【正文】 料口 1— 卸料旋轉(zhuǎn)閥 2— 空氣加熱器 3— 風(fēng)機(jī) ? 帶式干燥器的特點(diǎn) ?濕物料成為適當(dāng)?shù)姆稚顟B(tài) ,空氣能順利通過帶上的物料層； ?物料內(nèi)部水分遷移的路程較短，干燥速率較高 。 ?設(shè)備造價(jià)較高 ?穿流帶式干燥器具有干燥速度快的優(yōu)點(diǎn) ,在食品工業(yè)中的應(yīng)用愈來愈廣泛。 ?帶式干燥器適用于切片或切丁的果蔬的干燥 ?工作原理：散粒狀物料由床側(cè)加料器加入，熱氣流通過多孔分布板與物料層接觸，氣流速度保持在臨界流化速度和帶出速度之間，顆粒即能在床層內(nèi)形成流化，顆粒在熱氣流中上下翻動與碰撞，與熱氣流進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)而達(dá)到干燥的目的。當(dāng)床層膨脹到一定高度時(shí)，床層空隙率增大而使氣流流速下降，顆粒又重新落下而不致被氣流所帶走。 （五）沸騰床干燥器（流化床干燥器） ?經(jīng)干燥之后的顆粒由床側(cè)出料管卸出，氣流由頂部排出，并經(jīng)旋風(fēng)分離器回收其中夾帶的粉塵。 ?優(yōu)點(diǎn)：顆粒在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間可任意調(diào)節(jié)；氣流速度小，物料與設(shè)備的磨損較輕，壓降??；傳熱面大，物料的最終含水量低；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。 ?缺點(diǎn)：因顆粒在床層中高度混合，則可引起物料的短路和返混，物料在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間不均勻。 臥式多室沸騰床干燥器 氣流式干燥系統(tǒng) 干燥管 干物料 旋風(fēng)分離器 蒸汽 冷凝水 冷空氣 熱空氣 板式換熱器 廢氣 風(fēng)機(jī) 氣流干燥器 ?優(yōu)點(diǎn)：對流傳熱系數(shù)和傳熱溫度差大，干燥器的體積小，干燥速率快，物料停留時(shí)間短，可在高溫下干燥；熱利用率高；設(shè)備緊湊，結(jié)構(gòu)簡單；可以完全自動控制。 ? 干燥強(qiáng)度高 ? 干燥時(shí)間短 ? 具有很大的容積傳熱系數(shù)及溫差 ? 熱效率高 ? 散熱面積小 ,所以熱損失小 , ? 可以省去專門的固體輸送裝置 ? 操作連續(xù)穩(wěn)定 ? 適用廣 ?缺點(diǎn)：氣流在系統(tǒng)中壓降較大；干燥管長；在干燥過程中存在摩擦，易將產(chǎn)品磨碎；分離器的負(fù)荷大。 ?適用于在潮濕狀態(tài)下仍能在氣體中自由流動的顆粒物料，可利用高速的熱氣流使粉、粒狀的物料懸浮于其中，在氣力輸送過程中進(jìn)行干燥。 ?由于全部產(chǎn)品由氣流帶出 ,因此分離器的負(fù)荷大 ?由于氣速較高 ,粒子有一定的磨損 ,所以對晶形有一定要求的物料不宜采用。 ?由于氣速大 ,全系統(tǒng)阻力很大 ,因而動力消耗大 。 ?最主要缺點(diǎn)是干燥管較長 ,一般在 1Om或 10m以上。 ? 優(yōu)點(diǎn) ?單位熱能耗用量遠(yuǎn)較熱風(fēng)干燥器為少 ?可在無氧的情況下進(jìn)行 ,故特別適用于對氧化敏感的食品的干燥 ? 缺點(diǎn) ?不適用于松散料的干燥 ? 食品工業(yè)中最常見的傳導(dǎo)燥器 ?滾筒干燥器 ?真空干燥箱 ?帶式真空干燥器 三 傳導(dǎo)和輻射干燥器 （一）傳導(dǎo)干燥器 1．真空干燥箱 1— 真空泵 2— 抽氣口 3— 壓力表 4— 安全閥 5— 加熱蒸汽閥 6— 冷卻水出閥 7— 疏水器 8— 冷卻水進(jìn)閥 1 1. 物料的熱敏性 2. 成品的形狀、質(zhì)量和價(jià)格 3. 干燥速度曲線的形狀和臨界含水量 4. 物料的粘附性 5. 單位耗能量及設(shè)備成本 6. 其它因素 四 干燥器的選擇 噴霧干燥 ， 是液體通過 霧化器 的作用 ， 噴灑成極細(xì)的霧狀液滴 ， 并依靠干燥介質(zhì) （ 熱空氣 、 煙道氣 、 惰性氣體 ） ，與霧滴均勻混合 ， 進(jìn)行熱交換和質(zhì)交換 ， 使水分 （ 或溶劑 ）汽化的過程 。 第五節(jié) 噴霧干燥 干燥速度快 ， 時(shí)間短；干燥溫度低 ， 物料本身不承受高溫；制品有良好的分散性 ， 溶解性 ， 產(chǎn)品純度高；生產(chǎn)過程簡單 ，操作控制方便 ， 適宜于連續(xù)化生產(chǎn) 。 什么是噴霧干燥 ？ 噴霧干燥的特點(diǎn) 另一方面，噴霧干燥也有其缺點(diǎn)： （ 1）熱效率低； （ 2）設(shè)備龐大； （ 3）對分離設(shè)備要求高。 適用范圍： （ 1）乳、蛋制品； （ 2）糖類、糧食制品； （ 3）酵母制品； （ 4）果蔬制品； （ 5）肉類、水產(chǎn)制品； （ 6）飲料、香料。 （血漿，魚粉，魚蛋白等） 一、噴霧干燥原理 （一）噴霧干燥流程 1— 空氣加熱器 2— 料泵 3— 干燥塔 4— 旋風(fēng)分離器 5— 成品罐 6— 成品 開放式噴霧干燥系統(tǒng) （二）噴霧干燥機(jī)理 物料水分的蒸發(fā)大體也可分為 恒速干燥階段 和 降速干燥階段 ，由于被分散后的霧滴比較小，所以各階段經(jīng)歷的 時(shí)間都很短 。 在恒速干燥階段中，水分通過顆粒的擴(kuò)散速率大于或等于蒸發(fā)速率。當(dāng)水分通過顆粒的擴(kuò)散速率不能再維持顆粒表面飽和時(shí)，擴(kuò)散速率就會成為控制因素，從而進(jìn)入降速階段。 要提高干燥速率，主要取決于兩個(gè)方面 ： 首先是 進(jìn)風(fēng)溫度 ，溫度越高，推動力越大；另一方面是 進(jìn)風(fēng)速度 ，干燥介質(zhì)和液滴的相對速度愈大，愈能提高傳熱和傳質(zhì)效果，蒸發(fā)的水分能迅速從顆粒周圍帶走，表面得到不斷更新，有利于強(qiáng)化干燥過程。 （三）噴霧干燥的熱質(zhì)傳遞 霧化后液滴和表面積增加的比例 恒速階段的速率與被干燥物料的性質(zhì)無關(guān)， 只受外部熱量與質(zhì)量傳遞條件的控制。 降速階段干燥速度曲線的斜率與物料以及濕分的性質(zhì)有關(guān)。 對于具體物料的干燥規(guī)律主要還是以實(shí)驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)作為工程放大的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)。 （四）物料衡算和熱量衡算 噴霧干燥屬于對流干燥。在熱量衡算中，噴霧干燥用于水分蒸發(fā)的耗熱量相對較大，物料帶入帶出的熱量及干燥器散熱的凈和一般可忽略不計(jì)，即 ?=0。也就是說，一般噴霧干燥可作為等焓干燥過程處理。 [例 1119]某廠奶粉車間采用壓力式噴霧干燥，干燥塔熱風(fēng)溫 度為 145℃ ，排風(fēng)相對濕度 10%。車間空氣溫度 24℃ ，相對 濕度 60%。每小時(shí)噴濃縮奶 450 kg，濃縮奶含固形物 46%， 奶粉含水 %。干燥過程為等焓干燥過程。 （ 1）求每小時(shí)空氣用量； （ 2）求加熱器需表壓 ； （ 3）若空氣加熱的傳熱系數(shù)為 1200W/()，求所需換熱面積。 解 ： 查圖 得 H0=， I0=50kJ/kg干空氣， I1=178kJ/kg干空氣。因?yàn)榈褥蔬^程，由 j2=10%曲線與等 I1 線交點(diǎn)，查得 H2=。 （ 1） W=G1 (w1w2)/(1w2) =450 ()/()=238kg/h L=W/(H2H1)=238/()=10300kg/h （ 2）查飽和水蒸氣表，壓強(qiáng) 800 kPa時(shí)飽和溫度 ℃ ， 對應(yīng)汽化熱 r=2053kJ/kg。 Qp=L(I1I0)=10300 (17850)= 106kJ/h 蒸汽用量 D=Q/r= 106/2053=642kg/h （ 3） Dt1==℃ Dt2==℃ S=Q/KDtm = 106 103/(1200 3600 ) = ln2121m ??DDDD?Dttttt ℃ （五）噴霧干燥的速率和時(shí)間 txxrdttrdw D??αec2cPα20L12)()(8 ?????噴霧干燥中，熱空氣與物料霧滴間對流傳熱的熱流量很大 Q=?A(ttw) 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算： Nu=2+噴霧干燥的時(shí)間可用下式計(jì)算： 熱量計(jì)算： （六）液滴在噴霧干燥室中的干燥 1．噴霧干燥室 噴霧干燥室分廂式和塔式兩大類，廂式干燥室又稱臥式干燥箱，用于水平方向的壓力噴霧干燥。塔式干燥室常稱為干燥塔，新型噴霧干燥設(shè)備幾乎都采用塔式結(jié)構(gòu)。 1— 干燥塔 2— 空調(diào)包裝室 3— 高壓泵 4— 夾 套冷卻壁 番茄粉噴霧干燥系統(tǒng) 2．噴霧干燥室內(nèi)霧滴與熱空氣的流動方向 （ 1）并流接觸 （ 1）水平并流 （ 2）下降并流 （ 3）上升并流 1— 熱空氣 2— 溶液 3— 制品 4— 排風(fēng) 5— 冷空氣 熱氣流與霧滴的流動方向可分為并流 、 逆流以及混合流三大類 此種流向僅適用于壓力噴霧 適用于壓力噴霧 ,也適用于離心噴霧，有利于產(chǎn)品卸出，回收負(fù)荷大。 此種流向僅適用于壓力噴霧 （ 2）逆流接觸 1— 熱空氣 2— 溶液 3— 排風(fēng) 4— 制品 （ 3）混流接觸 （ 1）、（ 2）下降混流 （ 3）上升混流 1— 熱空氣 2— 溶液 3— 制品 4— 排風(fēng) 5— 二次熱空氣 （一）噴霧干燥系統(tǒng)的組成 1．供料系統(tǒng) 常用的泵有螺桿泵、計(jì)量泵、隔膜泵等。 2．供熱系統(tǒng) 主要有直接供熱和間接換熱兩種形式。 3．霧化系統(tǒng) 常用的霧化器主要有： 離心式、壓力式、氣流式三種。 4．干燥系統(tǒng) 在一定程度上取決于霧化器的形式。 5．氣固分離系統(tǒng) 主要有干式分離和濕式分離兩類。 二、噴霧干燥裝置系統(tǒng) （ 1） 機(jī)械式噴霧器 （ 壓力噴嘴 ） 利用高壓泵 ， 強(qiáng)制液體通過小孔 ， 使之分散為霧滴 （ 2） 氣流式噴霧器 利用壓縮空氣或熱蒸汽的高速流動 ， 將溶液分散成霧狀 （ 3） 離心式噴霧器 ， （ 轉(zhuǎn)盤式噴霧器 ） 利用高速旋轉(zhuǎn)的圓盤 ， 使液體受離心力作用而分散成液滴 ， 三、噴霧器 （ 1） 機(jī)械式噴霧器 （ 壓力噴嘴 ） 結(jié) 構(gòu) 經(jīng)過高壓泵加壓后的料液 ， 以一定的速度 ， 沿切線方向進(jìn)入噴嘴的旋轉(zhuǎn)室 ， 或者通過具有旋槽的噴嘴心 ， 進(jìn)入噴嘴的旋轉(zhuǎn)室 。 這時(shí) ， 液體的部分靜壓能將轉(zhuǎn)化為動能 ， 形成液體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 。 愈靠近軸心 ， 旋轉(zhuǎn)速度愈大 ， 其靜壓力愈小 。 結(jié)果 ， 在噴嘴中央形成一股壓力等于大氣壓的空氣旋流 ， 而液體則變成繞空氣心旋轉(zhuǎn)的環(huán)形薄膜 ， 從噴嘴噴出 。 當(dāng)環(huán)狀薄膜從噴嘴噴出以后 ， 在料液物理性質(zhì)的影響下 ， 以及介質(zhì)的摩擦作用下 ， 液膜伸長變薄 ， 并撕裂成細(xì)絲 ， 最后細(xì)絲斷裂為小液滴 。 從離心壓力噴嘴出來的霧型 ， 一般成空心圓錐形 ， 出來的薄膜速度雖不變 ， 但隨著圓錐的擴(kuò)展 ， 厚度逐漸變薄 ， 所以 ， 在一定的壓力下 ， 薄膜在細(xì)絲斷裂前 ， 其長度必有一最大值 ， 料液粘度大 ， 薄膜就長； 增加薄膜速度 ， 增強(qiáng)薄膜與介質(zhì)間摩擦所引起的湍動 ， 薄膜也就變短 。 在負(fù)壓的介質(zhì)中進(jìn)行噴霧時(shí) ， 因摩擦減小 ， 薄膜長度就會增加 。 壓力式噴嘴的結(jié)構(gòu) （ 1）噴嘴芯 （ 2）噴嘴 （ 3）裝配圖 1— 聯(lián)結(jié)螺母 2— 噴嘴芯 3— 噴嘴 4— 噴嘴套 （ 二 ） 離心式噴霧器 它是將溶液送到高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上 ， 由于離心力的作用 ， 溶液被拉成薄膜 ， 由盤的邊緣甩出 ， 同時(shí) ， 受到周圍空氣的摩擦 ， 以及本身表面張力的作用 ， 而成霧滴 。 結(jié)構(gòu) 噴槍式 ， 圓盤式 。 （ 碟式 、 鈴式 ） 平滑圓盤 、 多葉圓盤 、 變形多葉圓盤 。 從離心盤甩出的液滴，被分散為液滴的現(xiàn)象，要受下列因素的支配， 液體的粘度和表面張力； 液體在離心盤邊緣的慣性力；液體和甩出點(diǎn)周圍空氣的磨擦； 當(dāng)離心盤的轉(zhuǎn)速很低且液量很小時(shí) ， 液體粘度和表面張力 ， 起決定作用；隨著離心盤速度愈來愈高 ， 液量愈來愈大 ， 慣性力和摩擦力的影響愈大 ， 逐漸成為控制因素 。 對光滑無葉片的平盤 ， 當(dāng)粘度和表面張力為控制機(jī)理時(shí) ， 液滴為直接單獨(dú)形成 ， 并從盤緣甩出 。 液量和盤速繼續(xù)增加時(shí) ， 霧滴直接單獨(dú)形成的機(jī)理 ， 就轉(zhuǎn)變?yōu)榻z狀體斷裂的機(jī)理 。 此時(shí) ， 料液局部集中進(jìn)一步擴(kuò)大了 ， 液絲就開始從盤緣伸出 。 增加液量 ， 盤緣的液絲數(shù)目也增加 ， 但未到一定數(shù)目之前 ， 再增加液量 ， 液絲只是變粗 ， 而數(shù)目不再增加 。 液絲極不穩(wěn)定 ， 從盤緣伸出不遠(yuǎn)就立即斷裂 ， 變成液滴和許多伴隨在一起的小滴 。 液體的粘度和表面張力愈大 ， 生成的液滴液愈大 ， 粘度增加