第八章喷雾干燥设备-食品伙伴网(原食品伴侣网)关注食品安

3、作为干燥介质的热空气，既是载热体，又是载湿体。 4、湿物料的升温与水分汽化所需吸收的热量是由干燥介质的温度降低
而提供的，它通过气固两相间的温差传递给湿物料，与此同时，固体 湿物料表面和干燥介质中水汽分压都将变化，因此，热量传递与质量 传递不仅是同时进行的，又是相互制约的。
5、既然对流干燥过程是干燥介质（一般为热空气）与湿物料之间相互 作用的结果，就有必要了解空气和湿物料在干燥过程中的有关性质及 其对过程的影响。
六、细粉回收装置
（一）旋风分离器
分离的原理
含粉尘的气体以较高的速度沿切线方向进入，在外筒与排气管件之间形成 旋转向下的外旋流，到达锥底后，以相同的旋转方向折转向上，形成内旋 流，到上部后通过中心伸进来的圆筒形排气管排出，颗粒在旋转的气体中 运动，受到离心力作用向器壁方向抛出，沿内壁下落到排出口排出。
因为在装置内部发生激烈气流旋转运动，故命名旋风分离器，它的器体上 部为圆柱体，下部为圆锥形，内部还有一圆筒。进气管位于外圆筒上侧，
4）在此阶段中，干燥速率的大小取决于物料本身的 结构、形态和尺寸，而与外部的干燥介质条件关系不 大，所以降速干燥阶段又称为物料内部扩散控制阶段。
5）此阶段除去的水分为剩余的非结合水分和一部分 结合水分。
六、干燥设备的新发展
1、大型的自动化的设备普遍使用； 2、提高热效率，节约能源； 3、先进的附聚技术在干燥过程中的应用； 4、奶粉的全自动枕式包装的应用。
的Βιβλιοθήκη Baidu料。
三、物料中水分的分类
1、平衡水分与自由水分
在一定干燥条件下，物料中不能除去的那部分 水分就是平衡水分，而可以被除去的水分为自 由水分，故物料中的总水分 = 平衡水分 + 自 由水分。
2、结合水分与非结合水分 物料的总水分 = 结合水分 + 非结合水分。
借化学力或物理化学力与固体物料相结合的水 分称为结合水分
第八章 喷雾干燥设备
第一节 概述
一、干燥概念
干燥是利用热能加热物料，使物料 中的水分蒸发而除去或利用冷冻法 使水分结冰后升华而除去水分的单 元操作。
二、干燥的目的
减小食品的体积和重量，方便运输 或减少运输费用；
可以有效的防止微生物的繁殖； 便于食品贮存和提高使用方便性； 加工出不同风味的产品及其它产品
2、降速干燥阶段
1）物料湿含量降至临界点以后，水分子从物料内部 向表面的扩散速率开始低于在物料表面水分的汽化速 率，物料表面逐渐出现“干区”；
2）随着干燥的进行，物料的温度有所上升； 3）随着物料内部含水量的不断减少，水分向表面的
扩散速率也不断降低，于是，汽化表面逐渐向物料内 部移动，干燥速率也就愈来愈低。
第二节 喷雾干燥系统分析
喷雾干燥系统组成
1、空气过滤器 2、风机 3、空气减湿器 4、空气加热器 5、热风分布器 6、浓缩乳雾化器 7、干燥室 8、细粉回收装置 9、产品输送设备
一、空气过滤器
组成
1、板框 2、滤板 3、滤层(海绵)
空气中的有害物质
二氧化硫、一氧化碳等有害气体 煤烟、粉尘等尘埃
五、恒速干燥阶段与降速干燥阶段
在恒定干燥条件下，干燥过程主要包括两个阶 段：恒速干燥阶段（通常由于物料的预热阶段 时间很短）和降速干燥阶段。
1、恒速干燥阶段 在此阶段中物料表面始终被非结合水分充分湿
润，这是由于物料内部水分表面的扩散速率大 于表面水分的汽化速率，在恒速干燥阶段有以 下特点：
. 1）湿物料表面被非结合水所湿润，表面水分充分；
2）传热推动力（温度差）以及传质推动力（饱和蒸 汽压差）的值一定，因此，干燥速率的值也一定；
3）物料表面的温度近似等于热空气的湿球温度； 4）此间段除去了大部分非结合水； 5）恒速干燥阶段干燥速率只取决于物料表面水分的
汽化速率，即取决于物料外部的干燥条件，与物料的 性质和含水量无关，因而恒速干燥阶段又称为表面汽 化控制阶段。
四、对流干燥过程
对流干燥过程的特点：
1、对流干燥过程是气固两相间进行的热和质同时反向的传递过程。在 一般情况下，这种质量传递属于单组分单向传递。
2、只要气流中的水汽分压Pw低于湿物料表面所产生的水汽分压Ps， 即△P=（Ps-Pw）﹥0，干燥过程就可以继续进行下去。显然，△P越 大，干燥过程进行得越快，这是干燥过程得以进行的必要条件。
三、风机
风机
引风机 排风机
选择风机考虑因素：
根据喷雾干燥设备蒸发水分的能力来确定风量，进 风机应考虑增加10%～20%的风量，排风机应增加 15%～30%的风量，一般情况下，排风机的风量较 进风机风量大20%～40%。
排风机的风量较进风机的风量大的原因：
1、计算进风机风量时以新鲜空气的温度计，而排 风机是以排风温度计。温度升高体积增大，排风量 增大；
例子
立式干燥塔(立式垂直并流型干燥塔) 塔体内外壁一般用厚度为2～3mm的不锈钢焊成，
塔体夹层用保温材料保温，塔径6～10m，高度为 20～30m，塔底多为圆锥型，塔体上设有灯孔、视 孔、人孔、振荡器、排风管等。
取粉方法：
流化床(常用) 吸气式输送器 刮板式输送器 螺旋输送器 气动运输经旋风分离器送至乳粉贮藏罐
性能评价：
1、捕集效率； 2、压力损失； 3、集尘容量； 4、操作难易； 5、设备费、运输费。
二、空气减湿器
当进入干燥塔的空气中湿含量较大时，特别是进入流化床的 空气含湿量较大时会造成奶粉返潮，所以必须除湿。
除湿的原理：将空气冷却到零点以下，使其中的水蒸汽凝结。 减湿器实际上就是一个热交换器，在减湿器壳内装有管道， 壳腔直接与空气过滤器相连，进来的新鲜空气，与壳腔内通 入的冷水或冰水的管道进行热交换，使空气冷却到零点以下， 使所含湿气冷凝，进入的空气湿度降低，尽量降低返潮现象 的发生。
2、排出的废气中不仅有进入的风，而且还有蒸发的 水蒸气需要排出；
3、另外，还需要保证塔内具有一定的负压。
四、空气加热器
五、干燥塔
喷雾干燥室是热空气与被干燥的料液进行热和质交 换的场所，要求具有足够的空间，以保证空气及物 料在干燥室内停留的时间，保证制品的含水量达到 生产工艺的要求，又不致受热过度或产生粘壁等现 象。