食品小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)發(fā)展的新發(fā)展

摘要隨著社會(huì)的發(fā)展,人們越來越關(guān)注食品干燥產(chǎn)品的品質(zhì),對(duì)食品的品質(zhì)提出了更高的要求。干燥過程對(duì)食品產(chǎn)品的品質(zhì)具有很大的影響,有時(shí)甚至起到?jīng)Q定性的作用。而目前占主導(dǎo)地位的熱風(fēng)干燥對(duì)食品的色澤、維生素C及其他生物活性物質(zhì)破壞的程度較大，因此食品干燥*起到越來越大的作用。除了高技術(shù)的干燥方法和方式不斷得到創(chuàng)新外,一些傳統(tǒng)干燥方法也不斷推陳出新。真空冷凍小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)、吸附冷凍小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)、微波小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)、紅外加熱小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)等都是目前的小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)。

關(guān)鍵詞微波干燥冷凍干燥紅外加熱干燥能耗降低組合小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)

1小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的發(fā)展趨勢

1.1傳統(tǒng)的小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)

傳統(tǒng)的干燥器主要有廂式干燥器、隧道干燥器、轉(zhuǎn)筒干燥器、轉(zhuǎn)鼓干燥器、帶式干燥器、盤式干燥器、槳葉式干燥器、流化床干燥器、噴動(dòng)床干燥器、噴霧干燥器、氣流干燥器等。此外，在各個(gè)行業(yè)，例如谷物、水果和蔬菜、石油化工、燃料和顏料、食品、乳制品等行業(yè)也有適合自身特點(diǎn)的小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)和和干燥器。這些傳統(tǒng)小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)發(fā)展歷史較長、成熟可靠，在世界各國已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。但相對(duì)的，傳統(tǒng)的干燥器工作效率低，對(duì)干燥食物損害大，耗能高，所以小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)革新勢在必行。

1.2小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)發(fā)展方向

目前,在世界范圍內(nèi)小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的主要技術(shù)革新方向是有效利用能源、提高產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量、減少環(huán)境污染、安全操作、易于控制和一機(jī)多用等。具體研究方向?yàn)?

1.1設(shè)計(jì)制造新的小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)或與干燥過程。

1.2各種干燥器組合起來,完成一種產(chǎn)品的干燥。

1.3避免或減少對(duì)環(huán)境的污染。

1.4操作更安全、可靠。

1.5總體上降低能耗，降低設(shè)備制造成本。

如在食品的節(jié)能干燥方面，重點(diǎn)發(fā)展太陽能干燥、微波和高頻干燥器、真空微波組合新型小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)、熱風(fēng)節(jié)能干燥。

2小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)新發(fā)展

2．1真空凍干技術(shù)

真空冷凍干燥就是把含有大量水分的物料預(yù)先冷凍,使物料中的游離水結(jié)晶,凍結(jié)成固體,然后在高真空條件下使物料中的冰晶升華,待冰晶升華后除去物料中部分吸附水,終得到殘留水量為1%~4%左右的干制品。用小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠大限度保持形、色、香、味不變,營養(yǎng)物質(zhì)分布均勻,復(fù)水性好。

2．2吸附流化冷凍干燥

在真空冷凍干燥中，環(huán)境水蒸氣分壓力是利用真空泵的抽吸作用，降低總壓力來維持的，升華熱則通過干層或冰層的導(dǎo)熱，在物料周圍的熱輻射或微波加熱等方式來實(shí)現(xiàn)。由于應(yīng)用了流態(tài)化技術(shù)，物料在與吸附劑的強(qiáng)烈混合接觸中獲得了良好的傳熱、傳質(zhì)條件，從而有利于干燥過程的進(jìn)行。

2.3微波小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)

微波加熱是使加熱物體本身成為發(fā)熱體,微波從四面八方穿過食品,食品內(nèi)外同時(shí)加熱,既不需要傳熱介質(zhì),也不利用對(duì)流,食品內(nèi)外溫度同時(shí)上升,加熱速度快而均勻,僅需傳統(tǒng)加熱方法所耗熱量的幾分之一,并能較好地保留食品中維生素及食品原有的色香味。同時(shí)，這種技術(shù)因?yàn)椴淮嬖谖锪蟽?nèi)部因毛細(xì)管表面張力作用下導(dǎo)致其微觀結(jié)構(gòu)改變而非常受到食品行業(yè)的追捧。

單獨(dú)使用常壓微波干燥,往往會(huì)導(dǎo)致食品內(nèi)部局部過熱而嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì),特別是在干燥后期。將微波和熱風(fēng)干燥組合,既提高了干燥速度,又可提高干燥產(chǎn)品質(zhì)量。微波與其他干燥方法相組合,即微波輔助干燥是當(dāng)前小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)研究和發(fā)展的方向之一。如微波真空干燥是將微波技術(shù)和真空技術(shù)有機(jī)地結(jié)合,充分發(fā)揮微波加熱快而均勻,真空條件下水汽化點(diǎn)低的特點(diǎn)。微波加熱技術(shù)與真空干燥或其它干燥方法相結(jié)合,出現(xiàn)了不少新型的干燥裝置,賦予了微波干燥新的內(nèi)涵及生命力。

2.4紅外加熱小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)

紅外加熱以輻射方式傳遞熱量,當(dāng)被加熱分子受到某種頻率的紅外線照射時(shí),即輻射源的輻射能譜與被加熱物分子產(chǎn)生共振吸收,加速分子內(nèi)部的熱運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到升溫加熱的目的?；诩t外加熱的機(jī)理,紅外加熱干燥具有加熱速度快、生產(chǎn)效率高,加熱均勻、清潔、產(chǎn)品質(zhì)量高,節(jié)省能源等特點(diǎn)。更兼設(shè)備規(guī)模小,投資省,壽命長,使其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,在食品行業(yè)中主要用于糧食加工。

2.5吸附式低溫小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)

吸附式低溫小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)屬于熱泵干燥。熱泵干燥是目前應(yīng)用于食品干制加工的主要方法,它的實(shí)質(zhì)是冷風(fēng)干燥,能耗低,干燥氣流溫度在50以下,相對(duì)濕度在15%左右,但熱泵干燥壓縮機(jī)所用的制冷工質(zhì)CFCs會(huì)破壞大氣臭氧層,不利于環(huán)保。

而目前研究的吸附式低溫小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)通常是指采用固體吸附劑除去空氣中的水分,得到有著一定溫度的干空氣,再用壓縮制冷等方法對(duì)該干空氣進(jìn)行降溫,從而獲得低溫低濕的干空氣用于食品的干燥。這是一種以傳質(zhì)推動(dòng)力為主的新型干燥工藝,制品原色原味、營養(yǎng)損失小、復(fù)水效果好;系統(tǒng)殺菌性能高、無環(huán)境污染、能耗低,且可利用低品位熱源。

2.6超臨界CO2小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)

超臨界CO2小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)是利用在超臨界條件下CO2的氣液界面消失(不存在表面張力)的現(xiàn)象。

2.7脈沖式氣流小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)

氣流干燥機(jī)熱空氣進(jìn)入干燥器后快速?zèng)_擊物料并在瞬間與物料充分混合使物料流態(tài)化與空氣的接觸面積大化從而迅速蒸發(fā)水份，氣固兩相經(jīng)過除塵分離后得到產(chǎn)品。脈沖氣流干燥是在直管氣流干燥器的基礎(chǔ)上增加了較粗的緩沖管，目的是增加氣固兩相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程從而提高干燥速率。適用于粘性不大或無粘性的濾餅裝物料的干燥，一般干燥之前需經(jīng)過機(jī)械脫水。氣流干燥機(jī)的干燥時(shí)間較短一般為1-4秒，產(chǎn)品在溫度還未升高之前已經(jīng)離開了干燥器，適合熱敏性物料干燥。

3小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)

3.1微波真空干燥機(jī)

微波真空小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)是微波能技術(shù)與真空技術(shù)相結(jié)合的一種新型微波能應(yīng)用設(shè)備，它兼?zhèn)淞宋⒉罢婵崭稍锏囊幌盗袃?yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)真空干燥周期長、效率低的缺點(diǎn)，在一般物料干燥過程中，可比常規(guī)方法提高工效4—10倍。具有干燥產(chǎn)量高、質(zhì)量好，加工成本低等優(yōu)點(diǎn)。是在干燥過程中對(duì)物質(zhì)的物理變化、內(nèi)外熱質(zhì)交換以及真空條件下水分遷移過程的深入研究的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)、新工藝。

法國微波公司制造的微波真空干燥機(jī)，微波真空干燥室直徑為1.5m,長度12m,加工速溶桔粉,產(chǎn)品不僅保持原有的色香味,其維生素的保留也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于噴霧干燥。國內(nèi)天津市包裝食品機(jī)械研究所吸收國外的技術(shù),開發(fā)研制出的WTJ系列微波能小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī),具有干燥速度快、熱效率高、加熱均勻、無污染和不破壞食品的營養(yǎng)成分等特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于食品干燥領(lǐng)域。

4燥設(shè)備,具有干燥速度快、熱效率高、加熱均勻、無污染和不破壞食品的營養(yǎng)成分等特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于食品干燥領(lǐng)域。

3.2吸附式低溫小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)

吸附式低溫小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)目前發(fā)展有三種：

3.2.1無熱再生吸附式干燥機(jī)

利用干燥劑材料本身所*的毛細(xì)作用吸附空氣中的水份的，設(shè)備一般制成雙塔形，一塔吸附時(shí)另一塔用低壓空氣進(jìn)行再生（脫附）。

3.2.2微熱再生吸附式干燥機(jī)

與無熱再生吸附干燥機(jī)基本相同，不同點(diǎn)是它用于再生的低壓干燥空氣先經(jīng)過加熱再進(jìn)入再生塔使干燥劑脫濕，在結(jié)構(gòu)上增加了加熱裝置，在再生程序上增加了加熱與冷吹工序。

3.2.3組合吸附式干燥機(jī)

新一代吸附式干燥器，綜合變壓吸附和變溫吸附之優(yōu)點(diǎn)，在常溫高蒸汽分壓下吸附；在較高溫度，低蒸汽分壓下解析，即吸附劑在吸附過程中吸附的水份，在再生過程依靠高品質(zhì)再生產(chǎn)的熱擴(kuò)散和低分壓兩種機(jī)理的共同作用而得以*清除。3.3超聲波真空噴霧干燥

超聲波真空噴霧干燥可以用于生產(chǎn)高活性的益生菌，可用于乳品行業(yè)。

3.4閃蒸干燥機(jī)

閃蒸干燥機(jī)是一種帶有旋轉(zhuǎn)粉碎裝置的豎式流化床小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)，主要用于膏糊狀物料的干燥。其主體為一個(gè)圓筒形干燥室，由底部的粉碎流化段、中部干燥段和頂部分級(jí)段組成，能同時(shí)完成物料的粉碎、干燥。

3.5太陽能小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)

太陽能小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)是以太陽能利用為主的小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī),一般由集熱器和干燥室組成,還有其他如風(fēng)機(jī)、泵、輔助加熱設(shè)備等的輔助設(shè)備。根據(jù)干燥系統(tǒng)內(nèi)氣流的流動(dòng)方式,可以把干燥系統(tǒng)分為自然對(duì)流型和強(qiáng)迫對(duì)流型;根據(jù)集熱器結(jié)構(gòu)形式,可將干燥系統(tǒng)分為溫室型、集熱器型、集熱器-溫室型。

采用太陽能并使用輔助加熱的智能型太陽能干燥器具有能耗低,集熱器制造方式簡單,價(jià)格低廉,產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)且穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn),克服了單一太陽能干燥溫度、周期不穩(wěn)定的不足,具有良好的發(fā)展前景,甚至可能成為農(nóng)產(chǎn)品干燥加工的主要設(shè)備。

食品小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)發(fā)展的新發(fā)展

4總結(jié)

4.1我國目前干燥發(fā)展

目前，我國小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)市場主要是中、低技術(shù)產(chǎn)品占主導(dǎo)地位，日益激烈的競爭要求我們的企業(yè)必須通過技術(shù)進(jìn)步、吸收*技術(shù)、自主創(chuàng)新來提升產(chǎn)品品質(zhì)，才能滿足生產(chǎn)需求。從近年來國內(nèi)外小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的開發(fā)方向，主要有以下幾種趨勢:

一、幾種傳熱形式綜合應(yīng)用，使之在干燥的不同階段發(fā)揮各種傳熱形式的優(yōu)勢，使設(shè)備

用能更加合理。

二、設(shè)備的大型化開發(fā)。任何生產(chǎn)都有經(jīng)濟(jì)規(guī)模，小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的放大技術(shù)能保證實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，因此設(shè)備的大型化研究是今后的發(fā)展方向之一。

三、小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)化。有針對(duì)性的設(shè)計(jì)小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)更能發(fā)揮其作用，從技術(shù)至經(jīng)濟(jì)均有一

定意義。

四、多級(jí)及組合干燥系統(tǒng)的開發(fā)。不同型式的小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)可以適用不同的物料或可以適用

物料不同的干燥階段，組合干燥可以大限度地優(yōu)化干燥過程，使干燥系統(tǒng)更加合理。

五、設(shè)備的多功能化?，F(xiàn)在的小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)已不僅僅局限于干燥操作，有時(shí)還將粉碎、分級(jí)

甚至加熱反應(yīng)集于一機(jī)之中，大大縮短生產(chǎn)工藝流程，使設(shè)備呈多功能化?？偟膩碚f，國內(nèi)小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)生產(chǎn)正在逐漸建立起優(yōu)勢，基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)國內(nèi)市場的主導(dǎo)。真空小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)將成為市場需求的主流，國內(nèi)行業(yè)必須大幅提升技術(shù)水平，提高干燥效率，降低能耗，為實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)貢獻(xiàn)自己的力量。

4.2小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)的改進(jìn)

4.2.1干燥是能耗很大的加工過程,節(jié)能是今后研究小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)及開發(fā)新型小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的

一大目標(biāo),主要對(duì)設(shè)備本身的改進(jìn);尋找新的能源代替原來的煤、電等能源,并充分利用工業(yè)生產(chǎn)中的余熱等來節(jié)省能源。

4.2.2干燥單元對(duì)環(huán)境的污染比較嚴(yán)重,所以小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)必須走綠色可持續(xù)發(fā)展道路。實(shí)

現(xiàn)*、*是今后研究的重點(diǎn)。首先要走資源節(jié)約型發(fā)展道路，變單一粗放型干燥為組合、智能型干燥。不僅要從干燥工藝上進(jìn)行根本改造，還要進(jìn)行全面、多層次的節(jié)能技術(shù)改造，大力發(fā)展應(yīng)用可再生能源與工業(yè)余熱的小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù)。

4.2.3干燥工藝上要不斷進(jìn)行改進(jìn)。針對(duì)不同的物料選擇適合的小型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥技術(shù),同時(shí)不斷通過試驗(yàn)研究來探尋的干燥工藝參數(shù)是十分必要的