喷雾干燥实验报告

食品机械与设备实验

喷雾干燥实验

班级：14食品营养2班

姓名：***

学号：************

指导老师：司徒文贝

喷雾干燥实验

（一）实验目的

①了解喷雾干燥设备流程及气动离心雾化器工作原理；

②熟识喷雾干燥的操作；

③通过实验深入了解喷雾干燥的优点和缺点；

④了解喷雾干燥产品形态。

（二）实验原理与内容

喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热气体(空气、氮气或过热水蒸气)干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。原料液可以是溶液、乳浊液、悬浮液。

液体的雾化器将料液分散为雾滴，增大干燥过程的传热传质速率。雾化器是喷雾干燥的关键部件之一，目前常用的有3种，即压力式雾化器、离心式雾化器、气流式雾化器。

雾化的液体与热气流的接触表面积很大，它与较高温度的气流一接触就迅速进行传热传质，雾滴水分吸收热量后又迅速蒸发成水蒸气，空气既作载热体又作载湿体。在干燥初期，雾滴很小，物料内部湿含

量的扩散传递而造成的干燥阻力几乎等于零，物

料的温度一直处于物料的表面湿球温度，为恒速

干燥阶段。在物料表面没有充水分时，物料就开

始升温并在内部形成温度梯度，为降速干燥阶段。

若当温度梯度很大，物料内部的蒸汽压大于物料

粒子表面内聚力时，粒子即会爆开，瞬时增大传

质蒸发表面。因此喷雾干燥的粉末大多是非球形。

本实验是采用离心喷雾，实验内容包括：1、

喷雾干燥设备流程及设备结构介绍；2、喷雾干燥设备使用操作要点介绍；3、喷雾干燥；4、干燥产品形态观察。

（三）实验仪器、设备

LPG-5型高速离心喷雾干燥机，设备参数：离心盘直径50mm、干燥室直径800mm,圆筒高600毫米，筒锥角度60°。这样的离心喷雾高速旋转的动力是采自压缩空气，压缩空气推动涡轮通过挠性轴带动离心盘转动,液料从加工料中均

匀滴入离心盘中央受离心力的作用以切线方向

甩出,绕成大小均匀的雾状水滴，分别于干燥室

中；由于离心盘转速高达2.5万转/分。挠性轴

细小，故注意操作，小心加料均匀，防止结焦

以保证离心盘的动力平衡。

BT00-50M型保定蠕动泵、静音无油空压

机。

实验材料：牛奶、可溶性淀粉（麦芽糊精）

测量仪器：小型离心喷雾干燥设备上热电

偶温度计(进出风)、红外线水分测定仪、手持折

光计。

（四）实验步骤

1.检查干燥机是否清洗干净，各管道及旋风分离器连接是否完好，关好观察门，安装收集瓶。

2.开启电源开关，开启风机开关按钮，设置进风温度178℃、出风温度86℃，然后再开启加热器开关按钮进行塔内预热到设定温度。

3.预热期间打开空气压缩机。

4.配料：往洁净干燥的烧杯中倒入250mL纯牛奶，用手持折光计测定牛奶的固形物含量，在电子天平上称取30g可溶性淀粉（麦芽糊精），加入牛奶中，用玻璃棒搅拌均匀，再用手持折光计测定混合物的固形物含量，待用。

5.干燥机内温度达到工作温度后，将雾化器放到塔顶雾化器的座孔上，连接好压缩空气管，将蠕动泵出料管插入雾化器的进料管内，打开空气压缩机气阀，慢慢调节减压阀的旋钮将空气压力调至0.4MPa，使雾化器的离心盘运转正常。启动蠕动泵，转速设置为29.0转/min，将物料泵入雾化器内进行雾化、干燥。

6. 从观察窗口观察干燥塔内物料雾化干燥情况（需光线配合）。

7.当物料即将泵完时，先关闭蠕动泵，停止进料；关闭加热开关，停止加热器；慢慢调节减压阀的旋钮将空气压力减至0，关闭空气压缩机气阀；风机继续工作，直到塔内温度降到90℃后再停止排风机；关闭电源开关，切断电源。

8.拆卸干燥室出料口、旋风分离器收集瓶，尽快分别收集干燥粉料。

9.取适量迅速测定并记录产品的含水率。

10.取出离心喷雾头小心拆开清洗，后抹干安装好放在支架上垂直放置，并清洁干燥机。注意：拆洗离心转盘，要特别小心，因它是桡性轴很容易压变形而致损坏。

（五）实验装置流程图

（六）实验数据及结果

干燥室设定干燥温度:170-180℃;

实验环境温度:14℃;

添加增稠剂前原料的可溶性固形物含量:13.0%.

添加增稠剂后原料的可溶性固形物含量:21.0%.

（七）分析与讨论

1.产品的形态

牛奶在进行干制前为白色液体，在通过喷雾干燥干制成奶粉后呈淡黄色，可能由于在干制过程中发生了美拉德反应，使得奶粉的颜色发生变化。奶粉均呈现颗粒状，没有粘结的现象发生，可能由于进行喷雾干燥的牛奶较少，所以都呈现点颗粒状。

2.产品的含水量

通过表1比较含水量数据得：干燥室出料口的样品>旋风分离器出料口的样品。分析可能的原因有：旋风分离器出料口的样品在干燥过程中经过了旋风分离器，干燥时间更长，干燥室出料口的样品却没有经过旋风分离器。

查相关资料可知，奶粉的含水量一般为3%-3.5%，一般不超过5%，而在本实验中，奶粉的含水量只有1.89%和2.29%，低于奶粉的含水量的要求，不利于保持奶粉品质。其中造成奶粉的含水量较低的原因为：(1)蠕动泵的转速偏低，加料速度慢；（2）干燥温度偏高；（3）实验当天环境湿度低，收集粉料迅速。