精选课件第12章 干燥.ppt

结构 冻干机结构 食品冻干工艺 预处理 装盘 速冻 捕水器温度降至－40℃以下 加热 真空 升华干燥 解吸干燥 包装 预冻方法（制冷部分1） 机内： 机外： 慢速冻结 快速冻结 真空与系统性能 压力与蒸气体积(冷阱的必要性） 1克水 体积 常温常压下 1毫升 100Pa，-20℃下 1200000毫升 加热系统 供热不足：升华热补充不上，造成冻干品温度下降，饱和蒸气压随之下降，在捕水器温度不变情况下，水蒸气驱动压差减小。 供热过多：升华界面容易融化，此外，升华干燥层可能出现塌陷。 微波加热法 接触加热法 辐射加热法 接触、辐射混合加热法 冻干赋形/保护剂 赋形剂 保护剂  优质：基本保持食品原有的色、香、味、形，维生素和蛋 白质等营养物质损失少。 方便：食用或加工前，复水快，可直接食用或烹调。 不用冷藏：密封包装后，可在常温下长期贮存、运输和销售。 重量轻：满足宇航、旅游等人员需求。 成本高：冻干食品成本是热风干燥食品的4～6倍。 冻干食品的特点 * * 根据物料在一定的干燥条件下，其中所含水分能否用干燥方法除去来划分，可分为平衡水分（equilibrium water）与自由水分（free water）。 蒸气压蒸气压指的是在液体（或者固体）的表面存在着该物质的蒸气，这些蒸气对液体表面产生的压强就是该液体的蒸气压。 比如，水的表面就有水蒸气压，当水的蒸气压达到水面上的气体总压的时候，水就沸腾。我们通常看到水烧开，就是在100摄氏度时水的蒸气压等于一个大气压。蒸气压随温度变化而变化，温度越高，蒸气压越大，当然还和液体种类有关。一定的温度下，与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸气所产生的压强叫饱和蒸气压，它随温度升高而增加。如：放在杯子里的水，会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭的容器里，并抽走上方的空气。当水不断蒸发时，水面上方气相的压力，即水的蒸气所具有的压力就不断增加。但是，当温度一定时，气相压力最终将稳定在一个固定的数值上，这时的气相压力称为水在该温度下的饱和蒸气压力。当气相压力的数值达到饱和蒸气压力的数值时，液相的水分子仍然不断地气化，气相的水分子也不断地冷凝成液体，只是由于水的气化速度等于水蒸气的冷凝速度，液体量才没有减少，气体量也没有增加，液体和气体达到平衡状态。所以，液态纯物质蒸气所具有的压力为其饱和蒸气压力时，气液两相即达到了相平衡。饱和蒸气压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度。 饱和蒸气压越大，表示该物质越容易挥发。 干燥速率：单位时间内在单位干燥面积上汽化的水分量W。 恒定干燥条件：干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，在整个干燥过程中均保持恒定。 u=dW/Adτ 式中 u—干燥速率,kg/m2·h ； W—汽化水分量,kg A—干燥面积,m2　； τ—干燥所需时间,h 五 干燥速率和干燥时间1、恒定干燥条件下的干燥速率 dW=-GdX u=dW/Adτ=-GdX/Adτ 式中 Ｇ—湿物料中绝对干料的量,kg ； X—湿物料中干基的含水量,kg水/kg干物料； 负号表示物料含水随着干燥时间的增加而减少。 u=dW/Adτ 影响干燥速率的因素（对对流干燥而言） 湿物料的性质与形状：包括物理结构、化学组成、形状大小、料层厚薄及水分结合方式。 物料的湿度：物料的水分活度与湿度有关，因而影响干燥速率。 物料的温度：温度与水分的蒸气压和扩散系数有关。 干燥介质的状态：温度越高，相对湿度越低，干燥速率越大。 干燥介质的流速：由边界层理论可知，流速越大，气膜越薄，干燥速率越大。 介质与物料的接触状况：主要是指介质的流动方向。流动方向垂直于物料表面时，干燥速率最快。 A B C D E X 表面温度 干燥时间τ A B C D E A B C D E X U 1 干燥曲线：干燥过程中物料含水量X与干燥时间t、物料表面温度θ的关系曲线。 2 干燥速率曲线：物料干燥速率u与物料含水量X的关系曲线。 2、干燥曲线与干燥速率曲线 干燥过程分为恒速干燥和降速干燥两个阶段。 3 恒速干燥阶段： 如BC段所示（AB段为物料预热段，此段所需时间很短，一般并入BC段考虑）。 除去的水分是非结合水； 属于表面汽化控制阶段； 物料表面的温度始终保持为空气的湿球温度； 干燥速率的大小，主要取决于空气的性质，而与湿物料的性质关系很小。 此阶段特点： A B C D E X U 在恒速干燥阶段中，空气传给物料的热量等于水分汽化