干燥-粉碎-混合

干燥

干燥：从物体中除去水分的操作。

干燥示意图

一、干燥方法：1、自然干燥2、人工干燥：机械干燥、热风干燥、真空干燥、冷冻干燥、介质接触干燥、辐射干燥。

由于被干燥物料的形状和性质不同，生产规模或生产能力也相差较大，对干燥产品的要求也不尽相同，因此，所采用干燥器的型式也是多种多样的。

第五章干燥操作技术第一节干燥器的结构及应用化学实验室，常用的烘干箱，它就是一个箱式干燥器实验室烘干箱

这是工厂常用的转筒干燥器这是工厂的气流干燥器真空耙式干燥器

（1）被干燥物料的性质

（2）湿物料的干燥特性

（3）处理量

第五章干燥操作技术第一节干燥器的结构及应用（4）回收问题

（5）能源价格、安全操作和环境因素

干燥过程要考虑的问题

第五章干燥操作技术第一节干燥器的结构及应用（1）箱式干燥器

多应用在小规模、多品种、干燥条件变动大，干燥时间长的场合。如实验室或中间试的干燥装置。

（2）喷雾干燥器

第五章干燥操作技术第一节干燥器的结构及应用

适用于染料等。

第五章干燥操作技术第一节干燥器的结构及应用(3)转筒式干燥器

主要用于处理散粒状物料，亦可处理含水量很高的物料或膏糊状物料，也可以干燥溶液、悬浮液、胶体溶液等流动性物料。

第五章干燥操作技术第一节干燥器的结构及应用(4)流化床干燥器

适用于处理粉粒状物料，而且粒径最好在30-60μm范围。

第五章干燥操作技术第一节干燥器的结构及应用(5)气流式干燥器

适宜于干燥热敏性物料或临界含水量低的细粒或粉末物料。

喷雾干燥

原理：

通过机械的作用，将需干燥的物料，分散成很细的雾状微粒(以增大水分蒸发面积，加速干燥过程)，与热空气接触后，在一瞬间将大部分水分除去，而使物料中的固体物质干燥成粉末。雾化器的类型和性能

这是工厂的喷雾干燥器。喷雾干燥是比较新型的干燥，目前应用也比较广泛。比如奶粉，豆浆晶、各种中药冲剂，都是使用喷雾干燥器，由水剂制成粉粒状产品的。喷雾干燥器一、喷雾干燥的优缺点

（1）采用喷雾干燥，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）适于处理热敏性物料物料微粒化后，表面积增大，干燥迅速（几秒到十几秒），防止物料过热变质。（３）制品的溶解性和流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。（４）容易改变操作条件，控制或调节产品的质量指标、改变原料的浓度、热风温度等喷雾条件，可获得不同水分和粒度的产品。（５）可以满足对产品的各种要求增加某些措施或运用操作上的灵活性，能制成不同形状（球形、粉末、疏松团粒）、性质（流动性、速溶性）的产品。（６）连续作业，处理量大现国内中小乳粉厂，喷雾干燥设备的蒸发量为５０－５００ｋｇ/ｈ。大、中型乳粉生产，每小时处理１０００～５０００ｋｇ鲜乳。

（7）设备较庞大，投资费用、动力和热能消耗均较大。沸腾干燥

一、沸腾干燥概述

（一）原理

物料被大量气流吹起，呈悬浮状态，作上下、左右、前后运动，在沸腾状态下进行干燥。（二）特点优点：

1、物料与干燥介质接触充分，传热效果好，温度分布均匀；

2、干燥速度大，停留时间短，故适宜于热敏性物料干燥；

3、干燥停留时间可根据产品含水量调整；

4、床内纵向返混激烈，温度分布均匀，对物料表面水分可

使用比较高的热风温度。

缺点：

1、对物料的颗粒度有一定的限制，一般要求不小于30微米，

不大于4－6毫米为合适。2、在物料的湿含量高而且结团场合不适。

3、对易结块物料与设备会粘壁或堵塞。升华干燥原理：将含水物料先行冻结，然后使物料中的水分在高真空下不经液相直接从固相变为水汽排出，称升华干燥法，或称冷冻升华干燥法。升华的温度在－5～－20℃左右，相应的压力在1毫米汞柱左右。1．升华干燥的特点(1)在低温下操作，对热敏感性物质特别适合。(2)在真空操作，易氧化的物质(如油脂类)得到了保护。(3)复水快。

因为水分是在结冰状态下直接蒸发的，故在干燥过

程中，水汽不带动可溶性物质移向物料表面，不会

在物料表面沉积盐类，不会形成硬质薄皮；亦不会

因收缩引起变形，故极易吸水恢复原形。(4)能排除95～99％以上的水分，产品能长期保存。(5)费用高。2、升华干燥设备结构

（1）箱式升华干燥设备

首先要预冻（－30℃，2h）

抽真空，升华

过程

加热，蒸发剩

余水分

（30～35℃，2～3h）红外干燥

1、原理构成物质的基本质点是电子、原子或分子，这些质点即使处于基态都在不停地运动着——振动或转动。这些运动都有自己的固有频率。当遇到具有某个频率的红外线辐射时，如果红外线的频率与基本质点的固有频率相等，则会发生与振动学中共振运动相似的情况，质点会吸收红外线并使运动进一步激化，转换成分子热运动温度升高。2、特点

(1)热辐射率高使用远红外线加热有着较高的热辐射率。

(2)热损失小辐射加热不存在传热界面，远红外线直接辐射到被加热物体的表面，远红外线在空气中传播时的损失很小，即传热损失小。

(3)容易进行操作控制远红外线同其它光波一样，具有直接传播、漫反射和镜反射的性质，因此可以通过光的集散、遮断机构，更合理地控制辐射热，使之在加热器中更为有效地被利用，以提高加热质量，减少热损失。

(4)加热速度快，传热效率高

(5)有一定的穿透能力红外线的穿透能力没有微波强，但也具有一定的穿透能力，即对物体内部直接加热的能力。

(6)产品质量好远红外线的光子能量比紫外线、可见光线都要小，因此一般只会产生热效果，不会引起成分的化学变化。另外，远红外加热的速度快，时间缩短，因此成分受热分解的可能性也小。微波干燥微波一般是指波长在1mm～1m范围(频率为300～300000MHz)的电磁波。也称做超高频。微波的传统应用是将微波作为一种传递信息的媒介，应用于雷达、通讯、测量等方面。近年来，除了传统的微波应用继续发展外，微波作为一种能技术也迅速发展，将微波能广泛用于对物体进行加热和干燥。目前915MHz和2450MHz2个频率已广泛地为微波加热所采用。

1、原理

被加热的介质由许多极性分子组成。在没有电场的作用下，这些偶极子在介质中作杂乱无规则的运动。当介质处于直流电场作用之下时，偶极分子就重新进行排列。带正电的一端朝向负极，带负电的一端朝向正极。若改变电场的方向，则偶极子的取向也随之改变。若电场迅速交替也改变方向，则偶极子亦随之作迅速的摆动。由于分子的热运动和相邻分子间的相互作用，偶极子随外电场方向改变而作的规则摆动便受到干扰和阻碍，即产生了类似摩擦的作用，使分子获得能量，并以热的形式表现出来，表现为介质温度的升高。2、特点

(1)加热速度快微波加热是内部加热，不靠热传导的作用，因此可以令物体内部温度迅速提高，所需加热时间短。一般只需常规方法的1／10一1／l00的时间就可完成整个加热过程。(2)加热均匀性好微波加热是内部加热，容易达到均匀加热的目的，避免了表面硬化及不均匀等现象的发生。

(3)加热易于瞬时控制微波加热的热惯性小，可以立即发热和升温，易于控制，有利于配制自动化流水线。

(4)选择性吸收

微波吸收与物质的介电系数有关，水的介电系数高，这有利于水分的蒸发。干物质吸收的微波能少，温度低，不过热，而且加热时间又短，因此能够保持食品的色、香、味等。

(5)加热效率高

由于加热作用始自加工物料本身，基本上不辐射散热，所以热效率高，热效率可达到80％。3、微波设备

微波发生器

由电源提供直流高压电流并使输入能量转换成微波能量。加热器

微波能量通过连接波导传输到加热器，对被加热物料进行加热。冷却系统用于对微波管的腔体及阴极部分进行冷却。粉碎、均质及混合设备

一、粉碎的概念粉碎:利用机械的方法使固体物料由大块分裂成小块直至细粉的操作。根据所处理物料尺寸的不同，通常将粉碎分为破碎和粉磨。破碎：将大块物料处理成小块物料粉磨：将小块物料加工成为细粉的过程三、粉碎的方法原料的粉碎方法主要有5种。（1）挤压物料在两个工作构件之间受到缓慢增长的压力作用而被粉碎。对于大块的脆性物料，第一步粉碎常采用此法处理。若被处理的物料是具有韧性和塑性的，经过挤压则会得到片状产品。（2）撞击

物料在瞬间受到外来的冲击力而被击碎。撞击粉碎可以应用于多种物料，从较大块形原料的破碎到细微粉碎均可使用此法。（3）折断物料在两个工作构件间承受弯曲应力而被折断。此法多用于硬、脆性大的块状或条状物料的粉碎，如豆饼、玉米穗等的粉碎。（4）研磨

物料在两个相对滑动的粗糙工作表面之间受到

摩擦、剪切等作用而被磨削成细粒。此法主要用于小块物料或韧性物料的粉磨。（5）剪切

物料受到相对运动的两个工作构件端面的作用而被切断。此法可粉碎韧性物料。破碎表面比较规则且易于控制粒度的大小。适于一般果蔬、肉类的分切。实际上，粉碎是一个复杂的过程，各种粉碎机械往往是采用两种或两种以上的方法对物料进行粉碎六、粉碎机类型

按成品粒度分为普通粉碎机(成品粒度＜80目)微粉碎机(80％成品粒度＞80目)超微粉碎机(成品平均粒度＞200目)按粉碎作用形式分：最为常见的包括冲击式粉碎机、研磨式粉碎机等。

一、锤式粉碎机利用高速旋转的锤片对物料施以强烈作用而将物料粉碎的机器。其作用原理主要是撞击粉碎，同时机器中还存在着强烈的摩擦和剪切作用。所以锤式粉碎机既可以用作脆性物料的粉碎，也可以用作一些韧性物料的粉碎，故常被称为万能粉碎机。

第二节干法粉碎机械（一）结构：粉碎室齿板转子锤片筛板风机沉降设备（2）筛板筛板是锤式粉碎机的排料装置，一般用厚的优质钢板冲孔制成。通常设在转子下半周的位置。为了提高粉碎机的排料能力，也可使筛板占整个粉碎室内周面积的3/4以上，或是将筛板置于粉碎室侧面。筛孔的形状和尺寸是决定粉料粒度的主要因素，对机器的排料能力也有很大的影响。筛孔的形状通常是圆孔或长孔。筛孔的直径一般分为四个等级，小孔，中孔，粗孔，大孔以上。

（二）锤式粉碎机的型式

1、按粉碎机的进料口位置及进料方向

切向喂料式、轴向喂料式和径向喂料式。1－进料斗；2－转子；3－锤片；4－筛板；5－出料口2、按转子的数目

分为单转子式锤碎机和多转子式锤碎机。（四）锤式粉碎机的使用与维护（1）锤式粉碎机工作时，应先起动机器，再投入物料。切忌在满负荷时起动。（2）进入锤式粉碎机的物料，应通过电磁离析器去除金属杂质，以免损坏机件。（3）要根据产品的粒度选择筛板，筛板与锤片之间的间隙要根据物料性质加以调整。我国设计的粉碎机推荐锤筛间隙为：谷物4-8mm,通用型12mm。（4）筛板和锤片工作时会因强大冲击力及磨损而损坏，要经常检查，随时更换。筛板的寿命不应以筛面破损为准，应视筛孔边缘的磨损程度而定。（5）锤式粉碎机对湿度大的物料粉碎效果较差，故进入机器的物料湿度不要大于15%。（6）停机前，应先停止进料，待机内物料基本排空后再停机。

二、辊式磨粉机广泛使用的一种粉碎设备。原理：利用两个表面加工有齿形结构并做差速转动的转辊进行研磨粉碎。

（一）辊式磨粉机的基本结构和工作过程结构组成：一般由机架、成对磨辊、喂料机构、松合闸机构、辊面清理装置、传动机构及吸风装置等组成。

混合

一、概述

1、混合：定义：指两种或两种以上不同组份的物料在外力作用下运动速度方向发生改变，使各组份的粒子均匀分布的过程。经过混合操作后得到的物料称为混合物。混合物的类型：固体与固体、固体与液体、液体与液体、液体与气体相混合构成的混合物。混合的目的在于获得均匀混合物，强化热交换过程，增强物理和化学反应。3、混合机理

两种或两种以上不同组分构成的混合物在混合机或者料罐内，在外力作用下进行混合，从开始时的局部混合达到整体的均匀混合状态，在某个时刻达到动态平衡，之后，混合均匀度不会再提高，而分离和混合则反复交替他进行。整个混合过程存在着三种混合方式：（一）对流混合（二）扩散混合（三）剪切混合

二、固体混合机作用对象是两种或两种以上具有一定流动性的粉料颗粒，通过混合机的混合作用使其成为各组分浓度均匀的混合物。混合机按混合容器是否旋转可分为旋转容器式混合机和固定容器式混合机。（一）旋转容器式混合机间歇操作的混合机械。这种混合机用驱动轴水平地支撑着容器，容器内放入两种以上的粉粒物料，驱动轴带动容器自身回转而完成物料的混合。机构简单，混合效果良好，因此应用广泛。2、主要形式（1）圆筒型混合机圆筒型混合机适合于对调味料以及啤酒的原料麦芽等进行混合。

水平型混合机其圆筒容器水平放置，作业时两端物料混合得不彻底，混合效率低，一般不采用。

倾斜型混合机其圆筒容器倾斜放置，这样物料在容器内运动情况复杂，混合效果好。（2）双锥型混合机容器由两个锥底相连的圆锥体构成，驱动轴固定于锥底部分。一个锥顶为原料的入口，另一个锥顶为已混合物料的出口。由于容器呈圆锥形，所以物料能产生强烈的滚动作用，具有易流动和混合较快的优点，同时物料排出彻底。

为了混合得彻底，容器内

可设有搅拌桨叶。双锥型混合机的转速为5-20rpm。（3）V型混合机又称双圆角形混合机。混合容器夹角为:60～90℃之间，装料量为两个圆筒体积的10％～30％。其转速为6～25r/min。由于容器的非对称性，操作时物料时聚时散，产生比双锥型混合机更好的混合效果。适用于各种干粉状食品（如面粉、玉米粉、麦麸等）的混合（4）立方体型混合机

混合容器呈立方体形。物料在空间力的作用下做三维的复杂运动，强化了混合效果，消除了混合死角，大大缩短了混合时间。这种混合机适合于咖啡等贵重粉料食品的混合。（5）轮筒型混合机

圆筒型混合机的一种变型，圆筒变为轮筒，消除了混合死角。混合机容器较小，装料少。

适合于对小食品包裹调味料或者包糖衣的操作。（二）固定容器式混合机

特征：容器固定。内部设有回转的搅拌桨叶或绞龙螺旋，强制性地分散、切断物料。物料在容器内有确定的流动方向，属于对流混合。适用于物料的性质