第九章 干燥设备

1、第九章 干燥设备1.干燥：将物料中的水分含量降至所要求的程度，作成干制品。2.目的：防止成品腐烂变质，能较长时间贮存，减少体积和重量，便于运输3. 种类：干果品、脱水蔬菜、乳粉、鱼干、血粉、中药、膨化食品等一、干燥方法自然干燥和人工干燥原理：利用自然的太阳能辐射热和常温空气，晒干、吹干和晾干。特点：简便易行，成本低廉，受自然条件限制，干燥时间长，损耗大，产品质 量较差。应用：杏、葡萄、柿、枣、黄花菜、竹笋等人工干燥法原理：人工制成的机械能、物理化学能和热能干燥方法：机械压榨法（压榨、沉淀、过滤和离心分离）；物理化学干燥法（用无水氯化钙、硅胶等吸湿性物料吸除物料中的水分）和加热干燥法（对物料加热

2、去水或将物料冻结升华去水）第一节 干燥方法的分类和发展趋势一、干燥方法二、干燥的发展趋势1. 干燥设备向系列化、大型化发展。2. 用新技术改进和完善现有设备，强化干燥过程。3. 降低热能消耗。4. 改善干燥工艺。5. 采用联合干燥工艺。6. 消除对环境的污染。粉尘回收、降低噪声等。7. 提高自动化程度，改善劳动强度。第二节 固定床和箱式干燥机固定床干燥机工作原理：把被干燥的物料置于带孔的固定床上，外界的空气在风机作用下，经余热风筒加热升温，通过热交换的管道吸热，再经换向阀门，由床上或床下进入干燥室。热风不断地穿过物料层，吸取物料中的水分达到干燥要求。烟气通过热交换管的管壁间，由烟囱排出机外。废

3、气从干燥室排出室外。特点：结构简单，容易制造，投资小，通用性强，设备安装不当易漏气，装卸物料不便，生产率低。烘房：由烤架、加热炉、烟道、烟囱与干燥容器等组成优点：升温排湿快，烤房较高，空间利用率较大，热能利用较好；缺点：操作劳动强度大，适用：小批量土特产品、果品的干制烤房周围有保温层，烟气经地道到墙道、最后经烟囱排出；烤房内有烤架、烤盘，作业时由烘房的地面和墙壁供热，干燥物料，废气由排气筒排出2 箱式干燥机3 移动床干燥机第三节 隧道干燥机顺流型隧道式干燥机：风机、加热器多设在隧道顶的上边。料车从隧道一端推入，湿物料先与高温热风接触，对高水分物料，可采用较高的热风温度，也不致损失产品品质，而物

4、料接近干燥成品时，热风温度降低，可防止产品过敏，但难以获得降低水分产品。逆流型隧道式干燥机结构与顺流型相似，湿物料先与低温高湿热风接触，对某些物料可防止物料 表面硬结，而物料接近干燥时，与高温低湿热风接触，使物料充分降水，但 干燥时间壁顺流型长。混合型隧道干燥机由顺流和逆流两段组成，称为混合式。湿物料入隧道先与高温而湿度低的热风作顺流接触，可得到较高的干燥速率；随着料车前移，热风温度逐渐下降、湿度增加，然后物料与隧道另端进入的热风作逆流接触，使干燥后的产品能达较低的水分。两段的废气均由中间排出，亦可进行部分废气再循环。特点：干燥时间短，产品质量好，兼有顺流、逆流的优点。但隧道较长穿流型隧道式干

5、燥机图9-7：在隧道体的上下分段设有多个加热器。在每一个料车的前侧固定有挡风板，将相邻料车隔开。热风垂直穿过物料层，并多次换向。热风的温度可以分段控制。图9-8：沿整个隧道纵向分若干干燥段，在两列隧道各干燥段的上部装一轴流风机，使热风在段内穿过两列隧道的物料层，同时输入一定量外界空气，排出一定量废气，进行部分废气再循环。特点：干燥迅速，比平流型的干燥时间缩短，产品的水分均匀，但结构较复杂，消耗动力较大影响干燥作用的因素1.物料的组成和大小：多孔性和组织疏松的物料容易干燥。物料切分越小，受热蒸发面积越大，干燥速度越快2.料盘装载量：装载量小，干燥时间短，干燥程度均匀，但处理量小；装载量大则效果相

6、反。3.热风的温度和相对湿度：热风温度越高，干燥湿度越低，干燥速度越快，反之则干燥速度越慢；若热风温度过高，穿过安全温度则导致物料变质，热风温度较低，使干燥时间过长，对产品品质亦不利。热风的安全温度由物料的种类、初始水分、干燥时间和产品要求确定。从干燥过程来看，一般再恒速干燥段，宜采用较高的风温，尽可能发挥最大效率的干燥作用，物料的温度为其周围气流的湿球温度，不致受到过热损害但不宜过高，否则使可溶性物质流失，糖分焦化或结壳。再减速干燥段，质传递逐渐减少，干燥所需热量亦减少，故需降低风湿。至干燥末段，物料去水很慢，宜进一步调低风湿。4.热风的流速：通过物料周围的热风流速大，能以迅速传热并带走水分

7、，提高干燥速度。但流速增大到一定程度，不能相应增加干燥强度，且增大动力消耗。第四节 带式干燥机 将物料置于输送带上，在随带运动的过程中与热风接触而干燥的设备，因结构和流程不同，有多层、单级和多级等各种类型。 多层带式干燥机组成结构如图所示工作过程：进料口到进料带，第一组链板式输送带上层的前端到末端，通过翻板落入下层运到前端后进入第二层，最后卸料口排出。单级全机分成两个干燥区。第一干燥区的空气自下而上经加热器穿过物料层。第二干燥区是空气自上而下经加热器穿过物料层。工作过程是有的装有进料振动分布器，使物料在输送带上形成疏松的料层；随即通过第一干燥区，在该区内风压要适当，以免使物料沸腾，然后通过第二

8、干燥区，物料得到均匀干燥。带式干燥机全机有两级输送带，分成两个干燥段和一个吹风冷却段。第一段又分前、后两个温区。物料经第一、二段干燥后，自第一输送带的末端，自动落入第二个输送带的首端，其间物料受拨料器的作用而翻动，然后通过冷却段。最后由终端卸出产品。特点：1.物料干燥过程中，不受振动或冲击，不产生损伤，粉尘的飞扬也少2.物料在带间转移时，得到松动和翻转，使物料的蒸发表面积增大，改善通气性和干燥均匀性3.干燥区的数目较多，每一区的热风流量、流向、温度和湿度均可控制，符合物料干燥工艺的要求。4.结构复杂，设备费用高5.设备的进出料口，密封不严，易产生漏气滚筒干燥机1料液由高位槽流入滚筒干燥器的受料

9、槽内，由布膜装置使物料薄薄地（膜状）附在滚筒的表面。滚筒内通有供热介质。物料在滚筒的转动中由筒壁传热使其水分汽化。干燥后的物料由刮刀刮下，经螺旋输送装置送至成品贮存槽，粉碎后包装。在传热中蒸发出的水分，视其性质可通过密封罩引入相应的处理装置内进行捕集粉尘或排放。操作的全过程可连续进行。滚筒干燥机工作原理分类：单、双滚筒式、常压式、真空式、顶槽式、喷雾式。工作的原理和过程如图滚筒干燥器对物料的干燥是物料以膜状形式附于筒上为前提的。膜形成的厚度与物料的性质（形态、表面张力、粘附力、粘度等）、滚筒的线速度、筒壁温度、筒壁材料以及布膜的方式等因素有关。粘附力大于表面张力时，粘液才能附于滚筒上成膜。对于

10、粘度大的料液，可以采用提高温度的方法使其粘度降低。滚筒壁温度低易附料；滚筒线速度高易附料。喷雾干燥原理：将溶液、乳浊液、悬浮液或膏糊状液料，利用雾化器喷洒成极细的雾状液滴，并与热风均匀混合，进行传热传质，而制成粉体、颗粒或团粒的干燥设备。应用：乳、蛋、果、蔬和饮料等粉末状产品的制作特点：1.浆状原料直接干燥成粉粒状产品，不需要粉碎、分级等操作，直接制成粉末产品，简化了工序、节省了设备；2.适于热敏性物质，物料微粒化后，表面积增大，干燥迅速，且产品温度不超过热风的湿球温度，防止物料过热变质；雾滴大小和均匀程度对产品质量和技术经济指标影响很大。雾化器种类：压力式，离心式和气流式3.制品的溶解性和流

11、动性好，雾滴与热风接触，水分蒸发极快，可以形成中空球状或疏松团粒状的粉体，制品有良好的冲调性和流动性。压力式雾化器原理：液料通过高压泵，以720MPa的压力，在雾化器形成旋转运动，然后在离心力的作用下，由喷嘴喷出而雾化。M型：在孔板下，形成一旋转室，孔板上导沟的轴线与水平面垂直。S型：在喷嘴装一芯子，其上导沟的轴线与水平面成一定角度，以增强液料的湍流度，提高雾化效果。优点：结构简单，动力消耗较小缺点：喷嘴易堵塞、磨损；操作弹性小、产量调节范围窄，压力喷嘴适于一般粘性液料离心式雾化器原理：液料在高速旋转的雾化轮上，受离心力作用，也液膜向外成薄膜，离开园盘分散成微小的液滴，沿接近盘切线的方向运动。

12、液滴的大小和喷雾均匀型，主要取决于旋转盘的圆周速度和薄膜厚度，液膜厚度又与液料的处理量有关。离心盘结构简单，易维修，生产率高，喷雾均匀，较高的离心力。碟式：液料成扁平薄膜有利于雾化，结构简单，但表面光滑，液料有较大的滑动，离心力低叶轮式：有较好的润湿周边，液料滑动不大喷枪式：较高离心力，液膜较薄；生产率高，可用作两种以上液料同时进行喷雾。优点：通道大；对液料适应性强，高粘度、高浓度的液料均可；操作弹性大缺点：结构复杂，动力消耗比压力式大，只适于顺流立式喷雾干燥设备气流式喷头原理：利用高速气流（200300m/s）对液膜的摩擦分裂作用而把液体雾化的。高速气流可用蒸汽或压缩空气，使用蒸汽比压缩空气

13、经济，但只有在溶液能耐受高温（例如高于300）气体介质的干燥时才可采用，水分才能有效蒸发。种类：气流式喷嘴可分为外混合式，内混合式及内外混合式。气流喷雾的分散度取决与气体与液体的相对喷射速度、气液的物理性质，喷射器的几何尺寸以及气液比。一般而言，增加气体的喷射速度，可以得到较细的雾滴，而增加气体对液体的质量比，则可得到均匀的雾滴。气流式喷嘴在很大的液体流量范围内，具有产生细雾滴的操作灵活性，操作时，调节气液比，可在很大的范围内调节雾滴的大小。三种喷头的比较离离心心喷喷雾雾干干燥燥机机工工艺艺流流程程箱式平底型喷雾干燥机组成：空气过滤器、进风机，空气加热器，喷雾器，干燥室，布袋过滤器，排风机工作

14、过程：经空气过滤器过滤的洁净空气，经加热器加热至高温后在热风风箱内分成几股气流，使热风均匀地分配进入干燥室。当与喷嘴中喷出的分散成雾状的浓乳微粒接触时，时微粒干燥。特点：干燥过程在密闭状态下进行，室内有一定负压，卫生条件好，可避免粉尘外逸。采用平底，有利于人进入清理，但出粉比较困难。带冷却器的塔式喷雾干燥机组成：高压泵，蒸汽加热器，空气预热器，干燥室，旋风分离器，消音器和冷却器工作过程：浓缩液料从贮料罐通过高压泵和雾化器喷入干燥室。空气经两次的蒸汽间接，形成热风送入干燥室。干燥成品至干燥室下部用冷风冷却，从底部卸出。废气中挟带的粉尘经分离器重进入干燥室，废气经消音器排入大气。单层流化床干燥示意

15、图单层流化床干燥示意图单级气流干燥机组成：干燥管、旋风分离器、出料器、加料器、热交换器等工作过程：空气经过滤，进入热交换器，被加热后与加料器送入的湿物料同时被风吸引，湿物料被分散呈微小颗粒，并与热空气充分接触，在管内输送过程中，物料被迅速干燥后，由旋风分离器底部卸出，废气由分离器顶部、通风除尘器排出。应用：属于小型生产设备，用于制作淀粉两级气流干燥机结构：有两套干燥、分离装置串连组成工作过程：工作是物料先进入第一级干燥管，利用第二级旋风分离器 排出的废气进行干燥，通过第一级旋风分离器和风机，受来自空气加 热器的热风的作用进入第二级干燥器，最后由过筛机卸出成品。从第一级旋风分离器排出的废气，经湿

16、式捕集器，使含有粉乳的溶液，重新流会湿粉工段的离心机，进行固液分离，净化后的废气排入大气。气流干燥机原理：将细粉或颗粒状的湿物料，用较高速热空气流分散呈悬浮状， 并随热气流运动进行热交换的干燥设备。应用：淀粉、味精等加工。特征：1.干燥强度大；由于物料在热气流中呈悬浮状态，颗粒被热空 气包围，改善了气流与物料的接触条件；另外气流速度较大， 气流与物料之间有强烈的相对运动，故干燥强度较大。 2.因气流速度较大，干燥时间短；物料温度低， 3.结构简单，处理量大 4.适应性差：对块、膏糊状湿物料需先进行粉碎后再气流干燥。 对产品的水分要求再3以下，或要求保持结晶形状、光泽 及易粘附于干燥管的物料不适

17、用， 5.动力消耗较大，使用较高速气流，需选用高、中压离心风机单层流化床干燥单层流化床干燥示意图示意图五层流化床干燥示五层流化床干燥示意图意图回转式干燥机原理：颗粒状、短条状、片状物料通过旋转圆筒内部时，与筒内热风 或加热壁面有效地接触而被干燥地设备。应用：鱼粉、果粉、瓜子、牧草等产品的干燥操作。结构：筒体、抄板、驱动装置、轮箍和拖轮、空气密封装置分类：直接加热式（顺流式，逆流式，错流式等）；间接加热式（内 置加热管式，筒壁加热式）；复合加热式（热风与物料先顺流 加热，后逆流加热）特征：1.生产能力大，水分蒸发量大，连续作业，机械化程度较高。 2.对物料地适应性强，即使物料的水分、粒度由较大变化，亦能 适用。 3.顺流式回转干燥机，能使用高温热风，若使排风大量循环，则 热效率可达80以上。 4.操作稳定方便，费用较低，产品干燥地均匀性较好。 5.比较笨重，金属材料耗量大，设备投资较高。占地面积大，传 动部件多需经常检修。 回转式青饲料干燥机回转式青饲料干燥机真空干燥原理：低压下，对物料加热进行干燥，能减少品质的损失带式真空干燥机带式真空干燥机冷冻干燥冷冻干燥冷冻干燥原理：使含水