第二十章 干燥技术与设备

第二十章

干燥充填技术与设备了解干燥和填充设备的类型和特点。熟悉干燥和填充设备的原理及结构的优缺点。掌握干燥和填充设备的应用范围和发展趋势。学习目标01干燥技术与设备干燥理论与技术固体饮料干燥设备按照干燥方式不同可分为喷雾干燥、真空干燥和流化床干燥。食品物料干燥过程大致分为三个阶段：预热阶段从A（A’）到B为预热阶段，此时食品温度迅速升至湿球温度，食品水分下降由慢到快，干燥速率由零增到最高值，恒速干燥阶段在BC段，物料的干燥速率基本保持恒定，不随物料湿度降低而降低，物料表面水分饱和，直至达到临界含水量（XC）。降速干燥阶段CDE段表示降速干燥阶段。在此阶段食品水分下降缓慢，干燥速率迅速下降，物料越干燥，内部水分越少，水分内部扩散速率越小，主要开始去除部分结合水。喷雾干燥技术与设备喷雾干燥是采用雾化器将食品原料液分散为雾滴，并用热气体干燥雾滴而获得固体饮料的一种干燥方法。适用于乳浊液、悬浮液、糊状物、胶状液等可流动液体物料的干燥。喷雾干燥主要由四个步骤组成：作为干燥介质的空气加热；进料雾化成雾滴；热空气与雾滴接触使雾滴干燥；回收干燥产品。喷雾干燥系统主要由干燥室、料液雾化装置、空气加热器、干燥塔和尾气回收器等组成。优势干燥速度快产品质量好操作简单，便于控制适用于连续化大规模生产喷雾干燥技术与设备根据雾化方式可分为：离心式喷雾干燥、压力式喷雾干燥、气流式喷雾干燥、超声波喷雾干燥。三种雾化器优缺点比较真空干燥技术与设备真空干燥的工作原理是将物料置于负压条件下，并通过适当加热达到负压状态下的沸点或者通过降温使得物料凝固后来干燥物料的干燥方式。真空接触式箱式干燥机常用于制备速溶型固体饮料，如果粉、速溶咖啡和茶粉等真空带式干燥机常用于橙汁、香蕉泥、速溶咖啡、茶粉等固体饮料的生产。真空冷冻干燥机广泛应用于速溶咖啡、果茶、营养冲剂、益生菌粉等多种固体饮料的生产中。喷雾干燥技术与设备影响喷雾干燥固体饮料理化特性的因素真空冷冻干燥的优点保持原物性适用于多种物料保持产品质量减少营养成分损失延长保质期冰晶均匀性水汽流动阻力产品温度物料孔隙度物料玻璃化转变温度流化床干燥技术与设备流化床干燥机又称沸腾床干燥机，被干燥的物料在气流中被吹起、翻滚、互相混合、摩擦撞击的同时，通过传热和传质达到干燥的目的。设备特点在流化床内流体和固体颗粒充分混合，明显强化了两相间的传热和传质过程，因而床层内温度比较均匀。同时，具有很高的热容量系数，生产能力大；由于流化床内温度分布均匀，从而避免了产品的局部过热现象，所以特别适用于热敏性物料的干燥；设备结构简单，造价较低，运行维修费用较少，可广泛应用于粉粒状、轻粉状、黏附性物料的干燥。流化床干燥技术与设备单层圆筒流化床干燥机工作原理为湿物料由皮带输送机运送到抛料机上，然后均匀地加入流化床内，与热空气充分接触而被干燥，干燥后的物料由溢流口连续排出。多层振动流化床干燥机工作原理是由安装于主机下部的两台振动电机同步反向回转，使安装于其上的多层环状孔板组成的主机产生垂直振动与扭振，从而使由进料口进入的物料沿水平环状孔板自上层向下层连续跳跃运动，热空气则自下层向上层通过各层孔板穿过物料层，达到物料均匀干燥目的。单层圆筒流化床干燥机多层振动流化床干燥机流化床干燥技术与设备载体喷雾流化床干燥机的工作原理是在流化床内，空气把载体预热并使载体粒子处于流化状态，同时由输料泵供料，经喷嘴喷洒到载体表面呈膜状附着，然后分散在流化层内。粉碎流化床干燥机工作时，随着液态物料不断加入形成固体颗粒，底料不断被置换而溢流出粉碎流化室，如此形成一种动态平衡，实现了连续液态物料流化干燥。载体喷雾流化干燥机粉碎流化床干燥机结构固体饮料干燥技术特点分析干燥技术是固体饮料加工处理的重要环节，选择适当的干燥方法不仅可以延长固体饮料产品保质期，赋予产品较好的溶解性和流动性，还可最大程度上保留食品组分中的有效成分，提高产品的生物活性。02填充技术与设备容积式定量填充机固体饮料填充机按照定量方式可分为容积式定量、称重式定量和计数式定量三种类型。容积式定量填充机是按预定容量将物料填充到包装容器的设备。容积式定量填充机又分为容杯式定量填充机、可调式容杯定量填充机、螺杆式定量填充机和柱塞式定量填充机。容杯式定量填充机可调式容杯定量填充机螺杆式定量填充机柱塞式填充机容积式定量填充机螺杆式定量填充机工作原理是在物料密度恒定的前提下，通过控制螺杆转数完成计量和填充操作，由于螺杆转数是时间的函数，实际控制中也可通过控制转动时间来实现。柱塞式填充机通过柱塞的往复运动进行计量。称重式定量填充机称重式定量填充机是按预定重量将产品填充到包装容器内的填充机。重量式填充机按工作方式分为间歇式和连续式两类。间歇式称重定量填充机连续式称重定量填充机灌装料液供给及灌装系统计数式填充机是按预定件数将固体饮料产品填充至包装容器的填充机。按计数的方式不同，可分为单件计数填充机和多件计数填充机两类。多件计数填充机常采用推板式计数装置、容腔计数装置、模孔计数装置。推板式计数填充机容腔式计数填充机03固体饮料生产技术与设备发展趋势微波流化床干燥在固体饮料生产中的应用为了克服传统流化床干燥机物料加热周期长、受热不均匀、温度不易控制等缺点，在工业上微波干燥系统常与流化床干燥系统相耦合，可显著提高干燥过程的效率和经济性。微波流化床干燥在固体饮料生产中的应用对于物料黏度较高、体系中存在沉淀的浆状物料，传统干燥方式易出现雾化器堵塞、粉末产品挂壁等问题，双滚筒干燥机的使用则可有效缓解上述问题的发生。微波流化床干燥在固体饮料生产中的应用转盘式模孔计数装置适用于长径比小的颗粒物料，如颗粒状巧克力糖的集中自动包装计