干燥

干燥：從物體中除去水分的操作。

干燥示意圖

一、干燥方法：1、自然干燥2、人工干燥：機械干燥、熱風干燥、真空干燥、冷凍干燥、介質接觸干燥、輻射干燥。

由于被干燥物料的形狀和性質不同，生產規模或生產能力也相差較大，對干燥產品的要求也不盡相同，因此，所采用干燥器的型式也是多種多樣的。

第五章干燥操作技術第一節干燥器的結構及應用化學實驗室，常用的烘干箱，它就是一個箱式干燥器實驗室烘干箱

這是工廠常用的轉筒干燥器這是工廠的氣流干燥器真空耙式干燥器

（1）被干燥物料的性質

（2）濕物料的干燥特性

（3）處理量

第五章干燥操作技術第一節干燥器的結構及應用（4）回收問題

（5）能源價格、安全操作和環境因素

干燥過程要考慮的問題

第五章干燥操作技術第一節干燥器的結構及應用（1）箱式干燥器

多應用在小規模、多品種、干燥條件變動大，干燥時間長的場合。如實驗室或中間試的干燥裝置。

（2）噴霧干燥器

第五章干燥操作技術第一節干燥器的結構及應用

適用于染料等。

第五章干燥操作技術第一節干燥器的結構及應用(3)轉筒式干燥器

主要用于處理散粒狀物料，亦可處理含水量很高的物料或膏糊狀物料，也可以干燥溶液、懸浮液、膠體溶液等流動性物料。

第五章干燥操作技術第一節干燥器的結構及應用(4)流化床干燥器

適用于處理粉粒狀物料，而且粒徑最好在30-60μm范圍。

第五章干燥操作技術第一節干燥器的結構及應用(5)氣流式干燥器

適宜于干燥熱敏性物料或臨界含水量低的細粒或粉末物料。

噴霧干燥

原理：

通過機械的作用，將需干燥的物料，分散成很細的霧狀微粒(以增大水分蒸發面積，加速干燥過程)，與熱空氣接觸后，在一瞬間將大部分水分除去，而使物料中的固體物質干燥成粉末。霧化器的類型和性能

這是工廠的噴霧干燥器。噴霧干燥是比較新型的干燥，目前應用也比較廣泛。比如奶粉，豆漿晶、各種中藥沖劑，都是使用噴霧干燥器，由水劑制成粉粒狀產品的。噴霧干燥器一、噴霧干燥的優缺點

（1）采用噴霧干燥，不需要粉碎、分級等操作，直接制成粉末產品，簡化了工序，節省了設備。（2）適于處理熱敏性物料物料微粒化后，表面積增大，干燥迅速（幾秒到十幾秒），防止物料過熱變質。（３）制品的溶解性和流動性好霧滴與熱風接觸，水分蒸發極快，可以形成中空球狀或疏松團粒狀的粉體，制品有良好的沖調性和流動性。（４）容易改變操作條件，控制或調節產品的質量指標、改變原料的濃度、熱風溫度等噴霧條件，可獲得不同水分和粒度的產品。（５）可以滿足對產品的各種要求增加某些措施或運用操作上的靈活性，能制成不同形狀（球形、粉末、疏松團粒）、性質（流動性、速溶性）的產品。（６）連續作業，處理量大現國內中小乳粉廠，噴霧干燥設備的蒸發量為５０－５００ｋｇ/ｈ。大、中型乳粉生產，每小時處理１０００～５０００ｋｇ鮮乳。

（7）設備較龐大，投資費用、動力和熱能消耗均較大。沸騰干燥

一、沸騰干燥概述

（一）原理

物料被大量氣流吹起，呈懸浮狀態，作上下、左右、前后運動，在沸騰狀態下進行干燥。（二）特點優點：

1、物料與干燥介質接觸充分，傳熱效果好，溫度分布均勻；

2、干燥速度大，停留時間短，故適宜于熱敏性物料干燥；

3、干燥停留時間可根據產品含水量調整；

4、床內縱向返混激烈，溫度分布均勻，對物料表面水分可

使用比較高的熱風溫度。

缺點：

1、對物料的顆粒度有一定的限制，一般要求不小于30微米，

不大于4－6毫米為合適。2、在物料的濕含量高而且結團場合不適。

3、對易結塊物料與設備會粘壁或堵塞。升華干燥原理：將含水物料先行凍結，然后使物料中的水分在高真空下不經液相直接從固相變為水汽排出，稱升華干燥法，或稱冷凍升華干燥法。升華的溫度在－5～－20℃左右，相應的壓力在1毫米汞柱左右。1．升華干燥的特點(1)在低溫下操作，對熱敏感性物質特別適合。(2)在真空操作，易氧化的物質(如油脂類)得到了保護。(3)復水快。

因為水分是在結冰狀態下直接蒸發的，故在干燥過

程中，水汽不帶動可溶性物質移向物料表面，不會

在物料表面沉積鹽類，不會形成硬質薄皮；亦不會

因收縮引起變形，故極易吸水恢復原形。(4)能排除95～99％以上的水分，產品能長期保存。(5)費用高。2、升華干燥設備結構

（1）箱式升華干燥設備

首先要預凍（－30℃，2h）

抽真空，升華

過程

加熱，蒸發剩

余水分

（30～35℃，2～3h）紅外干燥

1、原理構成物質的基本質點是電子、原子或分子，這些質點即使處于基態都在不停地運動著——振動或轉動。這些運動都有自己的固有頻率。當遇到具有某個頻率的紅外線輻射時，如果紅外線的頻率與基本質點的固有頻率相等，則會發生與振動學中共振運動相似的情況，質點會吸收紅外線并使運動進一步激化，轉換成分子熱運動溫度升高。2、特點

(1)熱輻射率高使用遠紅外線加熱有著較高的熱輻射率。

(2)熱損失小輻射加熱不存在傳熱界面，遠紅外線直接輻射到被加熱物體的表面，遠紅外線在空氣中傳播時的損失很小，即傳熱損失小。

(3)容易進行操作控制遠紅外線同其它光波一樣，具有直接傳播、漫反射和鏡反射的性質，因此可以通過光的集散、遮斷機構，更合理地控制輻射熱，使之在加熱器中更為有效地被利用，以提高加熱質量，減少熱損失。

(4)加熱速度快，傳熱效率高

(5)有一定的穿透能力紅外線的穿透能力沒有微波強，但也具有一定的穿透能力，即對物體內部直接加熱的能力。

(6)產品質量好遠紅外線的光子能量比紫外線、可見光線都要小，因此一般只會產生熱效果，不會引起成分的化學變化。另外，遠紅外加熱的速度快，時間縮短，因此成分受熱分解的可能性也小。微波干燥微波一般是指波長在1mm～1m范圍(頻率為300～300000MHz)的電磁波。也稱做超高頻。微波的傳統應用是將微波作為一種傳遞信息的媒介，應用于雷達、通訊、測量等方面。近年來，除了傳統的微波應用繼續發展外，微波作為一種能技術也迅速發展，將微波能廣泛用于對物體進行加熱和干燥。目前915MHz和2450MHz2個頻率已廣泛地為微波加熱所采用。

1、原理

被加熱的介質由許多極性分子組成。在沒有電場的作用下，這些偶極子在介質中作雜亂無規則的運動。當介質處于直流電場作用之下時，偶極分子就重新進行排列。帶正電的一端朝向負極，帶負電的一端朝向正極。若改變電場的方向，則偶極子的取向也隨之改變。若電場迅速交替也改變方向，則偶極子亦隨之作迅速的擺動。由于分子的熱運動和相鄰分子間的相互作用，偶極子隨外電場方向改變而作的規則擺動便受到干擾和阻礙，即產生了類似摩擦的作用，使分子獲得能量，并以熱的形式表現出來，表現為介質溫度的升高。2、特點

(1)加熱速度快微波加熱是內部加熱，不靠熱傳導的作用，因此可以令物體內部溫度迅速提高，所需加熱時間短。一般只需常規方法的1／10一1／l00的時間就可完成整個加熱過程。(2)加熱均勻性好微波加熱是內部加熱，容易達到均勻加熱的目的，避免了表面硬化及不均勻等現象的發生。

(3)加熱易于瞬時控制微波加熱的熱慣性小，可以立即發熱和升溫，易于控制，有利于配制自動化流水線。

(4)選擇性吸收

微波吸收與物質的介電系數有關，水的介電系數高，這有利于水分的蒸發。干物質吸收的微波能少，溫度低，不過熱，而且加熱時間又短，因此能夠保持食品的色、香、味等。

(5)加熱效率高

由于加熱作用始自加工物料本身，基本上不輻射散熱，所以熱效率高，熱效率可達到80％。3、微波設備

微波發生器

由電源提供直流高壓電流并使輸入能量轉換成微波能量。加熱器

微波能量通過連接波導傳輸到加熱器，對被加熱物料進行加熱。冷卻系統用于對微波管的腔體及陰極部分進行冷卻。粉碎、均質及混合設備

一、粉碎的概念粉碎:利用機械的方法使固體物料由大塊分裂成小塊直至細粉的操作。根據所處理物料尺寸的不同，通常將粉碎分為破碎和粉磨。破碎：將大塊物料處理成小塊物料粉磨：將小塊物料加工成為細粉的過程三、粉碎的方法原料的粉碎方法主要有5種。（1）擠壓物料在兩個工作構件之間受到緩慢增長的壓力作用而被粉碎。對于大塊的脆性物料，第一步粉碎常采用此法處理。若被處理的物料是具有韌性和塑性的，經過擠壓則會得到片狀產品。（2）撞擊

物料在瞬間受到外來的沖擊力而被擊碎。撞擊粉碎可以應用于多種物料，從較大塊形原料的破碎到細微粉碎均可使用此法。（3）折斷物料在兩個工作構件間承受彎曲應力而被折斷。此法多用于硬、脆性大的塊狀或條狀物料的粉碎，如豆餅、玉米穗等的粉碎。（4）研磨

物料在兩個相對滑動的粗糙工作表面之間受到

摩擦、剪切等作用而被磨削成細粒。此法主要用于小塊物料或韌性物料的粉磨。（5）剪切

物料受到相對運動的兩個工作構件端面的作用而被切斷。此法可粉碎韌性物料。破碎表面比較規則且易于控制粒度的大小。適于一般果蔬、肉類的分切。實際上，粉碎是一個復雜的過程，各種粉碎機械往往是采用兩種或兩種以上的方法對物料進行粉碎六、粉碎機類型

按成品粒度分為普通粉碎機(成品粒度＜80目)微粉碎機(80％成品粒度＞80目)超微粉碎機(成品平均粒度＞200目)按粉碎作用形式分：最為常見的包括沖擊式粉碎機、研磨式粉碎機等。

一、錘式粉碎機利用高速旋轉的錘片對物料施以強烈作用而將物料粉碎的機器。其作用原理主要是撞擊粉碎，同時機器中還存在著強烈的摩擦和剪切作用。所以錘式粉碎機既可以用作脆性物料的粉碎，也可以用作一些韌性物料的粉碎，故常被稱為萬能粉碎機。

第二節干法粉碎機械（一）結構：粉碎室齒板轉子錘片篩板風機沉降設備（2）篩板篩板是錘式粉碎機的排料裝置，一般用厚的優質鋼板沖孔制成。通常設在轉子下半周的位置。為了提高粉碎機的排料能力，也可使篩板占整個粉碎室內周面積的3/4以上，或是將篩板置于粉碎室側面。篩孔的形狀和尺寸是決定粉料粒度的主要因素，對機器的排料能力也有很大的影響。篩孔的形狀通常是圓孔或長孔。篩孔的直徑一般分為四個等級，小孔，中孔，粗孔，大孔以上。

（二）錘式粉碎機的型式

1、按粉碎機的進料口位置及進料方向

切向喂料式、軸向喂料式和徑向喂料式。1－進料斗；2－轉子；3－錘片；4－篩板；5－出料口2、按轉子的數目

分為單轉子式錘碎機和多轉子式錘碎機。（四）錘式粉碎機的使用與維護（1）錘式粉碎機工作時，應先起動機器，再投入物料。切忌在滿負荷時起動。（2）進入錘式粉碎機的物料，應通過電磁離析器去除金屬雜質，以免損壞機件。（3）要根據產品的粒度選擇篩板，篩板與錘片之間的間隙要根據物料性質加以調整。我國設計的粉碎機推薦錘篩間隙為：谷物4-8mm,通用型12mm。（4）篩板和錘片工作時會因強大沖擊力及磨損而損壞，要經常檢查，隨時更換。篩板的壽命不應以篩面破損為準，應視篩孔邊緣的磨損程度而定。（5）錘式粉碎機對濕度大的物料粉碎效果較差，故進入機器的物料濕度不要大于15%。（6）停機前，應先停止進料，待機內物料基本排空后再停機。

二、輥式磨粉機廣泛使用的一種粉碎設備。原理：利用兩個表面加工有齒形結構并做差速轉動的轉輥進行研磨粉碎。

（一）輥式磨粉機的基本結構和工作過程結構組成：一般由機架、成對磨輥、喂料機構、松合閘機構、輥面清理裝置、傳動機構及吸風裝置等組成。

混合

一、概述

1、混合：定義：指兩種或兩種以上不同組份的物料在外力作用下運動速度方向發生改變，使各組份的粒子均勻分布的過程。經過混合操作后得到的物料稱為混合物。混合物的類型：固體與固體、固體與液體、液體與液體、液體與氣體相混合構成的混合物。混合的目的在于獲得均勻混合物，強化熱交換過程，增強物理和化學反應。3、混合機理

兩種或兩種以上不同組分構成的混合物在混合機或者料罐內，在外力作用下進行混合，從開始時的局部混合達到整體的均勻混合狀態，在某個時刻達到動態平衡，之后，混合均勻度不會再提高，而分離和混合則反復交替他進行。整個混合過程存在著三種混合方式：（一）對流混合（二）擴散混合（三）剪切混合

二、固體混合機作用對象是兩種或兩種以上具有一定流動性的粉料顆粒，通過混合機的混合作用使其成為各組分濃度均勻的混合物。混合機按混合容器是否旋轉可分為旋轉容器式混合機和固定容器式混合機。（一）旋轉容器式混合機間歇操作的混合機械。這種混合機用驅動軸水平地支撐著容器，容器內放入兩種以上的粉粒物料，驅動軸帶動容器自身回轉而完成物料的混合。機構簡單，混合效果良好，因此應用廣泛。2、主要形式（1）圓筒型混合機圓筒型混合機適合于對調味料以及啤酒的原料麥芽等進行混合。

水平型混合機其圓筒容器水平放置，作業時兩端物料混合得不徹底，混合效率低，一般不采用。

傾斜型混合機其圓筒容器傾斜放置，這樣物料在容器內運動情況復雜，混合效果好。（2）雙錐型混合機容器由兩個錐底相連的圓錐體構成，驅動軸固定于錐底部分。一個錐頂為原料的入口，另一個錐頂為已混合物料的出口。由于容器呈圓錐形，所以物料能產生強烈的滾動作用，具有易流動和混合較快的優點，同時物料排出徹底。

為了混合得徹底，容器內

可設有攪拌槳葉。雙錐型混合機的轉速為5-20rpm。（3）V型混合機又稱雙圓角形混合機。混合容器夾角為:60～90℃之間，裝料量為兩個圓筒體積的10％～30％。其轉速為6～25r/min。由于容器的非對稱性，操作時物料時聚時散，產生比雙錐型混合機更好的混合效果。適用于各種干粉狀食品（如面粉、玉米粉、麥麩等）的混合（4）立方體型混合機

混合容器呈立方體形。物料在空間力的作用下做三維的復雜運動，強化了混合效果，消除了混合死角，大大縮短了混合時間。這種混合機適合于咖啡等貴重粉料食品的混合。（5）輪筒型混合機

圓筒型混合機的一種變型，圓筒變為輪筒，消除了混合死角。混合機容器較小，裝料少。

適合于對小食品包裹調味料或者包糖衣的操作。（二）固定容器式混合機

特征：容器固定。內部設有回轉的攪拌槳葉或絞龍螺旋，強制性地分散、切斷物料。物料在容器內有確定的流動方向，屬于對流混合。適用于物料的性質