食品工业中干燥器的应用

食品工业中干燥器的应用

2012141501038 徐鹏

食品2班3

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。在食品工业中干燥设备的应用很广泛，其主要目的有减少食品的体积和重量，方便运输或减少运输费用；可以有效地防止微生物的繁殖；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他产品的辅料。

而食品工业中的干燥器也有很多种，根据不同的原料，不同的工业要求，使用不同的食品干燥器，以下介绍食品工业中多种干燥设备的原理，优缺点，应用等。

真空干燥设备，其主要特点是：物料在干燥过程中温度低，水分易蒸发，干燥时间短，物料易形成多孔状，产品溶解性，复水性，色泽口感好；能将物料干燥到很低的水分；可用较少的热能，得到较高的干燥速率，热能利用经济；适用性强，对不同性质，不同状态的物料，均能适应；控制能有较高的精度，但投资和动力消耗大，产量较低。

真空干燥设备主要应用于结构、质地、外观、风味、营养成分在高温下容易发生变化或分解的食品，干燥后的产品的速溶性和品质较好。

喷雾干燥是指将液状物料通过雾化器形成喷雾状态，雾滴在沉降过程中，水分被热空气气流蒸发而进行脱水干燥的过程。喷雾干燥器

是通过机械力的作用，使料液通过雾化器而雾化成雾滴，其直径一般为10-100μm，从而大大增加了表面积，一旦这些雾滴与从干燥塔顶部导入的热空气气流接触，在瞬间进行强烈的热交换和质交换，使其中绝大多数水分迅速蒸发并被干燥介质带走而除去，经10～30s干燥便得到符合要求的产品。

喷雾干燥的优点是：干燥速度快，产品质量好，工艺简单、控制方便，生产率高，营养损失少，产品纯度高缺点是：能耗大、热效率不高，设备较复杂、占地面积大、一次性投资大，因废气湿含量较高，为降低水分含量，需耗用较多的空气量。增加了鼓风机电能消耗与粉尘回收装置的负担，干燥室易于粘附产品微粒，清洗困难，清洗量大，将料液雾化成细小微粒，以及从废气回收夹带的粉粒产品所需的机构复杂。

沸腾干燥也成为流化床干燥是将颗粒物料堆放在分布板上，当气体由设备下部通入床层，随着气流速度加大到某种程度，固体颗粒在床层内就会产生沸腾状态，这种床层称为流化床。沸腾干燥是在干燥物料时，热空气既是流化介质，又是干燥介质，而被干燥的物料在热气流中一方面被吹起、翻滚、互相混合和摩擦碰撞，另一方面又在进行传热和传质，从而达到干燥的目的。

沸腾干燥设备的优点是：1)物料与干燥介质接触面大，搅拌激烈，热容量大，热传导效果好，设备的效率高。2)干燥速度快，物料在设备内停留时间短，适宜于热敏性物料的干燥。3)物料在干燥室内的停留时间可由出料口控制，故容易控制成品的含水率。4)装量简单，

设备造价低，本身无机械运动装置，保养容易，维修费用低。它的缺点主要是：1)对被干燥物料的粒度有一定的限制，一般要求颗粒细度在40ffm~6ram范围内。2)对易结块物料容易产生与设备间的粘结。

3)单层流化床难于保证干燥均匀，故需设置多层，使设备的高度大为增加。

冷冻干燥，也叫升华干燥，就是将待干燥的湿物料在较低温度下(-50~-10℃)冻结成固态后，在高真空度(0.133～133Pa)的环境下，将已冻结了的物料中的水分，不经过冰的融化而直接从固态升华为气态，从而达到干燥的目的。冷冻干燥首先将原料进行冻结，冻结的方法有自冻和预冻两种，预冻就是物料冷冻干燥前用一般方法将物料冻结，自冻就是利用物料表面的水分蒸发从它自身吸收汽化潜热，促使物料温度下降，当物料的温度达到冻结点时，物料中的水分自行冻结，大部分预煮蔬菜可用此法冻结。采用这种方法，在水分蒸发时，物料常会出现变形或发泡等现象，因此，此法对外观和形态要求高的食品并不适宜，当然，如果真空度调整适宜，这种变化可以减轻到最低程度，此法也叫蒸发冻结，优点是能量的消耗较为合理。冷冻干燥由于处理温度低，特别有利于热敏性物料。

冷冻干燥设备主要特点是：冷冻干燥操作的温度低，并且处于真空状态下，特别适用于热敏性食品和易氧化食品的干燥，可以保留新鲜食品的色，香，味以及Vc等营养物质；由于物料中水分存在的空间，在水分升华以后基本维持不变，故干燥后制品仍不失原有的固体框架结构，复水后易于恢复原有的性质与形状；冷冻干燥因在真空下

操作，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到保护，产品能长期保存而不变质；多孔疏松结构的干燥产品一旦暴露在空气中易吸潮，易氧化，最好要求真空或充氮包装，应采用具有一定保护作用的包装材料和包装形式；由于操作是在高真空和低温下进行，需要有一整套高真空获得设备和制冷设备，故投资费和操作费都很大，因而产品成本高。

冷冻干燥技术主要用于一些高附加值产品的加工，要使冷冻干燥技术被广泛应用于食品工业，还需要解决降低设备造价，减小能量源消耗，缩短生产周期长等问题。由于冷冻升华干燥具有其他干燥方法无可比拟的优点，因此越来越受到人们的青睐。随着研究工作的深入，加工材料及制造技术的改进，冷冻升华干燥在食品、生物制品医药等方面的应用将日益广泛，在食品工业中，常用于肉类、水产、果蔬、禽蛋、酶制剂、维生素、方便食品、咖啡、茶和调味品等干燥。

电磁辐射干燥设备是利用电磁感应加热(如高频、微波等)或红外线辐射效应来干燥物料，由于这种感应和辐射效应使物料中的极性分子(主要是水分子)在激烈的运动中产生摩擦而发热，因此物料能从外部到内部同时均匀发热而干燥，并且具有选择性，不会过热而焦化，外部形状的保持也比其他干燥方法好。

其原理是物料在没有外加电场的情况下，整体对外呈中性，外加电场作用被极化，如果外加电场变为交变电场，则物料的分子被反复极化，随着外加电场变化频率越高，反复极化的运动越剧烈，从电磁场所得到的能量越多。同时，在反复极化的剧烈运动中又在相互作用，使分子间摩擦变得越剧烈，这样把物料从电磁场中所吸收的能量变成

了热能，从而达到升温的目的。从物料表面蒸发水分时，物料内部形成一定的温度梯度和湿度梯度，加速了水分从物料内部向表面移动，达到干燥的目的。

电磁辐射干燥的特点：干燥速度快，操作方便，易于实现自动化，易于操作，均匀干燥，产品质量好，干燥具有选择性，高频干燥设备的投资较大，能源消耗大，高频输出效率较低。

微波干燥设备：微波的频谱是比高频高上百倍的电磁波，频率范围在(300～300000)MHz，波长在1～1000mm，微波干燥实质上是一种使用微波介质加热的干燥。微波干燥的原理基本上和高频干燥相同，是利用微波在快速变化的高频电磁场中与物质分子相互作用，被吸收而产生热效应，把微波能量直接转换为介质热能，从而达到干燥的目的。其特点是：干燥速度快，干燥均匀，产品质量好，选择性加热干燥，热效率高

红外线干燥设备：1)干燥速度快，生产效率高，节约电能消耗，中问不需要通过媒介物。2)设备小，便于连续生产和自动控制，与微波干燥相比，干燥装置更简单。3)无漏波危险，易操作和维修。4)干燥质量好，由于物料表面和内部的分子同时吸收远红外辐射，因此加热均匀，产品外观和组织结构等均有提高。5)红外线频率高，波长短，透人深度小，因此适用于大面积、薄层物料的加热干燥。

热泵干燥装置(1)能耗低，节能显著。(2)可以用较低的温度干燥食品，对食品不会产生化学分解和被氧化等现象，食品的风味，特别是颜色保存完整，特别有利于热敏性物料、健康食品和生物制品的干