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1、干燥机械与设备干燥机械与设备第七章第七章 干燥机械与设备干燥机械与设备 食品干燥是将物料中的水分含量食品干燥是将物料中的水分含量降至所要求的程度，制成干制品。可降至所要求的程度，制成干制品。可防止霉变、腐烂、延长贮存时间，减防止霉变、腐烂、延长贮存时间，减少体积、重量，便于运输，还可以制少体积、重量，便于运输，还可以制成风味和形状各异的产品，其方法有成风味和形状各异的产品，其方法有自然干燥，人工干燥等。自然干燥，人工干燥等。8/1/20241n n高温干燥高温干燥：喷雾干燥、沸腾干燥、红：喷雾干燥、沸腾干燥、红外干燥、高频干燥、微波干燥外干燥、高频干燥、微波干燥n n低温干燥低温干燥：冷冻升华
2、干燥：冷冻升华干燥8/1/20242第一节第一节 喷雾干燥设备喷雾干燥设备 一、一、 喷雾干燥分类及比较喷雾干燥分类及比较n n（一）喷雾干燥原理（一）喷雾干燥原理通过机械作用，将需干燥的物料分散通过机械作用，将需干燥的物料分散成很细的像雾一样的微粒成很细的像雾一样的微粒 （增大水分蒸（增大水分蒸发面积，加速干燥过程），与热空气接触，发面积，加速干燥过程），与热空气接触，在瞬间将大部分水分除去，使物料中的固在瞬间将大部分水分除去，使物料中的固体物料干燥成粉末。体物料干燥成粉末。干燥机械与设备干燥机械与设备8/1/20243n n1、干燥过程非常迅速。、干燥过程非常迅速。n n2、所得产品不需要
3、作进一步磨碎。、所得产品不需要作进一步磨碎。n n3、可随时调节改变干燥条件而调整产、可随时调节改变干燥条件而调整产品质量指标品质量指标n n4、对设备材料选择上没有严格要求。、对设备材料选择上没有严格要求。干燥机械与设备干燥机械与设备（二）喷雾干燥的优点（二）喷雾干燥的优点8/1/20244n n5、可保证生产中的卫生条件，提高产、可保证生产中的卫生条件，提高产品的纯度。品的纯度。n n6、生产效率高，操作人员少。、生产效率高，操作人员少。n n7、对产品的粒径、比重、含水量可根、对产品的粒径、比重、含水量可根据需要进行调节据需要进行调节干燥机械与设备干燥机械与设备8/1/20245n n5
4、、具有高回收率的粉尘回收装置。、具有高回收率的粉尘回收装置。n n6、干燥的产品应迅速取出冷却，以提高、干燥的产品应迅速取出冷却，以提高产品的溶解度，速溶性。产品的溶解度，速溶性。n n7、干燥室内温度及排风温度不允许超过、干燥室内温度及排风温度不允许超过100，即保证产品质量，又保证安全。即保证产品质量，又保证安全。n n8 8、提高干燥室的热效率，必须使喷雾时、提高干燥室的热效率，必须使喷雾时浓奶液滴和热空气均匀接触，其次加热器、浓奶液滴和热空气均匀接触，其次加热器、干燥室、风管等应予以保温。干燥室、风管等应予以保温。n n9 9、对于粘性物料应尽量减少粘壁现象、对于粘性物料应尽量减少粘壁
5、现象8/1/20248n n1、按微粒化方法分类、按微粒化方法分类n n（1）压力喷雾干燥）压力喷雾干燥n n 原理原理n n采用高压泵，以采用高压泵，以7070200200大气压的压力，将大气压的压力，将浓缩的溶液，通过雾化器，使之克服浓奶的浓缩的溶液，通过雾化器，使之克服浓奶的表面张力，而聚化成直径表面张力，而聚化成直径1010200200微米的雾微米的雾状微粒喷入干燥室，由于同热空气直接接触，状微粒喷入干燥室，由于同热空气直接接触，进行热交换和水分的传递，其表面水分迅速进行热交换和水分的传递，其表面水分迅速蒸发，在很短的时间内即被干燥成球状颗粒，蒸发，在很短的时间内即被干燥成球状颗粒，沉
6、降于室底沉降于室底干燥机械与设备干燥机械与设备（五）喷雾干燥设备的分类和比较（五）喷雾干燥设备的分类和比较8/1/20249n n 压力喷雾微粒化装置压力喷雾微粒化装置n n “M”型型8/1/202410n n “S”“S”型型型型 8/1/2024118/1/202412（2）离心喷雾干燥法）离心喷雾干燥法n n 离心喷雾干燥原理离心喷雾干燥原理8/1/2024138/1/202414n n利用水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液利用水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液以离心力，使其以高速甩出，形成薄膜、以离心力，使其以高速甩出，形成薄膜、细丝或液滴，由于空气的摩擦、阻碍、撕细丝或液滴，由于空气的
7、摩擦、阻碍、撕裂的作用，随圆盘旋转产生的切向加速度裂的作用，随圆盘旋转产生的切向加速度与离心力产生的径向加速度，结果以一合与离心力产生的径向加速度，结果以一合速度在圆盘上运动，其轨迹为一螺旋形，速度在圆盘上运动，其轨迹为一螺旋形，液体沿着此螺旋线自圆盘上抛出后，就分液体沿着此螺旋线自圆盘上抛出后，就分散成很微小的液滴。散成很微小的液滴。8/1/202415 n n离心喷雾器的结构离心喷雾器的结构离心喷雾器的结构离心喷雾器的结构8/1/2024168/1/2024178/1/2024188/1/2024198/1/2024208/1/202421n n2 、按干燥室形式分类、按干燥室形式分类8/
8、1/202422n n3 喷雾干燥设备的比较喷雾干燥设备的比较n n （1）设备的结构）设备的结构 8/1/202423n n （2）产品、产量和质量）产品、产量和质量8/1/202424n n（3）生产管理）生产管理8/1/202425n n （4）对厂房的要求）对厂房的要求 8/1/202426二、二、 喷雾干燥设备的流程喷雾干燥设备的流程n n喷雾干燥设备一般包括空气过滤喷雾干燥设备一般包括空气过滤器、进风机、空气加热器、雾化器、器、进风机、空气加热器、雾化器、干燥室、微粉捕集装置、排风机及干燥室、微粉捕集装置、排风机及集粉冷却等装置。其干燥流程大至集粉冷却等装置。其干燥流程大至如图所示
9、。如图所示。8/1/2024278/1/202428n n（一）压力喷雾（一）压力喷雾n n1 、水平箱式压力喷雾、水平箱式压力喷雾n n（1）平底并流型压力喷雾干燥设备）平底并流型压力喷雾干燥设备 8/1/202429n n（2）水平箱式尖底并流型压力喷雾）水平箱式尖底并流型压力喷雾8/1/2024308/1/202431 n n2 、立式并流型圆锥塔喷雾干燥设备、立式并流型圆锥塔喷雾干燥设备 8/1/202432n n 3 3、 “MD” “MD”型喷雾干燥设备型喷雾干燥设备型喷雾干燥设备型喷雾干燥设备n n（1 1）流程）流程）流程）流程 n n（2 2）优缺点）优缺点）优缺点）优缺点8
10、/1/202433l l4 “K-7”型单喷嘴二级喷雾干燥设备型单喷嘴二级喷雾干燥设备l l（1）流程）流程 （2）优缺点）优缺点 8/1/202434n n 1 、安海德罗式离心喷雾流程、安海德罗式离心喷雾流程n n （1）工艺流程）工艺流程 （2）优点）优点 （3）缺点）缺点（二）离心喷雾（二）离心喷雾8/1/2024358/1/202436n n 2 尼罗式离心喷雾干燥设备流程尼罗式离心喷雾干燥设备流程n n(1)工艺流程工艺流程 n n进料至出粉进料至出粉n n进风至排风进风至排风n n冷却沸腾床的进风到排风冷却沸腾床的进风到排风n n 细粉回收系统细粉回收系统n n电器开关集中控制电
11、器开关集中控制 8/1/2024378/1/202438n n（2）主要结构）主要结构n n塔体塔体n n离心喷雾盘离心喷雾盘8/1/202439n n粉末回收装置粉末回收装置n n冷却沸腾床冷却沸腾床8/1/202440n n空气减湿器结构空气减湿器结构8/1/2024418/1/2024428/1/2024438/1/2024448/1/2024458/1/202446三、喷雾干燥设备的附属设备三、喷雾干燥设备的附属设备8/1/202447n n（一）过滤器，空气加热器，进风机，排风机的选择（一）过滤器，空气加热器，进风机，排风机的选择（一）过滤器，空气加热器，进风机，排风机的选择（一）过
12、滤器，空气加热器，进风机，排风机的选择n n1 1 、空气过滤器、空气过滤器、空气过滤器、空气过滤器8/1/202448n n 2 空气加热器空气加热器n n （1）蒸气加热器）蒸气加热器8/1/202449n n（2）燃油间接加热的风炉）燃油间接加热的风炉 8/1/202450 n n3 3 进风机和排风机进风机和排风机进风机和排风机进风机和排风机n n 进风机与排风机均为离心通风机，是一般常进风机与排风机均为离心通风机，是一般常进风机与排风机均为离心通风机，是一般常进风机与排风机均为离心通风机，是一般常见的通用设备。见的通用设备。见的通用设备。见的通用设备。n n（1 1）风机风压的核算）
13、风机风压的核算）风机风压的核算）风机风压的核算n n 进风机风压空气过滤器阻力空气加热进风机风压空气过滤器阻力空气加热进风机风压空气过滤器阻力空气加热进风机风压空气过滤器阻力空气加热器阻力风管阻力器阻力风管阻力器阻力风管阻力器阻力风管阻力n n 排风机风压干燥室阻力布袋过滤器排风机风压干燥室阻力布袋过滤器排风机风压干燥室阻力布袋过滤器排风机风压干燥室阻力布袋过滤器（旋风分离器）的阻力排风系统管道阻力（旋风分离器）的阻力排风系统管道阻力（旋风分离器）的阻力排风系统管道阻力（旋风分离器）的阻力排风系统管道阻力室内保持负压室内保持负压室内保持负压室内保持负压8/1/202451n n（四）（四） 热
14、风分配室热风分配室n n （1 1）压力式）压力式）压力式）压力式 均风板形式均风板形式均风板形式均风板形式 8/1/202452卧式压力喷雾干燥设备中，通常将气流造成卧式压力喷雾干燥设备中，通常将气流造成螺旋螺旋 状状8/1/202453n n锥形气流调节装置锥形气流调节装置 8/1/202454n n（2 2）离心喷雾干燥热风分配盘）离心喷雾干燥热风分配盘）离心喷雾干燥热风分配盘）离心喷雾干燥热风分配盘 干燥机械与设备干燥机械与设备8/1/202455 n n 导板及空气分散器调节导板及空气分散器调节导板及空气分散器调节导板及空气分散器调节n n 热风盘本身的结构热风盘本身的结构热风盘本身
15、的结构热风盘本身的结构n n 冷却风圈结构冷却风圈结构冷却风圈结构冷却风圈结构 8/1/202456n n 锥形支座结构锥形支座结构锥形支座结构锥形支座结构8/1/2024578/1/202458 n n 空气分散器结构空气分散器结构空气分散器结构空气分散器结构 8/1/202459（五）电锤和空气震荡器（五）电锤和空气震荡器nn 1 、电锤、电锤n n 2 、空气震荡器、空气震荡器8/1/202460 (六六)鼓形阀鼓形阀1 1、特点、特点n n2 2、型式与结构、型式与结构8/1/202461n n3 3 3 3、防止叶轮粘附措施、防止叶轮粘附措施、防止叶轮粘附措施、防止叶轮粘附措施8/1
16、/202462(七七)涡旋气封阀涡旋气封阀n n 1 工作原理工作原理 8/1/202463n n2 2 系统图系统图8/1/202464n n( (八八) )粉尘分离装置粉尘分离装置n n 1 1 袋滤器袋滤器n n(1) (1) 工作原理及特点工作原理及特点 (2) (2)组成方形的袋滤器组成方形的袋滤器 8/1/202465n n2 2 旋风分离器旋风分离器n n(1)(1)工作原理工作原理n n(2)(2)结构结构8/1/2024668/1/2024678/1/202468n n(3)(3)影响旋风分离器效率的有关因素影响旋风分离器效率的有关因素n n 粉的颗粒粉的颗粒n n 气流速度
17、气流速度n n 气密性气密性8/1/2024698/1/202470n n 有关尺寸对效率的影响有关尺寸对效率的影响8/1/202471n n(4)优良的旋风分离器应具备的特点8/1/202472n n(5)设计计算n n 旋风分离器压力损失n n n n式中 -气体密度(公斤/)n n D- 旋风分离器圆筒部分内径(米) n n g 重力加速度 (米/秒) n n L-废气出口管下端底边与锥底出料口间距(米)n n V-进入旋风分离器气体流速(米/秒)n n d废气出口管内径 (米) 8/1/202473 n n 旋风分离器直径旋风分离器直径n n n n式中式中 V V气体流量气体流量 (
18、 (米米/秒秒) )n n - -阻力系数阻力系数n n r- r-气体重度气体重度 ( (公斤公斤/ /米米) )n n 旋风分离器直径粗略估算旋风分离器直径粗略估算: :n n (6) (6)有关注意事项有关注意事项 8/1/202474第二节第二节 其它干燥设备其它干燥设备8/1/202475n n一、沸腾干燥装置一、沸腾干燥装置n n（一）沸腾干燥的基本原理（一）沸腾干燥的基本原理n n（1）沸腾干燥是指干燥介质使固体颗粒在沸腾）沸腾干燥是指干燥介质使固体颗粒在沸腾状态下进行干燥的过程状态下进行干燥的过程 8/1/202476n n（2 2）流体自上而下通过床层流速的）流体自上而下通过
19、床层流速的）流体自上而下通过床层流速的）流体自上而下通过床层流速的不同，出现三种情况不同，出现三种情况不同，出现三种情况不同，出现三种情况n n1. 1. 固定床阶段固定床阶段固定床阶段固定床阶段n n2. 2.流化床阶段流化床阶段流化床阶段流化床阶段n n3. 3.输送阶段输送阶段输送阶段输送阶段8/1/202477n n（二）沸腾干燥的特点（二）沸腾干燥的特点n n1 .沸腾干燥的优点沸腾干燥的优点n n2 .沸腾干燥的缺点沸腾干燥的缺点n n3 .设备适用范围和有关参数的选择设备适用范围和有关参数的选择n n4 .沸腾干燥的结构与型式沸腾干燥的结构与型式n n（1）沸腾干燥设备的分类）沸
20、腾干燥设备的分类n n（2）粒状物料的沸腾干燥器）粒状物料的沸腾干燥器干燥机械与设备干燥机械与设备8/1/202478n n 单层沸腾干燥器单层沸腾干燥器单层沸腾干燥器单层沸腾干燥器8/1/202479n n多层沸腾干燥器多层沸腾干燥器n n a a 溢流管式溢流管式8/1/2024808/1/202481n nb 穿流板式穿流板式8/1/202482n n卧式多室沸腾干燥床卧式多室沸腾干燥床8/1/202483n n喷动床干燥器喷动床干燥器8/1/202484n n振动沸腾干燥器振动沸腾干燥器8/1/2024858/1/202486n n脉冲沸腾干燥器脉冲沸腾干燥器8/1/202487n n
21、 （3）膏状物料的床本身沸腾干燥器）膏状物料的床本身沸腾干燥器n n 螺旋挤压型螺旋挤压型8/1/202488 n n振动加料器振动加料器 8/1/202489 n n（4 4）溶液，悬浮液等物料的沸腾干燥器）溶液，悬浮液等物料的沸腾干燥器）溶液，悬浮液等物料的沸腾干燥器）溶液，悬浮液等物料的沸腾干燥器n n 葡萄糖沸腾造粒干燥设备葡萄糖沸腾造粒干燥设备葡萄糖沸腾造粒干燥设备葡萄糖沸腾造粒干燥设备8/1/202490 n n 奶粉生产用的喷雾沸腾干燥设备奶粉生产用的喷雾沸腾干燥设备 8/1/202491二、二、 滚筒干燥机滚筒干燥机（一）滚筒干燥机的分类（一）滚筒干燥机的分类8/1/20249
22、28/1/2024938/1/202494n n（二）滚筒干燥设备的结构和工作过程（二）滚筒干燥设备的结构和工作过程n n1 1 结构结构 n n2 2 工作过程工作过程8/1/202495n n（三）滚筒干燥器的特点n n（四）影响干燥速率的因素8/1/2024968/1/202497三、三、 升华干燥设备（冷冻升华干燥）升华干燥设备（冷冻升华干燥） n n(一一)升华干燥原理升华干燥原理 （3）解吸干燥610压强压强/Pa0.01温度温度/ABCD液态固态气态升华曲线汽化曲线水的三相图abc8/1/202498（二）升华干燥的特点及在（二）升华干燥的特点及在食品工业的应用食品工业的应用1
23、1、特点、特点（1 1）最大限度地保存食品的色、香、味。）最大限度地保存食品的色、香、味。（2 2）对热敏性物质特别适合，可以使热敏性的）对热敏性物质特别适合，可以使热敏性的物料干燥后保留热敏成分；能保存食品中的各级物料干燥后保留热敏成分；能保存食品中的各级营养成分，尤其对维生素营养成分，尤其对维生素C C，能保存，能保存9090以上。以上。（3 3）在真空和低温下操作，微生物的生长和酶）在真空和低温下操作，微生物的生长和酶作用受到抑制。作用受到抑制。8/1/202499n n（4 4）脱水彻底，干制品重量轻，体积小，）脱水彻底，干制品重量轻，体积小，贮藏时占地面积少，运输方便；贮藏时占地面积
24、少，运输方便；n n（5 5）复水快，食用方便。）复水快，食用方便。n n（6 6）因在真空下操作，氧气极少，因此，）因在真空下操作，氧气极少，因此，一些易氧化的物质（如油脂类）得到保护。一些易氧化的物质（如油脂类）得到保护。n n（7 7）冷冻干燥法能排除）冷冻干燥法能排除95959999以上的以上的水分，产品能长期保存而不变质水分，产品能长期保存而不变质8/1/20241002、在食品工业的应用、在食品工业的应用n n（1）土特产品；）土特产品；n n（2）快食类食品；）快食类食品；n n（3）调味品；）调味品；n n（4）保健品；）保健品；n n（5）饮料类；）饮料类；n n（6）特殊用
25、途的食品。）特殊用途的食品。8/1/2024101（三）升华干燥设备结构n n主要由制冷系统、真空系统、加热系主要由制冷系统、真空系统、加热系统、干燥系统、控制系统和消毒系统统、干燥系统、控制系统和消毒系统等组成。等组成。 8/1/20241028/1/20241031、冷冻干燥室、冷冻干燥室n n隔板隔板的结构根据冷却和加热的方式分为：的结构根据冷却和加热的方式分为：n n间冷间热式、直冷直热式、间冷直热式、间冷间热式、直冷直热式、间冷直热式、直冷间热式等直冷间热式等8/1/20241048/1/2024105食品冷冻干燥容器食品冷冻干燥容器8/1/20241062.冷阱冷阱8/1/2024
26、1073、真空系统、真空系统4、制冷系统与加热系统、制冷系统与加热系统5、控制系统、控制系统8/1/20241088/1/2024109（二）冷冻干燥机的形式（二）冷冻干燥机的形式n n1、间歇式冷冻干燥机、间歇式冷冻干燥机接触导热式真接触导热式真空冷冻干燥机空冷冻干燥机8/1/2024110辐射传热式真辐射传热式真空冷冻干燥机空冷冻干燥机8/1/20241112.连续式冷冻干燥机连续式冷冻干燥机隧道式连续式隧道式连续式冷冻干燥机冷冻干燥机8/1/2024112螺旋式连续式冷冻干燥机螺旋式连续式冷冻干燥机8/1/2024113n n（四）发展方向（四）发展方向n n(1)降低能量消耗降低能量消
27、耗n n(2)降低制造成本，节约材料，减少占地面积，降低制造成本，节约材料，减少占地面积，节约投资费用节约投资费用n n(3)加工品种的选择，要求是稀少而名贵的原加工品种的选择，要求是稀少而名贵的原料。料。8/1/2024114n n四四四四 、其它干燥设备、其它干燥设备、其它干燥设备、其它干燥设备n n1 1 固定床式干燥机固定床式干燥机固定床式干燥机固定床式干燥机 8/1/2024115n n2 2 箱式干燥机箱式干燥机8/1/20241168/1/2024117n n3 3 隧道式干燥机隧道式干燥机 8/1/20241188/1/2024119n n4 4 带式干燥机带式干燥机8/1/20241208/1/2024121n n5 5 远红外加热器远红外加热器8/1/2024122
