噴霧干燥設(shè)備按霧化裝置的結(jié)構(gòu)可分為離心式、壓力式和氣流式。噴霧干燥的食物可所以溶液、漿料或糊狀的物料,但需要是可用泵抽送的。食物物料需求進(jìn)行霧化再在進(jìn)入干燥室進(jìn)行熱交換。因?yàn)閲婌F形成的料滴十分小,這即提供了相當(dāng)大的換熱面積,使蒸騰進(jìn)程得以迅速進(jìn)行。
1.粘壁現(xiàn)象成為頭號(hào)難題
粘壁現(xiàn)象是妨礙噴霧干燥機(jī)正常操作的一個(gè)杰出問題,富含動(dòng)物油脂的食物物料往往會(huì)沉積在干燥室壁面上。跟著時(shí)刻的消逝,這些食物物料會(huì)逐漸演變成為污染源,危害食物健康。
因?yàn)閲婌F干燥機(jī)的壁面溫度過高使得產(chǎn)品粘滯,因而將干燥室改成夾層結(jié)構(gòu),進(jìn)步冷卻效率;選用振動(dòng)器、氣錘等物體對(duì)粘壁物進(jìn)行分離;通過塔壁旋氣片切向引入二次空氣冷卻塔壁;干燥室墻壁拋光底部常選用錐底下降物料停留可能性;還有的企業(yè)加入了防粘掃壁的新技術(shù)等.
2.體積過大面臨放置難題
體積過大面臨著放置區(qū)域的限制。跟著人們對(duì)食物生產(chǎn)條件的注重,不少食物企業(yè)都制造了三十萬級(jí)或十萬級(jí)的無塵凈化車間,但噴霧干燥機(jī)因?yàn)轶w積巨大,不能全體都放在潔凈區(qū)域,不少企業(yè)會(huì)選擇將收集物料的部分放在潔凈區(qū),其余部位在別處放置。
3.物料操控可向智能化轉(zhuǎn)變
噴霧干燥機(jī)在作業(yè)時(shí)需求制品的顆粒大小分布、殘留水份含量、堆積密度和顆粒形狀符合準(zhǔn)確的規(guī)范,制造出來的顆粒才能得到抱負(fù)作用。以堆積密度為例,在噴霧干燥進(jìn)程中,堆密度是食物的重要特性之一,在操作進(jìn)程中每種措施都要保證到達(dá)很佳的堆密度。影響堆密度有粉料溫濕度、進(jìn)料溫度、粒度分布、吸入干燥空氣溫度、產(chǎn)品排出溫度、空氣接觸方式、噴霧器型式及在噴霧干燥器中所設(shè)置的方位等有關(guān)。
壓力噴霧干燥機(jī)空心顆粒形成的機(jī)理
壓力噴霧干燥機(jī)中液滴膨脹的趨勢(shì)和空心顆粒的形成,對(duì)于干燥產(chǎn)品的松密度起著重要的作用??招念w??捎伤姆N機(jī)理形成。
(1)在液滴表面處,形成一層對(duì)氣流為半透性的表面層。隨著液滴溫度的升高,液滴膨脹起來,并噴出其內(nèi)側(cè)生成的蒸汽。
(2)水分蒸發(fā)的速率,較固體擴(kuò)散返回到液滴內(nèi)側(cè)的速率要快一些。壓力噴霧干燥機(jī)在蒸發(fā)完成時(shí),存在著許多氣孔,在結(jié)晶產(chǎn)品的情況下越是如此。
(3)由于毛細(xì)管的作用,干燥時(shí),其中的液體,通過固體微粒間的微細(xì)孔隙移動(dòng)至液滴表面。液體離開液滴中間而形成一個(gè)空隙。這個(gè)機(jī)理適用于黏土糊。
(4)帶入料液中的空氣,有助于在液滴內(nèi)側(cè)形成空氣空間。
壓力噴霧干燥機(jī)濕物料的干燥過程
1、濕物料干燥過程
干燥條件:干燥介質(zhì)(熱風(fēng))的流量、濕度和溫度。
由于高溫空氣和低溫物料的存在,當(dāng)熱空氣穩(wěn)定地流過濕物料表面時(shí),在熱空氣和物料之間會(huì)產(chǎn)生熱傳遞動(dòng)力。熱風(fēng)通過交叉通風(fēng)將熱量傳遞給物料,物料利用熱量將其中的水氣化,然后被氣流連續(xù)帶走,物料的濕度比不斷下降。當(dāng)它降至平衡水含量時(shí),它完成了壓力噴霧干燥設(shè)備的干燥過程。
在干燥過程中,存在著傳熱和傳質(zhì)兩個(gè)相互作用的過程。傳熱是指熱空氣將熱量傳遞到物料上,用于氣化物料中的水分和熱量;傳質(zhì)是將物料中的水分蒸發(fā)并混合到熱空氣中,然后通過減少水分含量進(jìn)行干燥。
2、干燥過程的特點(diǎn)
在壓力噴霧干燥設(shè)備的干燥過程中,由于物料具有相應(yīng)的粒徑,從微觀上可以認(rèn)為是相應(yīng)粒徑的顆粒,也可能是很細(xì)的粉末。實(shí)際上,在熱空氣和物料顆粒之間以及物料顆粒內(nèi)之間,上述傳熱和傳質(zhì)過程的機(jī)理是不同的。從理論上講,它把傳熱和傳質(zhì)分為熱氣流和物料表面的傳熱和傳質(zhì)過程以及物料內(nèi)傳熱和傳質(zhì)的過程。
1、進(jìn)料速率的影響
在恒定的霧化和干燥操作條件下,顆粒尺寸和干燥產(chǎn)品的松密度隨著進(jìn)料速率的增加而增加。
2、料液中固含量的影響
料液中固含量增加時(shí),干燥產(chǎn)品的顆粒尺寸也隨之增加。在壓力噴霧干燥設(shè)備中恒定的干燥溫度和進(jìn)料速率下,由于料液中固含量的增加,噴霧干燥機(jī)廠,蒸發(fā)負(fù)荷將減少,因而得到濕含量較低的產(chǎn)品。由于水分蒸發(fā)很快,容易生成干燥的空心顆粒和松密度較低的產(chǎn)品。但是,有時(shí)由于較大的霧滴所含的水分量變化不大,上述影響被抵消了。
3、進(jìn)料溫度的影響
如果為了便于料液的輸送和霧化而需要降低黏度時(shí),則增加壓力噴霧干燥設(shè)備的進(jìn)料溫度對(duì)干燥產(chǎn)品性質(zhì)有一些影響。對(duì)于在室溫下的低黏度的液體,增加料液溫度的影響可以忽略不計(jì)。增加料液溫度,將降低霧滴蒸發(fā)所需的總熱量。但是,繼續(xù)增加料液的熱含量,與汽化所需的熱量相比還是很小的。
4、表面張力的影響
表面張力對(duì)不同產(chǎn)品的影響,很不相同,但是,這種影響不明顯。對(duì)大多數(shù)噴霧干燥的料液,其表張力值的范圍很窄,因而不能對(duì)干燥產(chǎn)品性質(zhì)有很大影響。表面張力是以影響干燥和霧化機(jī)理來影響干燥產(chǎn)品性質(zhì)的。霧滴中含有微細(xì)液滴的比例增加了,霧滴分布越寬,表面張力低的料液,產(chǎn)生的霧滴較小。而表面張力高的料液,產(chǎn)生較大的液滴,而尺寸分布也較窄。
5、干燥空氣入口溫度的影響
干燥空氣的入口溫度,取決于產(chǎn)品的干燥特性。干燥時(shí)膨脹的霧滴,升高其干燥溫度,將產(chǎn)生松密度較低的大顆粒。然而,如果壓力噴霧干燥設(shè)備溫度升高,那么蒸發(fā)速率增加,噴霧干燥機(jī)供應(yīng)商,從而使液滴膨脹、破碎或分裂,會(huì)生成密集的碎片,噴霧干燥機(jī)價(jià)格,而形成松密度較大的粉塵。
6、霧滴—空氣接觸速度的影響
增加霧滴和空氣之間的接觸速度,會(huì)增加混合程度,從而增加傳熱和傳質(zhì)速率。在很高的速度下,液滴要發(fā)生變形,可能破碎或分裂,或在湍流運(yùn)動(dòng)中,和其他液滴碰撞而合并。隨著接觸速度的增加,安化噴霧干燥機(jī),蒸發(fā)時(shí)間變短,干燥產(chǎn)品顆粒呈現(xiàn)出不規(guī)則的形狀。由于產(chǎn)品的不同,松密度也有變化。
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