燥时间长,进出料口密封不严，易漏气。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备全机分成两个干燥区和一个冷却区。每个干燥区段由空气加热器、循环风机、热风分布器及隔离板等组成加热风循环。第一干燥区的空气自下而上经加热热器穿过物料层，第二干燥区的空气自上而下经加器穿过物料层。最后一个是冷却区，没有空气加热器。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备（二）多段带式干燥机亦称复合型带式干燥机，利用多条输送带(多至4条)串联成输送系统。两段式带式干燥机举例(图9.5)特点(多段可使物料松动,不同速度,占地大)食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备特点优点：①物料在带间转移时得以松动、翻转，物料的蒸发面积增大，改善了透气性和干燥均匀性。②不同输送带的速度可独立控制，且多个干燥区的热风流量及温度和湿度均可单独控制，便于优化物料干燥工艺。缺点:占地面积较大。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备整个干燥机也分成两个干燥区和一个吹风冷却区，第一干燥区又分成前、后两个温区，物料经第一、二区干燥后，从第一输送带的末端自动落入第二个输送带的首端，其间物料受到拨料器的作用而翻动，然后通过冷却区，最后由终端卸出产品。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备（三）多层带式干燥机基本构成部件与单层式的类似。输送带为多层(可达15，以3~5层最常用)，上下相叠设在上下相通的干燥室内。层间隔板:控制干燥介质定向流动。各带速度独立可调，后面的速度较低而料层较厚，使大部分干燥介质与各段物料合理接触分配。提高总干燥速率。三层带式干燥机结构简单，常用于干燥速度低、干燥时间长的场合(谷物类)干燥，多次翻料，不适于黏性物料及易碎物料干燥。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备如图9.6所示。工作时湿物料从进料口进至输送带上，随输送带运动至末端，通过翻板落至下一输送带移动送料，依次自上而下，最后由卸料口排出。外界空气经风机和加热器形成热风，通过分层进风柜调节风量送入干燥室，使物料干燥。排出的废气可对物料进行预热。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备四、流化床干燥设备又称沸腾床干燥机,物料呈沸腾状态干燥。典型流化床干燥系统（图9.7）主要由…构成新空气进料出料细粉排风食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备四、流化床干燥设备特点优点：设备小产能大、物料逗留时间可调、结构简单、占地面积小。物料颗粒粉碎和设备磨损也相对较小。缺点:操作控制较复杂。食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备适宜于处理粉状且不易结块的物料，物料粒度通常为30μm~6mm。物料颗粒直径小于30μm时，气流通过多孔分布板后极易产生局部沟流。颗粒直径大于6mm时，需要较高的流化速度，动力消耗及物料磨损随之增大。流化床干燥机适宜处理的物料四、流化床干燥设备食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备降速干燥阶段;粉状和颗粒物料,应用的适宜含水范围分别在2%~5%和10％~15％之间。气流干燥或喷雾干燥得到物料，若仍含有需要经过较长时间降速干燥方能去除的结合水分，则更适于采用流化床干燥。适用的干燥阶段及物料状态四、流化床干燥设备食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备单层圆筒型、多层圆筒型、卧式多室型、振动型、脉冲型、惰性粒子型等。复合型的流化床干燥机，如将振动型与惰性粒子型结合起来构成振动-惰性粒子型的流化床干燥机。流化床干燥机的主要型式四、流化床干燥设备食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备四、流化床干燥设备（一）单层圆筒型流化床干燥机（二）多层沸腾床干燥机（三）卧式多室流化床干燥机（四）其它型式的流化床干燥机食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备（一）单层圆筒型流化床干燥机结构如图9.8所示。工作过程图9.8单层圆筒流化床干燥器废气出至分离器干燥物料出湿料进热空气进分布板食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备是流化床干燥机的主要部件之一。作用是支持物料，均匀分配气体，以创造良好的流化条件。多采用金属或陶瓷材料制作。各种气流分布板如图9.8所示。气流分布板（一）单层圆筒型流化床干燥机食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备作用：使气流能够较为均匀地到达分布板，并使得可在较低阻力下达到均匀布气。气流预分布器（一）单层圆筒型流化床干燥机食品工厂机械与设备——第九章干燥机械与设备特点:优点：结构简单,操作方便。缺点：(1)要求床层高,气流压降增大。(2)排料较难保证水分含量均一。应用:适用于床层颗粒静止高度低(300~400mm)、容易干燥、处理量较大且对最终含水量要求不高的产品。（一）单层圆筒型流化床干燥机食品工厂机械与设备——第九章干燥机