喷雾干燥实验报告

1、食品机械与设备实验报告喷雾枯燥实验实验目的 了解喷雾枯燥设备流程及气动离心雾化器工作原理; 熟识喷雾枯燥的操作； 通过实验深入了解喷雾枯燥的优点和缺点； 了解喷雾枯燥产品形态。二实验原理与内容喷雾枯燥是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热气体空气、氮气或过热水蒸气枯燥雾滴而获得产品的一种枯燥方法。原料液可以是溶液、乳浊液、悬浮液。液体的雾化器将料液分散为雾滴，增大枯燥过程的传热传质速率。雾化器是喷雾枯燥的关键部件之一，目前常用的有 3种，即压力式雾化器、离心式雾化器、气流式雾化器。雾化的液体与热气流的接触外表积很大，它与较高温度的气流一接触就迅速进行传热传质，雾滴水分吸收热量后又迅速蒸发成水蒸

2、气，空气既作载热体又作 载湿体。在枯燥初期，雾滴很小，物料内部湿含 量的扩散传递而造成的干 燥阻力几乎等于零，物料的温度一直处于物料的外表湿 球温度，为恒速 枯燥阶段。在物料外表没有充水分时， 物料就开 始升温并在内部形成温度梯度，为降速枯燥阶 段 假设当温度梯度很大，物料内部的蒸汽压大于物料粒子外表内聚力时，粒子即会爆开，瞬时增大传质蒸发表面。因此喷雾枯燥的粉末大多是非球形。本实验是采用离心喷雾，实验内容包括1、喷雾枯燥设备流程及设备结构介绍；2、喷雾枯燥设备使用操作要点介绍；3、喷雾枯燥；4、枯燥产品形态观察。实验仪器、设备小型离心喷雾枯燥设备移动式高速离心喷雾枯燥机，型号LPG 5,江苏

3、省常州先锋枯燥设备。设备参数：离心盘直径50m m、枯燥室直径800mm,圆筒高600毫米，筒锥角度60。这样的离心喷雾高速旋转的动力是采自压缩空气，压缩空气推动涡轮通过挠性轴带 动离心盘转动，液料从加 工料中均匀滴入离心 盘中央受离心力的作用以切线方 向甩出，绕成大小均匀的雾状水滴，分别于枯燥室中；由于离心盘转速高达2.5万转/分。挠性轴细小，故 注意操作，小 心加料均匀，防止结焦以保证离 心盘的动力平衡。实验材料：牛奶测量仪器：小型离心喷雾枯燥设备上热电偶温度计进出风、形态观察仪器。四实验步骤1. 测定实验环境温度、牛奶含水率及可溶性固性物含量等。2. 认真检查设备流程和各部件的结构构造。

4、3?启动排风机，检查系统局部连接是否良好，有无漏气的地方。4?接上加热电源预热枯燥室，设定温度为190C。5. 到达所要求的温度，即启动离心转盘到正常运转、并慢慢进少量的物料，观察雾滴的在枯燥室中状态，调节供料量直到能看见雾状液滴在枯燥室中运动，稳定供料。6. 枯燥操作完成后，停止进料、停加热器及停止离心盘转动，待出口温度低于80C后再停止排风机。7. 拆卸管道、别离器，收集粉料。8. 取出离心喷雾头小心拆开清洗，后抹干安装好垂直放置，盒中保存。 注意：拆洗离心转盘，要特别小心，因它是桡性轴很容易压变形而致损坏。9. 测定产品的含水率及观测形态。五实验装置流程图六实验数据及结果表1不同出料口收

5、集到的奶粉的感官评定来源指标X旋风别离器出料口枯燥室出料口含水量4.97%5.58%颜色孚L白色米白色形态粉末细小，根本不结块大多数为细粉状，小局部粘结为块 状枯燥室设定枯燥温度：170 C；实验环境温度:25 C ;添加增稠剂后原料的可溶性固形物含量:21.0%.各个局部的产品在电镜下的形态如下图1-旋风别离器出料口奶粉颗粒电镜图1图2-旋风别离器出料口奶粉颗粒电镜图2图3-枯燥室出料口奶粉颗粒电镜图样品的直径如表2所示:表2各局部产品直径产品所在位置旋风别离器出料口枯燥室出料口直径/um27.60333.77740.50736.243平均值/um34.05535.010由表1和表2可以得出

6、，在旋风别离器出料口的奶粉颗粒直径略小于枯燥室出料口的奶粉颗粒直径，含水率也比枯燥室出料口中的要低。由电镜观察可以看出，得到的奶粉颗粒说明都有一层暗色的硬壳，形成原因 为，干燥时外表温度过高，而内部温度较低，外表水分蒸发速度大于物料内部水分向外表扩散的速度，形成由内部指向外表的温度梯度，使得水分向着逆温度梯度方向迁移从而导致外表硬化。七分析与讨论1.产品的形态能由于在牛奶在进行干制前为白色液体，在通过喷雾枯燥干制成奶粉后呈淡黄色，可干制过程中发生了美拉德反响， 使得奶粉的颜色发生变化。 奶粉均呈现 颗粒状，没有粘 结的现象发生， 可能由于进行喷雾枯燥的牛奶较少， 所以都呈现 点颗粒状。2. 产

7、品的含水量收集的时间 ( 奶粉曝于空气中的时间 ) 、枯燥的时间、环境空气的水分含量、 枯燥温 度等都是影响奶粉水分含量的主要的因素。 其中，测定的速度会影响到奶 粉曝于空气的时 间，影响奶粉的含水量。通过表1比拟含水量数据得：收集器下口。分析可能的原因有：(1)可能由 于下口收集的奶粉和收集器收集的奶粉的温度不同， 因此含水量有所差异， 下口 温度较高， 产品含水量较低， 而收集器收集的产品温度较低， 产品含水量较高 (2) 测量时先测定的是 下口的奶粉的含水量， 收集器收集的奶粉置于空气中， 水蒸气 凝结到颗粒外表，导致奶 粉的含水量升高。查相关资料可知， 奶粉的含水量一般为 3%-3.5

8、% ，一般不超过 5%，而在本实验中， 奶 粉的含水量到达 6.5%和 6.95% ，接近 7% ，远远高于奶粉的含水量的要求，不 利于奶粉 的保藏。其中造成奶粉的含水量较高的原因为： (1) 收集到的奶粉在空 气中暴露了一段时 间后再进行含水量的测定，导致奶粉含水量升高。 (2) 喷雾干 燥设备参数如温度设置不对 或设备存在误差。3. 产品粒径形态与颗粒直径 查找相关资料可知，奶粉的颗粒大小对冲调性的影响较大。 速溶要求乳粉在 热水、冷水中都能快速溶解。 这要求颗粒具有足够大的直径和粒度分布。 速溶乳 粉颗粒分布多在20? 60卩m,而普通乳20卩m以下的颗粒占多数。而相关的实验 证明,平均颗粒直径在 30卩m,其冲调性能到达80% ,小于30卩m,冲调性就 差。因此， 对速溶乳粉 ，颗粒平均直径要求在 30 卩 m 以上 ，其中颗粒大局部要 求分布 30? 50 卩 m 之间。乳粉颗粒过小 ， 复水后， 易结团， 浮于水面 ，影响溶解 度。但颗粒大 , 相应含水 增多 , 容重小 ,体积大。乳粉颗粒大小与原料乳的浓缩程度和枯燥方式有关。提高乳的浓度是放大颗粒的关键。通过比对可以发现，本实验中选取的产品颗粒直径根本处于30-50 卩