食品工艺学 思考题4

思考题4
1.解释名称：热端、冷端；干端、湿端；顺流、逆流；
热端：高温低湿空气进入的一端为热端
冷端：低温高湿空气离开的一端为冷端
湿端：湿物料进入的一端为湿端
干端：干制品离开的一端为干端
顺流：热空气方向与湿物料运动的方向一致，它的湿端对应热端，干端对应冷端
逆流：热空气方向与湿物料运动方向相反，它的湿端对应冷端，干端对应热端。

2.简述顺流和逆流干燥设备的区别和特点；分析顺流和逆流干燥曲线特征.
简述顺流和逆流干燥设备的区别和特点；分析顺流和逆流干燥曲线特征.
答：区别：顺流干燥设备是指热空气方向与湿物料流动方向一致，干燥开始时，水分蒸发异常迅速，物料的湿球温度下降较大，可进一步加速水分蒸干而不至于焦化。

但由于内部梯度较大，物料外层会出现表面硬化现象，甚至干裂并形成多孔结构。

在湿端附近，湿物料水分迅速下降，空气温度急剧降低，湿度随之增加；逆流干燥设备热空气方向与湿物料流动方向相反，食品湿物料遇到的是低温高湿空气，水分蒸发比较慢，即蒸发速率并不高，所以物料内温度梯度比较小。

这样湿物料能全面均匀收缩，不易发生干裂。

特点：顺流干燥设备干燥能力提高，但不适宜于吸湿性较强的食物干燥，常和逆流干燥设备相结合使用，对于那些要求表面硬化，内部干裂和形成多孔性食品干燥较为合适；逆流干燥设备干燥能力相应降低，干燥时间会延长，所以湿物料载量不宜过多，逆流干燥设备对水果干燥特别适宜。

顺流干燥曲线特征：刚开始时，湿物料遇到高温低湿空气，水分含量迅速下降，而在干端处
与低温高湿空气相遇，物料水分蒸发极其缓慢，干制品平衡水分也相应增加，以致干制品水分难以下降到10%以下。

逆流干燥曲线特征：刚开始湿物料遇到低温高湿空气，蒸发速率并不高，水分含量下降速率小于顺流干燥的水分下降速率，而在干端时，干物料遇到高温低湿空气，干制品的平衡水将相应降低，最终水分可低于5%。

3.在空气对流干燥方法中有那些设备？每类设备的特点与适用性？
（1）箱（柜）式干燥设备：并流箱式干燥器；穿流箱式干燥器
特点：箱（柜）式干燥设备制造和维修方便，属间歇式操作；设备容量小，单机生产能力不大，适于小批量生产、需要长时间干燥或者数量不多的物料；热能利用不经济。

适用性：干燥食品时允许使用的空气温度<94。

C，空气流速2-4m/s，通常用于散料如水果、蔬菜、香料或价值高的食品原料等的干燥；或作为试验设备，摸索物料干制特点，为确定大规模工业化生产工艺提供依据。

（2）隧道式干燥设备：
①逆流隧道式干燥设备：逆流干燥时由于初期干燥速率较慢，设备干燥能力相应降低，干燥时间会延长，故食品湿物料载量不宜过多。

逆流干燥设备对水果干制颇为适宜，软质水果更是如此，可避免因初始干燥速率过快，水分蒸发过速而导致干裂流汁。

李、梅等水果常用此法干制。

②顺流隧道式干燥设备：该设备干燥能力提高，但不适宜于吸湿性较强的食品干燥。

国外顺流干燥仅用于葡萄干的生产，还常和逆流干燥结合使用，对于那些要求表面硬化、内部干裂和形成多孔性的食品干燥较为合适。

③双阶段干燥设备: 双阶段干燥通常分为湿端顺流段和干端逆流段两段，第一阶段顺
流干燥和第二阶段逆流干燥，但一般顺流段的长度要短于逆流段。

双阶段干燥可以使干燥比较均匀，生产能力高，品质较好。

这类设备广泛应用于干燥蔬菜如胡萝卜、洋葱、大蒜、马铃薯等。

（3）输送带式干燥设备：使用带式载料系统能减轻装卸食品物料的体力劳动和费用，操作连续化和自动化，可实行工艺条件更加合理和优化，获得品质更加优良的干制品。

已用于干制苹果、胡萝卜、洋葱、马铃薯和甘薯片等。

使用这种方法的工厂日益增多，可取代隧道式干燥。

（4）气流干燥器:气流干燥设备同时把干燥、粉碎、筛分、输送、包装等工序实现了联合操作，若整个过程在密闭条件下进行，可减少物料飞扬、防止污染，同时提高干制品品质和产品得率。

气流干燥设备在食品行业中常应用与淀粉、面粉、葡萄糖、食盐、味精、切成小碎块的马铃薯及肉丁等食品的干燥。

气流干燥具有干燥强度大、干燥时间短、热效率高、适用范围广等特点。

缺点是对物料有一定的磨损，故对晶体形状有一定要求的物料不宜采用，而且气流干燥气流速度答，全系统的阻力大，因而动力消耗大。

（5）流化床干燥设备：流化床干燥的优点是设备设计简单，粉粒能和热空气密切接触并且不需要机械搅拌就能达到颗粒食品干燥均匀的要求。

但应用有一定的局限性，因空气流速过大，容易出现风道，以致大多数热空气会经风道排出，不再和物料接触完成加热和干燥的效能，造成热量的浪费；此外，高速气流还会将粉粒食品从干燥床上带走。

①卧室多室流化床干燥设备：该设备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，所干燥的物料大多是经造粒机制成的4-14目散粒状物料，初湿量一般在10％—30％，干燥后物料的终湿量一般在0.02％—0.3％。

②振动流化床干燥器：适合于干燥颗粒太粗或太细、易粘结、不易流化的物料。

此外还用于有特殊要求的物料。

（6）喷雾干燥设备：喷雾干燥的特点是干燥速率十分迅速，所得产品基本上能保持与液滴相近似的中空球状或疏松团粒状的粉末状，具有良好的分散性、流动性和溶解性。

喷雾干燥生产过程简单、操作控制方便，适宜于连续化大规模生产；但设备比较复杂，一次性投资大。

在生产粒径小的产品时，废气中约夹带有20％的微粉，需选用高效的分离装置。

热消耗答，热效率一般为30％-40％，动力消耗大。

4.真空干燥设备的组成和特点；
真空干燥设备主要是由可抽真空和维持真空的真空系统、可密闭和耐受外界压力的真空室（干燥箱）、冷凝水收集装置和以传导或辐射方式供热的加热系统组成。

真空系统采用真空泵或蒸汽喷射泵。

常用的真空干燥设备有间歇式真空干燥和连续式真空干燥。

连续式带式干燥机是由干燥室、加热与冷却系统、原料供给、疏松和臭气系统等部分组成。

这种干燥设备的特点是干燥时间段，5-25min，能形成多孔状制品，物料在干燥过程中能避免混入异物，防止污染，可以直接干燥高浓度、高粘度的物料。

简化工序，节约热耗。

真空干燥可以使物料在干燥过程中的温度低，避免过热；水分容易蒸发，干燥时间短；同时可以使物料形成膨化和多孔状组织，产品的溶解性、复水性、色泽和口感较好；最终水分含量可以干燥到很低；可用较少的热能，得到较高的干燥速率，热量利用经济；适应性强，对不同性质、不同状态的物料，均能适应。

但与常压热风干燥相比，设备投资和动力消耗较大，生产能力相对较低，干燥成本比较高。

适合于搁置各种（如液体、浆状、粉末、颗粒、块片等）水果制品以及麦乳精类产品等。

5.喷雾干燥设备的组成及特点;
喷雾干燥设备的组成及特点;喷雾干燥设备的组成主要是由雾化系统、空气加热系统、干燥室、空气粉末分离系统、鼓风机等部分组成。

雾化系统主要有三种：离心式、压力式和气流式。

它们的特点如下：
形式优点缺点
离心式（1）操作简单，对物料适应性强，适宜于高浓度、高粘度物料的喷雾；（2）操作弹性大，在液量变化为±25%时，对产品质量和粒度的分布均无多大影响；（3）不易堵塞，操作压力低；（4）产品粒子呈球状，外表规则整齐（1）喷雾器结构复杂、造价高、安装要求高；（2）仅适用于立式干燥机，且并流操作；（3）干燥剂塔径大；（4）制品松，密度小
压力式（1）喷嘴结构简单、维修方便；（2）可采用多个喷嘴（1~12个）提高设备生产能力；（3）可用于并流、逆流、卧式或立式干燥机；（4）动力消耗低；（4）制品蓬松；（6）塔径较小
（1）喷嘴易堵塞、腐蚀和磨损；（2）不适宜处理高粘度物理；（3）操作弹性小
气流式（1）可制粒径5μm以下的产品，可处理粘度较大物料；（2）塔径小；（3）并、逆流操作均适宜（1）动力消耗大；（2）不适宜大型设备；（3）粒子均匀性差空气加热系统一般有蒸汽加热、电加热两种，空气温度一般为150~300℃，食品体系一般在200℃左右，工业化工厂一般都采用蒸汽加热。

干燥室是液滴和热空气接触的地方，长一般几米到几十米，液滴在雾化器出口处速度达50m/s，但很快降到0.2~2m/s，在整个干燥室滞留时间5~100秒，食品水分含量从固形物含量30%~60%范围降到水分含量5%~10%，甚至可达2%，干燥室可水平方向也可垂直，分别称为卧式或立式，以垂直方向最为常见。

根据空气和液滴运动方向可分为顺流和逆流两种方式。

因此喷雾干燥设备可分为卧式顺流型、立式顺流型和立式逆流型。

空气粉末分离系统主要有旋风分离器和布过滤器，较大粒子粉末由于其自身重力沉降到干燥室底部，细粉末靠旋风分离器完成。

由于旋风分离器难以除去所有粉末，在某些情况下需要增加一个分离步骤，常用一纺织布或袋过滤器，在空气排出大气前先通过布过滤袋，细
粉被布袋所捕获最后用反向空气吹向过滤布回收。

喷雾干燥的特点是干燥速度十分迅速，所得产品基本上能保持与液滴相近似的中空球状或疏松团粒状的粉末状，具有良好的分散性、流动性和溶解性。