1、第一節(jié)食品干燥基礎(chǔ)一、食品中水分的狀態(tài)和水分活度干制前食品物料狀態(tài)液態(tài)溶液葡萄糖，咖啡浸出液膠體溶液蛋白質(zhì)溶液，果膠溶 液非均相液態(tài)物料蛋液，果汁，牛奶濕固態(tài)晶體（食鹽，糖）膠體彈性膠體（明膠，面團(tuán)）除水收縮，仍有彈性脆性膠體（骨骼）除水變脆，變成粉具有膠質(zhì)毛細(xì)孔的物料收縮，變脆，毛細(xì)管壁有彈性生物組織體（肉， 內(nèi)臟，四肢）（一）食品物料中水分存在的形式1、化學(xué)結(jié)合水2、物理化學(xué)結(jié)合水：分為吸附結(jié)合水，結(jié)構(gòu)結(jié)合水，滲透壓結(jié)合水吸附結(jié)合水：在物料膠體微粒內(nèi)外表面上因分子吸引力而被吸著的水分與物料結(jié)合力最強(qiáng)（干燥不易除去）結(jié)構(gòu)結(jié)合水：膠體溶液凝固成凝膠時(shí)，保持在凝膠體內(nèi)部的一種水分。蒸汽壓低滲透壓

2、結(jié)合水：溶液和凝膠溶液中，被溶質(zhì)束縛的水分。蒸汽壓降低3、機(jī)械結(jié)合水食品濕物料內(nèi)的毛細(xì)管或孔隙中保留和吸著的水分以及物料外表面附著的潤(rùn)濕水分，依 靠表面附著力，毛細(xì)力和水分粘著力存在。蒸汽壓幾乎與純水蒸汽壓無(wú)區(qū)別。食品濕物料在干燥中除去的水分主要是機(jī)械結(jié)合水和部分物理化學(xué)結(jié)合水。干制品中仍 含有部分水。（二）、食品物料濕含量表示方法1、濕基濕含量（w）濕物料中水分占總質(zhì)量的百分比，使用不便。W = X100%m-水的質(zhì)量（kg）m -濕物料的總質(zhì)量（kg） TOC o 1-5 h z m002、干基濕含量（w）:濕物料中水分與干物質(zhì)質(zhì)量的百分比w= x 100%m -一濕物料中干物質(zhì)質(zhì)量（kg

3、）mcc3、二者天系w, ww = w =1 + w*1 一 w（三）、水分活度A = P -物料表面水分的蒸汽分壓P -同溫度下純水的飽和蒸汽壓w Pvss注意點(diǎn)：1、食品的水分活度在0-1之間2、物料濕含量與水分活度之間不僅與溫度有關(guān)，還與食品種類有關(guān)（四）、水分活度與食品的保藏性食品腐敗微生物活動(dòng)引起一物料中非結(jié)合水一水分活度（Aw0.7）酶作用 降低水分活度，反應(yīng)速度先升高再降低，干燥不能代替酶鈍化處理，以過(guò)氧化物酶殘留活性作為參考指標(biāo)，控制酶活性。二、干燥介質(zhì)的特性食品干燥過(guò)程中，通常用熱空氣作干燥介質(zhì)，熱空氣在干燥過(guò)程中即是載熱體又是載濕 體。濕空氣中水蒸汽不斷變化，絕干空氣質(zhì)量恒

4、定，計(jì)算中熱空氣各項(xiàng)參數(shù)以單位質(zhì)量的絕 干空氣為基準(zhǔn)。（一）、濕度（濕含量）1、絕對(duì)濕度：?jiǎn)挝毁|(zhì)量絕干空氣中所含的水蒸汽質(zhì)量H = ?vnv =!vH-空氣絕對(duì)濕度（kg/kg）M n 29nMg-絕干空氣摩爾質(zhì)量（kg/kmol）M v -水蒸汽 摩爾質(zhì)量（kg/kmol）ng絕干空氣物質(zhì)的量（kmol）nv水蒸汽物質(zhì)的量（kmol）由分壓定律：理想氣體混合物中各組分的摩爾比等于分壓比H = 0.6 2 P-濕空氣總壓力（Pa）29（ P - P） P - PPw-濕空氣中水蒸汽分壓（Pa）由此可知：濕空氣的濕度與總壓及其中水蒸汽分壓有關(guān)。當(dāng)總壓一定時(shí)，濕度僅由水 蒸汽分壓所決定的。2、相對(duì)

5、濕度：在一定總壓下，濕空氣中水蒸氣分壓與同溫度下純水飽和蒸汽壓之比，稱為 相對(duì)濕度。9 = P 甲-空氣相對(duì)濕度Ps-同溫度下純水的飽和蒸汽壓s甲為衡量濕空氣的不飽和程度。甲=1，空氣飽和，不能再接納水分甲值越小，愈不飽和，可接納水分愈多，干燥能力愈大，反映空氣吸收水的能力。9P、，一 、 .一、.一、_ H = 0.622平二總壓一定，由濕空氣溫度和濕度即可示出相對(duì)濕度P 一 P 9s空氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，絕對(duì)濕度HsH = 0.6 2 ?sPs根據(jù)空氣溫度在飽和水蒸汽表中查到sP PsPw-根據(jù)溫度計(jì)/露點(diǎn)儀測(cè)露點(diǎn)溫度查到。（二）、溫度濕空氣溫度可用干球溫度和濕球濕度表示用普通濕度計(jì)測(cè)得濕空

6、氣溫度即為干球溫度。在普通溫度計(jì)感溫部分包濕紗布。濕紗布一部分浸入水中，使其保持濕潤(rùn)狀態(tài)，即構(gòu)成 濕球溫度計(jì)。濕球溫度計(jì)所指示的平衡溫度。w，實(shí)質(zhì)上是濕紗布中水分的溫度，該溫度由 濕空氣干球溫度。及濕度H所決定。0 w=f（H, 0 ）當(dāng)濕空氣。（干球溫度）一定，如其H愈高，則0 w也愈高。當(dāng)濕空氣達(dá)飽和時(shí)，0 w=0 ；不飽和空氣0 w0測(cè)得空氣0，0 w，可求出空氣中濕含量。單位時(shí)間，空氣傳向濕紗布熱量 O = hA（B 0 ）w單位時(shí)間，濕紗布表面水分汽化量N = kHA（H -H）O = r NhA（0 0） = rk （H - H）h-對(duì)流傳熱系數(shù) hH = H ）A接觸面積HKH以

7、濕度差為動(dòng)力傳質(zhì)系數(shù)N-單位時(shí)間氣化水分量H空氣濕度Hw0 w時(shí)空氣飽和濕度rw0 w時(shí)水汽化潛熱三、食品物料與干燥介質(zhì)間的平衡關(guān)系（一）物料的水分活度與空氣相對(duì)濕度之間關(guān)系A(chǔ)w一物料一物料和空氣充分接觸，使空氣？水=物料P水，此時(shí)，P水/P飽和蒸汽壓=Aw 將完全干燥的食品置于各種相對(duì)濕度不同的空氣中，經(jīng)一定時(shí)間，食品會(huì)從空氣中吸收水分， 達(dá)到平衡。這時(shí)食品內(nèi)所含的水分對(duì)應(yīng)的相對(duì)濕度稱為平衡相對(duì)濕度。由水分活度定義和相 對(duì)濕度定義可知：此時(shí)，相對(duì)濕度即為水分活度。（RH=Aw）物料的水分活度與空氣平衡相對(duì)濕度是不同的兩個(gè)概念，分別表示物料與空氣在達(dá)到平 衡后雙方各自的狀態(tài)。如物料與相對(duì)濕度數(shù)

8、值比它水分活度大的空氣相接觸，即物料將從空 氣中吸收水分，直至達(dá)到平衡，該現(xiàn)象為吸濕現(xiàn)象；反之為去濕現(xiàn)象（二）平衡水分物料與空氣之間水分達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，物料中所含水分為該介質(zhì)條件下，物料的平衡水分。平衡水分與物料種類和介質(zhì)條件有關(guān)。若物料與一定濕度的空氣接觸，物料中總有一部分水分不能被除去，這部分水分就是平 衡水分，能被介質(zhì)帶走的水分稱為自由水分，被除去的水包括兩部分：一部分為結(jié)合水，別 一部分為非結(jié)合水。結(jié)合水/非結(jié)合水： 與食品物料自身性質(zhì)有關(guān)，與空氣狀態(tài)無(wú)關(guān)平衡水分/自由水分：與物料性質(zhì)及空氣狀態(tài)有關(guān)四、干燥特性曲線食品物料干燥特性與干燥環(huán)境條件有密切的關(guān)系。干燥環(huán)境條件可分為恒定干燥和變

9、動(dòng) 干燥。恒定干燥：物料干燥時(shí)過(guò)程參數(shù)穩(wěn)定。如干燥空氣，溫度，相對(duì)濕度，流速不變工業(yè)生產(chǎn)中，干燥條件多屬于變動(dòng)干燥，但如果變動(dòng)不大時(shí)，仍可按恒定干燥情況處理。食品物料干燥過(guò)程特性，可由干燥曲線，干燥速率曲線及干燥溫度曲線表達(dá)。（一）干燥曲線：干燥溫度曲線，干燥速率曲線在干燥過(guò)程中，隨著干燥時(shí)間的延續(xù)，水分不斷汽化，物質(zhì)的質(zhì)量降低，在不同時(shí)刻記 錄物料質(zhì)量，直至物質(zhì)質(zhì)量不再變化。干燥曲線：物料平均干基濕含量可與時(shí)間t關(guān)系繪圖干燥溫度曲線：干燥過(guò)程中，物料表面溫度隨時(shí)間變化。一一t繪圖物料干燥速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，單位干燥面積上汽化水分的質(zhì)量，即uw繪圖m m dAdt Adt（二）食品物料干燥過(guò)程分

10、析一般干燥過(guò)程明顯分為兩個(gè)階段，恒速干燥階段，降速干燥階段。兩個(gè)階段的交點(diǎn)C 為臨界點(diǎn)。與點(diǎn)E對(duì)應(yīng)的物料濕含量為操作條件下的平衡水分，此時(shí)干燥速率為0。1、恒速階段：食品物料表面非常濕潤(rùn)，物料表面溫度等于空氣濕球溫度。物料水分在恒定 溫度下進(jìn)行汽化，熱量全部來(lái)源于空氣。一般來(lái)說(shuō)，此階段汽化水分為非結(jié)合水分，恒速干燥階段的大?。ǜ稍锼俾剩?，取決于 物料表面水分的汽化速率，即物料外部的干燥條件，所以恒速干燥階段又稱為表面汽化控制 階段。2、降速階段此階段，水分自物料內(nèi)部向表面汽化的速率，低于物料表面水分的汽化速率，濕物料表 面逐漸變干。汽化表面向物料內(nèi)部移動(dòng)，溫度也不斷上升，隨著物料內(nèi)部濕含量的減

11、少，水 分由物料內(nèi)部向表面?zhèn)鬟f的速率慢慢下降，干燥速率也越來(lái)越低。該階段干燥速率大小主要取決于物料本身結(jié)構(gòu)，形狀和尺寸，而與外部干燥條件關(guān)系不 大，亦稱物料內(nèi)部遷移控制階段。該階段干燥速率降低原因：實(shí)際汽化表面減小汽化表面內(nèi)移平衡蒸汽壓下降物料內(nèi)部水分?jǐn)U散受阻3、臨界濕含量物料干燥過(guò)程中，恒速階段與降速階段轉(zhuǎn)折點(diǎn)的濕含量，稱為臨界濕含量。臨界濕含量”值愈大，達(dá)到物料平衡濕含量所需干燥時(shí)間越長(zhǎng)。意義：C確定物料“;值不僅對(duì)于干燥速率和干燥時(shí)間計(jì)算必要，對(duì)于強(qiáng)化具體干燥過(guò)程也有重 要意義。影響因素：隨物料的性質(zhì)，厚度及干燥條件不同而異。如非多孔性物料=值多孔性物料w，物料愈厚，w;提高。五、干燥過(guò)

12、程中的傳熱與傳質(zhì)食品物料的干燥過(guò)程是熱量傳遞和質(zhì)量傳遞同時(shí)存在過(guò)程，伴隨著傳熱，傳質(zhì)，物料 達(dá)到干燥。熱量和質(zhì)量是通過(guò)物料內(nèi)部和外部傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（一）物料外部的傳熱與傳質(zhì)無(wú)論何種干燥方式，干燥介質(zhì)均圍繞在物料周圍，在靠近物料表面形成界面層。界面層 狀態(tài)不同于介質(zhì)內(nèi)部，主要表現(xiàn)為：速度降低，其厚度為決定因素。被環(huán)繞表面狀態(tài)，與氣體粘度成正比，與氣體流速成反比。界面層厚度：從介質(zhì)出現(xiàn)速度梯度的那一點(diǎn)到被干燥物體表面的距離即界面層厚度。由于界面層存在速度梯度，所以在距物料表面不同的距離處造成不同溫度降，出現(xiàn)溫度 梯度，溫度梯度與空氣流速及介質(zhì)導(dǎo)熱性有關(guān)。濕度梯度，方向與速度梯度和濕度梯度相反。干燥

13、過(guò)程中，界面層存在造成傳熱，傳質(zhì)阻力。為提高干燥速度，必有減少界面層厚度， 必須綜合考慮界面層溫度梯度，速度梯度及蒸汽分壓濕度的影響因素?？赏ㄟ^(guò)以下途徑實(shí)現(xiàn) 提高干燥速度：提高物料溫度，提高介質(zhì)流速，強(qiáng)化蒸汽壓差（二）物料內(nèi)部傳熱傳質(zhì)物料干燥過(guò)程：表面受熱干燥逐漸向中心傳遞物料干燥初期，水分均勻分布，隨著干燥進(jìn)行，表面水分下降，形成溫度梯度，水分傳 遞受溫度梯度，濕度梯度及物料本身導(dǎo)濕性影響。干燥過(guò)程中，由于溫度梯度，濕度梯度方向相反，造成干燥不徹底，物料發(fā)生不理想變 化，采用升溫、降溫、再升溫、再降溫的工藝，強(qiáng)化水分內(nèi)部擴(kuò)散。（三）干燥過(guò)程的控制合理處理好物料內(nèi)部外部傳熱，傳質(zhì)關(guān)系即可有效控

14、制干燥進(jìn)行。干燥速率由表面汽化 速率與內(nèi)部擴(kuò)散速率共同決定。干燥初期：表面汽化速率內(nèi)部擴(kuò)散速率措施：提高介質(zhì)濕度，降低介質(zhì)濕度，改善介質(zhì)與物料之間的流動(dòng)和接觸狀況。干燥后期：表面汽化速率內(nèi)部擴(kuò)散速率（內(nèi)部擴(kuò)散速率為限制因素）水分無(wú)法及時(shí)到達(dá)物料表面，造成汽化界面內(nèi)移，產(chǎn)生干燥層使干燥困難措施：減小料層厚度，縮短水分在內(nèi)部的擴(kuò)散距離使物料堆積疏松，擴(kuò)大干燥表面積采用接觸加熱和微波加熱。使溫度、濕度梯度方向一致第二節(jié)干燥過(guò)程中食品的主要變化物料干燥過(guò)程中，發(fā)生主要變化：物料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的物理變化；物料組成成分發(fā)生化學(xué)變化這些變化直接關(guān)系到干燥制品質(zhì)量及對(duì)貯藏條件要求，而且不同于干燥工藝變化程度也

15、有差別。一、物理變化1、干縮：由于脫水干燥造成物料收縮的現(xiàn)象，內(nèi)壓降低未失活細(xì)胞，干縮嚴(yán)重，失活細(xì)胞，干縮較小。評(píng)價(jià)：線性干縮，程度小，收縮均勻的物料復(fù)水性好。2、表面硬化原因：溶質(zhì)在物料表面積累產(chǎn)生結(jié)晶硬化干燥初期，溫差，濕差過(guò)大，形成干燥膜避免：調(diào)節(jié)干燥初期水分外逸速度，用高溫高濕介質(zhì)脫水3、物料內(nèi)應(yīng)多孔性形成產(chǎn)生原因：干燥過(guò)程中，空氣填充原來(lái)水占據(jù)的空間，形成空穴。干制品孔隙大小及均 勻程度對(duì)口感，復(fù)水性影響較大。加壓干燥/減壓干燥：形成較好多孔狀態(tài)液體、漿狀物料干燥，利用攪拌產(chǎn)生泡沫/物料微?；刂贫嗫仔纬啥?、化學(xué)變化1、蛋白質(zhì)變化通常食品物料較長(zhǎng)時(shí)間暴露在71C以上的熱空氣中，對(duì)蛋白

16、質(zhì)有一些破壞作用。氨基 酸中以賴氨酸最不耐熱2、脂肪變化脫水過(guò)程中，食品（特別是含油脂食品）物料中的油脂極易發(fā)生氧化，干燥濕度升高， 脂肪的氧化嚴(yán)重。3、維生素變化脫水過(guò)程中，各種維生素的被破壞和損失是非常值得注意的問(wèn)題，直接關(guān)系脫水食品的 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。總的來(lái)講，高溫對(duì)食品物料中的維生素均有不同程度的破壞?？箟难針O易氧化 損失。硫胺素對(duì)熱十分敏感，未經(jīng)酶鈍化處理的蔬菜，在脫水時(shí)胡蘿卜的損耗量高達(dá)80%， 如果膠水方法選擇適當(dāng)，可下降至5%4、色澤變化在干制過(guò)程中，由于高溫作用，食品原有的色澤發(fā)生變化。碳水化合物參與的酶促褐變與非酶促褐變反應(yīng)是干制品變成黃色，褐色或黑色的主要原 因。酶促褐變可通

17、過(guò)鈍化酶活性和減少氧氣供給來(lái)防止。一般對(duì)原料進(jìn)行熱燙處理或硫處理 以及鹽水浸泡處理等。其他色素在干燥過(guò)程中也會(huì)發(fā)生或多或少的變化。濕度愈高，處理時(shí)間愈長(zhǎng)，色素變化 量愈多。第三節(jié)食品干燥方法食品物料干燥方法分類：按干燥方式分間歇式，連續(xù)式按操作壓力不同：常壓干燥，真空干燥按工作原理：對(duì)流干燥，接觸干燥，冷凍干燥，輻射干燥干燥過(guò)程應(yīng)根據(jù)物料的性質(zhì)和生產(chǎn)工藝要求，并考慮投資費(fèi)用，操作費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)因素。 正確合理選用不同干燥方法和相應(yīng)的干燥裝置。一、對(duì)流干燥（使用最多）熱風(fēng)干燥，熱空氣即是載熱體又是載濕體。進(jìn)行對(duì)流干燥必要條件：干燥時(shí)P物料表面P干燥介質(zhì)水蒸汽（一）自然干燥利用自然條件，炎熱和通風(fēng)是自

18、然干燥最適宜的氣候條件。特點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉，不受場(chǎng)地局限干燥時(shí)間長(zhǎng)，制品品質(zhì)下降（色澤，維生素），受氣候條件限制，易發(fā)生衛(wèi)生問(wèn) 題，難以工業(yè)化生產(chǎn)。（二） 廂式干燥框架結(jié)構(gòu)。按傳熱形式可分為真空廂式干燥（間接加熱/輻射加熱）和對(duì)流廂式干燥（熱風(fēng)直接干燥）按熱風(fēng)與物料接觸方式可分為：并流廂式干燥（平行）和穿流廂式干燥（垂直）1、并流廂式干燥2、穿流廂式干燥干燥器底部由金屬網(wǎng)或多孔板構(gòu)成。每層物料盤之間插入斜放擋風(fēng)板。特點(diǎn)：干燥速率為3-10倍并流廂式干燥，干燥速率高動(dòng)力消耗大，對(duì)設(shè)備密封性較高，注意風(fēng)速及料層厚度，否則物料飛濺影響廂式干燥器熱效率因素：熱風(fēng)速度0.5-3m/s物料層的厚度和

19、間隔20-50mm.支架間距100-150mm料盤高度40-100mm風(fēng)機(jī)風(fēng)量qm=3600 u A/v多次空氣加熱和廢氣循環(huán)再利用多次空氣加熱好處：與物料接觸的空氣溫度不會(huì)過(guò)高，干燥速率比較均勻，熱損失少?gòu)U氣循環(huán)優(yōu)點(diǎn)：可靈活，準(zhǔn)確控制空氣進(jìn)入干燥器的濕度和溫度，余熱利用降低能量消耗（三）隧道式干燥特點(diǎn)：增加物料處理量，降低生產(chǎn)成本，連續(xù)/半連續(xù)操作熱端：高溫低濕空氣進(jìn)入的一端濕端：濕物料進(jìn)入冷端：低溫高濕空氣離開(kāi)的一端干端：干制品離開(kāi)1、順流式隧道干燥特點(diǎn)：入口入，物料不過(guò)熱產(chǎn)生焦化現(xiàn)象（80-90C）物料外層出現(xiàn)輕微收縮，進(jìn)一少內(nèi)部易開(kāi)裂，并形成多孔狀結(jié)構(gòu)干制品水分含量高（10%）2、逆流

20、式隧道干燥特點(diǎn)：不易出現(xiàn)表面硬化和收縮現(xiàn)象。濕物料裝載量不宜過(guò)多干端溫度（66-77C ）不能過(guò)高，否則物料易焦化干制品含水量5%適宜于軟質(zhì)水果干燥3、組合式隧道干燥吸取順流式濕端水分蒸發(fā)速率高和逆流式后期干燥能力強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)，組成濕端順流，干端逆 流兩段組合。一般濕端順流段長(zhǎng)度干端逆流段長(zhǎng)度特點(diǎn)：整個(gè)過(guò)程均勻一致，傳熱傳質(zhì)速率穩(wěn)定，制品質(zhì)量好干燥時(shí)間縮短，生產(chǎn)能力提高投資，損傷費(fèi)用高于單一式隧道干燥器4、橫流式隧道干燥優(yōu)點(diǎn)：控制條件靈活，可使食品處于幾乎所要求的任何濕度，溫度，干燥速度制品水分含量更加均勻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，維修不便，工業(yè)應(yīng)用受限制，往往實(shí)驗(yàn)室使用。（四）輸送帶式干燥可分為單帶式和多

21、帶式操作可連續(xù)化，自動(dòng)化，特別適用于單一品種的規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。單帶式干燥器：適用于干燥時(shí)間短的物料雙帶式干燥器：物料實(shí)現(xiàn)混合，改善干燥均勻性節(jié)省原來(lái)需要的載料面積特點(diǎn)：干燥速率高，濕物料需要事先分散（五）流化床干燥（沸騰床干燥）固定床：顆粒層當(dāng)氣體速度較低時(shí)，固體顆粒間相對(duì)位置不發(fā)生變化，氣體在顆粒層的空隙 中通過(guò)，此時(shí)，顆粒層稱為固定床流化床：當(dāng)氣體流速增高，顆粒懸浮在上升的氣流中作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，顆粒與流體之間的摩擦力 恰與其凈重力相平衡，此時(shí)形成的床層稱為流化層。由固定床轉(zhuǎn)為流化床時(shí)氣流速度稱為臨界流化速度。氣流速度愈大，流化床層愈高，當(dāng) 顆粒床層膨脹到一定高度時(shí)，固定床層空隙率提高，使流速度

22、下降，顆粒重新落下，不致被 氣流帶走。氣體流速提高時(shí)，液化床變厚。當(dāng)氣體流速提高，大于顆粒自由沉降速度時(shí)，顆粒從干燥器頂部吹出，此時(shí)的氣流速度 稱為帶出速度。流化床的適宜氣體速度應(yīng)在臨界流化速度與帶出速度之間。其適用范圍有：粒徑30印-6mm物料，靜止時(shí)層高0.05-0.15m，流速為0.4-0.8倍自由沉降速度。流化干燥適用于含水量不高，且已處于降速干燥階段粉粒狀的物料。流化床中氣固運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)很像沸騰液體，并在很多方面表現(xiàn)出類似液體性質(zhì)。如：具有類似液體的流動(dòng)性容器傾斜時(shí)，床層上表面保持水平，兩個(gè)床通連通時(shí)，它們床面可自行調(diào)整至同一水平面，床層中任意兩截面間壓強(qiáng)變化大致等于這兩截面同單位床層

23、的重力。特點(diǎn)：流化床干燥器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，活動(dòng)部件少，操作維修方便同氣流干燥器相比：氣體流速低，阻力小，氣固易分離，物料及設(shè)備磨損輕。與廂式/回轉(zhuǎn)圓筒干燥器相比：物料停留時(shí)間短，干燥速率快。以操作控制要求較高。類型：1、單層流化床干燥器適用于易干燥，對(duì)產(chǎn)品要求不太高的物料特點(diǎn)：生產(chǎn)能力高，物料處理量大2、多層流化床干燥器：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流體阻力大1）溢流管式多層液化床干燥器熱氣流分布均勻，熱利用率高，制品含水量低2）穿流板式流化床干燥器：結(jié)構(gòu)比溢流管式多層流化床干燥器簡(jiǎn)單，但操作更嚴(yán)格篩板孔徑比物料料徑大5-10倍，孔徑10-20mm，開(kāi)孔率30%-45%，顆粒徑0.5-5mm3、臥式多室流

24、化床干燥器特點(diǎn)：適應(yīng)性大，干燥比較均勻，操作穩(wěn)定可靠，液體阻力較低，熱效率不高4、噴動(dòng)流化床干燥器（間歇式）適用于水分含量這幾年來(lái)粗顆粒和易粘結(jié)物料5、振動(dòng)流化床干燥器適用于干燥顆粒太大/太小，易粘結(jié)，不易液化物料，或有特殊要求物料。分為分配段，流 化段，篩選段（最長(zhǎng)）三部分（六）氣流干燥（連續(xù)高效的固體流態(tài)化干燥方法）適用于在潮濕狀態(tài)下仍能在氣體中自由流動(dòng)的顆粒，粉狀，片狀或塊狀物料。濕物料進(jìn) 入熱氣流，物料一邊呈懸浮狀態(tài)與氣流并流輸送，一邊干燥，按干燥方式，干燥器可分為三 種：直接加入式氣流干燥器適用于濕物料分散性能良好，只除表面水分場(chǎng)合帶分散器的氣流干燥器適用于處理離心機(jī)，過(guò)濾機(jī)的濾餅及

25、咖啡渣，玉米渣帶粉碎機(jī)的氣流干燥器粉碎濕物料，起攪拌作用傳熱系數(shù)極大特點(diǎn)：干燥強(qiáng)度大，氣流速度高達(dá)20-40m/s干燥時(shí)間短（5s）熱敏性低熔點(diǎn)物料也不會(huì)過(guò)熱分解，散熱面積大，熱損失?。?%），熱效率高，適用范圍廣，粒徑10mm，含水量10%-40%防污染，但對(duì)物料有磨損，動(dòng)力消耗大提高氣流干燥器效率，應(yīng)盡量發(fā)揮干燥管底部加速階段作用，方法將氣流干燥器多級(jí)串 聯(lián)（但增加氣體輸送設(shè)備和分離設(shè)備）。改進(jìn)：倒錘式氣流干燥器，套管式氣流干燥器，脈沖式氣流干燥器，旋風(fēng)氣流干燥器，環(huán)形氣流干燥器（七）噴霧干燥將溶液，漿液或微粒的懸浮液在熱風(fēng)中噴霧成細(xì)小液滴，在其下落過(guò)程中，水分迅速汽 化成為粉未狀/顆粒狀

26、產(chǎn)品。噴霧干燥器由霧化裝置，干燥室，產(chǎn)品回收系統(tǒng)，供料及熱風(fēng)系統(tǒng)等組成。霧化器有壓力式，離心式，氣流式三種，工業(yè)上常用壓力噴霧和離心噴霧1、特點(diǎn)：蒸發(fā)面積大，干燥過(guò)程液滴溫度低，過(guò)程簡(jiǎn)單，操作方便，適宜連續(xù)化生產(chǎn)，單位產(chǎn)品耗熱量大，設(shè)備熱效率低2、分類1）按噴霧和氣體流動(dòng)方向分類并流式噴霧干燥器：適用于熱敏性物料逆流式噴霧干燥器：適用于含水量高的物料干燥（壓力噴霧）混流式噴霧干燥器：適用于不易干燥物料，液滴運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)2）按生產(chǎn)流和分類開(kāi)放式噴霧干燥系統(tǒng)：干燥介質(zhì)只用一次設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)。干燥介質(zhì)消耗量比較大封閉循環(huán)式噴霧干燥系統(tǒng)：干燥介質(zhì)循環(huán)使用干燥介質(zhì)為惰性氣體，被干燥料液往往含有有機(jī)

27、物料或易氧化、易燃、易爆特點(diǎn)：節(jié)約干燥介質(zhì)，回收有機(jī)溶劑，防止毒性物質(zhì)污染大氣自惰循環(huán)式噴霧干燥系統(tǒng)（自制惰性氣體）適用于制品只能與含氧低的空氣接觸，以免氧化/爆炸，廢氣需凈化噴霧沸騰干燥系統(tǒng)租用于能夠噴霧的濃溶液或稀薄溶液體積小，生產(chǎn)效率高噴霧干燥與附聚造粒系統(tǒng)：分為直通法和再濕法再濕法：已干燥粉粒與噴入濕熱空句物料霧滴接觸，逐漸附聚成為較大的顆粒，然后再度 干燥成為干制品。對(duì)于改善粉粒復(fù)水性能最有效。直通法：噴霧干燥的粉粒保持高濕，細(xì)粉自身熱粘性促使其附聚。二、接觸干燥被干燥物料與加熱面處于密切接觸狀態(tài)，蒸發(fā)水分的能量來(lái)自傳導(dǎo)方式進(jìn)行的干燥稱為 接觸干燥。往往傳熱以間接傳熱為主。特點(diǎn)：熱能

28、利用經(jīng)濟(jì)（70%-90%）,但熱導(dǎo)率低適用范圍：液狀、膠狀、膏狀、糊狀食品干燥典型的接觸干燥器：滾筒干燥器（常壓滾筒干燥，真空滾筒干燥）（一）常壓滾筒干燥單滾筒干燥器加料方式滾筒干燥器加料方式，對(duì)料膜形成，成膜厚度及干燥特性，對(duì)干燥制品利率和品質(zhì)都有 直接影響。其加料方式有：1）浸沒(méi)加料：溢流管保持液面恒定，冷卻盤管保證料液濃度2）灑濺加料：轉(zhuǎn)筒（帶葉片）旋轉(zhuǎn)時(shí)使料液飛濺附在滾筒表面，粘度高的物料不適用3）轉(zhuǎn)筒加料：在轉(zhuǎn)筒與滾筒間供料液，適用于糊狀物質(zhì)4）側(cè)向加料：滾筒的上側(cè)部位裝有進(jìn)料箱，緊壓在滾筒表面，在滾筒與進(jìn)料箱可動(dòng)面上雙滾筒干燥器加料方式（二）真空滾筒干燥適用于熱敏性物料，可分為單滾

29、筒和雙滾筒，但是干燥成本較高。對(duì)于高溫下會(huì)熔化發(fā)粘，干燥后難以刮下，難以粉碎物料，可先冷卻再干燥。三、冷凍干燥又稱升華干燥，物料水分在固態(tài)下從冰晶體直接升華成水蒸氣，保留了真空干燥在低溫 和缺氧狀態(tài)下干燥的優(yōu)點(diǎn)。特點(diǎn)：干燥時(shí)，物料處于低溫和真空狀態(tài)，適宜于熱敏性物質(zhì)及易氧化物質(zhì)干燥。優(yōu)點(diǎn)：干制品不會(huì)失去原有固體形狀，而且復(fù)水性較好避免表面硬化現(xiàn)象干燥時(shí)，濕度為常溫或稍高于常溫即可，熱損失少，熱利用率高缺點(diǎn)：投資、運(yùn)行費(fèi)用高，產(chǎn)品成本高（一）原理1、基礎(chǔ)三相圖升華發(fā)生條件：三相點(diǎn)以下。2、食品凍結(jié)在冷卻過(guò)程中，能凝固成無(wú)定形狀態(tài)而又不是冰晶狀態(tài)水分屬于不可凍水分，稱為玻璃 化水分。冷卻速度愈快，

30、玻璃體狀態(tài)過(guò)渡明顯，無(wú)定形狀態(tài)水分多冷卻速度愈慢，玻璃體狀態(tài)過(guò)渡不明顯，稱反玻璃體化現(xiàn)象 生物物料冷凍時(shí)，生物組織可能被破壞，破壞程度與冷卻速度有關(guān)。破壞表現(xiàn)為：機(jī)械 效應(yīng)，溶質(zhì)效應(yīng)機(jī)械效應(yīng)：緩慢冷卻，冰晶開(kāi)始出現(xiàn)于細(xì)胞外部介質(zhì)中，細(xì)胞脫水，稱低溫脫水收縮快速冷卻，細(xì)胞內(nèi)部結(jié)冰，冷凍速度越高，冰晶體愈小超速冷卻，細(xì)胞內(nèi)水玻璃體化后果：冰晶越大，對(duì)細(xì)胞組織產(chǎn)生嚴(yán)重機(jī)械破壞作用，蛋白質(zhì)變性，影響干制品彈性，持水性， 使制品多孔性好，升華時(shí)容易干燥，所以選擇冷卻速度適宜。溶質(zhì)效應(yīng)冷卻最初階段，水分凍結(jié)，細(xì)胞間隙液體濃縮，強(qiáng)電解質(zhì)，溶質(zhì)增濃使細(xì)胞內(nèi)對(duì)離子滲 透性增加，離子進(jìn)入細(xì)胞，破壞細(xì)胞膜，pH值變

31、化，且破壞程度隨溫度下降減慢。溶質(zhì)破壞效應(yīng)在某一溫度下進(jìn)行最快，介質(zhì)交匯點(diǎn)和全部間隙液體固化濕度之間。如冷 卻時(shí)快速通過(guò)此濕度之間的一段范圍，則溶質(zhì)產(chǎn)生破壞作用可減弱。物料凍結(jié)關(guān)鍵是確定最 佳冷卻速度，使溶質(zhì)效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)破壞程度降至最小，多數(shù)食品采用-30C-40C（二）、冷凍干燥過(guò)程的傳熱和傳質(zhì)進(jìn)行干燥的必要條件是，即要提供冰晶升華所需要的熱量，又要及時(shí)將升華出來(lái)的水蒸 氣除去，因此包括了傳熱和傳質(zhì)兩個(gè)方面。已凍結(jié)的食品物料，不論其凍結(jié)體為塊狀、片狀、 粒狀或其他任何形狀，升華總是從表面的，升華的表面積就是凍結(jié)體的外表面積。在升華進(jìn) 行過(guò)程中，水分逐漸逸出，留下不能升華的多也固體狀基體，于

32、是升華表面就逐漸向內(nèi)部。 因此，在整個(gè)升華過(guò)程中總是存在著一定的升華表面，它把物料固相內(nèi)部分成兩個(gè)區(qū)域。在 升華表面的外部，絕大部分水分已經(jīng)升華，物料已被干燥，稱為已干層。在升華表面內(nèi)部， 升華尚未進(jìn)行，水分含量仍保持其初始值，稱為凍結(jié)層。實(shí)際上，凍結(jié)層和已干層之間不會(huì) 存在明顯的界限，從已干層到凍結(jié)層，界面內(nèi)外的水分含量有一個(gè)逐漸過(guò)渡的區(qū)域，稱為過(guò) 渡區(qū)。過(guò)渡區(qū)內(nèi)沒(méi)有冰晶存在，但其含水量明顯高于已干層。冷凍干燥時(shí)，如果傳給升華表面熱量等于水蒸氣擴(kuò)散所需熱量，則升華正常進(jìn)行。如供給的熱量不足，冰的升華奪去了物料自身的熱量而使升華表面的濕度降低，相應(yīng)的 平衡壓力也降低，干燥速率放慢如升華表面溫度降到低于冰晶體的飽和水蒸氣壓相對(duì)應(yīng)的溫度，干燥則不能進(jìn)行提供足夠的熱量，可以加速干燥，但過(guò)度加熱，逸出的水蒸氣多于升華的水蒸氣，多余 的水蒸氣便會(huì)聚集在升華表面，使其壓力的濕度升高，最終將可能導(dǎo)致制品熔化；物料溶液 的自由沸騰，溶液中的揮發(fā)性芳香物質(zhì)的損失增加；起泡沫或充