第八章干燥机械与设备hq.ppt

第九章 干燥机械与设备 第一节 概述 定义：凡是使物料（溶液、悬浮液及浆液甚至固状的物料如蔬菜水果）所含水分向气相转移，从而变物料为固体制品的操作，统称干燥（物料的水分（溶剂）含量一般可在3%～11%左右，甚至更低）。 根据这一定义，干燥的含义显然与过滤、压榨等滤干、榨干以及浓缩(浓缩：从溶液中除去部分溶剂的单元操作,使物料处于低溶剂含量（约30%）的相对稳定状态)均有区别。 要使水分从物料转移到气相，物料必须受热，水分吸收热量才能汽化。物料受热的方式仍然就是三种基本传热方式，即对流、传导和辐射。因此根据传热方式的不同，干燥分热风干燥、接触干燥和辐射干燥，相应的干燥设备分成对流式、传导式和辐射式三大类 干燥的方法 热风干燥---空气干燥法 此法直接以高温的空气作热源，籍对流传热，将热量传给物料，使水分汽化同时被空气带走。(对流式) 接触干燥法：此法是间接靠间壁的导热，将热量传给与间壁接触的物料。热源可为水蒸气、热水、燃气、热空气等。(传导式) 辐射法：此法是利用红外线、远红外线、微波或介电等能源将热量产给物料。(辐射式) 冷冻干燥或冷冻升华干燥 物料中水分的汽化可以在不同的状态下进行，水分是在液态下汽化的，倘若预先将物料中水分冻结成冰，而后在极低的压力下，使之直接升华而转入气相，这种干燥称为冷冻干燥或冷冻升华干燥。 干燥应用：干燥在国民经济各部门都有着重要意义。食品工业中干燥操作是一项最基本的单元操作，对于干燥食品它是一项主要的单元操作。例如：果蔬的干制，奶粉和蛋黄粉的制造，面包饼干的焙烤和淀粉的制造等等。另外发酵食品，味精，柠檬酸，酶制剂等等。啤酒生产中麦芽干燥，制糖生产中砂糖的干燥等。 干燥通常是产品生产过程中最后一道工序，因此与产品质量，最终产品有着重要关系。如果干燥过程控制不好，会使产品变质而受到损失。食品多为热敏性物料，在干燥过程中如果控制不好导致变质，破坏其色、香、味，影响产品质量。 目的：食品干燥目的是去除物料中的水分，减少其体积和重量，便于产品的储存和运输；可防止微生物在成品中繁殖。 目前食品产品的干燥广泛采用的是热风干燥法,相应的干燥设备分成对流式干燥设备. 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 一、厢式干燥器 厢式干燥器是一种常压间歇式干燥器，小型的称为烘箱，大型的称为烘房。 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 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。 穿流式如图9.1（3）所示, 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。 厢式干燥器特点 优点：制造和维修方便，使用灵活性大。食品工业上常用于需长时间干燥的物料、数量不多的物料以及需要特殊干燥条件的物料，如水果、蔬菜、香料等。 缺点：主要是干燥不均匀，不易抑制微生物活动，装卸劳动强度大，热能利用不经济(每汽化1kg水分，约需2.5kg以上的蒸汽)。 二、洞道式干燥机 有一段长度为20~40m的洞道。 结构 料盘-小车及进出 干燥介质空气 物料与空气流向 洞道干燥机特点 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。 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。 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 洞道干燥机特点 优点： ①具有非常灵活的控制条件，可使食品处于几乎所要求的温度-湿度-速度条件的气流之下，因此特别适用于实验工作； 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。 四、流化床干燥设备 流化床干燥机中物料呈沸腾状态干燥，又称沸腾床干燥机。 典型流化床干燥系统 流化床干燥机特点 流化床干燥机适宜处理的物料 流化床干燥适用的干燥阶段 流化床干燥机的主要型式 （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 典型流化床干燥机系统 系统构成如图9.7所示。风机驱使热空气以适当的