包头轻工职业技术学院：《乳品技术装备》课程教学课件（PPT讲稿）第八章 喷雾干燥设备

第八章 喷雾干燥设备 第一节 概述

第八章 喷雾干燥设备 第一节 概述

一、干燥概念 ⚫干燥是利用热能加热物料，使物料 中的水分蒸发而除去或利用冷冻法 使水分结冰后升华而除去水分的单 元操作

一、干燥概念 ⚫干燥是利用热能加热物料，使物料 中的水分蒸发而除去或利用冷冻法 使水分结冰后升华而除去水分的单 元操作

二、干燥的目的 ⚫减小食品的体积和重量，方便运输 或减少运输费用； ⚫可以有效的防止微生物的繁殖； ⚫便于食品贮存和提高使用方便性； ⚫加工出不同风味的产品及其它产品 的辅料

二、干燥的目的 ⚫减小食品的体积和重量，方便运输 或减少运输费用； ⚫可以有效的防止微生物的繁殖； ⚫便于食品贮存和提高使用方便性； ⚫加工出不同风味的产品及其它产品 的辅料

三、物料中水分的分类 ⚫ 1、平衡水分与自由水分 ⚫ 在一定干燥条件下，物料中不能除去的那部分 水分就是平衡水分，而可以被除去的水分为自 由水分，故物料中的总水分 = 平衡水分 + 自 由水分。 ⚫ 2、结合水分与非结合水分 ⚫ 物料的总水分 = 结合水分 + 非结合水分。 ⚫ 借化学力或物理化学力与固体物料相结合的水 分称为结合水分

三、物料中水分的分类 ⚫ 1、平衡水分与自由水分 ⚫ 在一定干燥条件下，物料中不能除去的那部分 水分就是平衡水分，而可以被除去的水分为自 由水分，故物料中的总水分 = 平衡水分 + 自 由水分。 ⚫ 2、结合水分与非结合水分 ⚫ 物料的总水分 = 结合水分 + 非结合水分。 ⚫ 借化学力或物理化学力与固体物料相结合的水 分称为结合水分

四、对流干燥过程

四、对流干燥过程

对流干燥过程的特点： ⚫ 1、对流干燥过程是气固两相间进行的热和质同时反向的传递过程。在 一般情况下，这种质量传递属于单组分单向传递。 ⚫ 2、只要气流中的水汽分压Pw低于湿物料表面所产生的水汽分压Ps， 即△P=（Ps-Pw）﹥0，干燥过程就可以继续进行下去。显然，△P越 大，干燥过程进行得越快，这是干燥过程得以进行的必要条件。 ⚫ 3、作为干燥介质的热空气，既是载热体，又是载湿体。 ⚫ 4、湿物料的升温与水分汽化所需吸收的热量是由干燥介质的温度降低 而提供的，它通过气固两相间的温差传递给湿物料，与此同时，固体 湿物料表面和干燥介质中水汽分压都将变化，因此，热量传递与质量 传递不仅是同时进行的，又是相互制约的。 ⚫ 5、既然对流干燥过程是干燥介质（一般为热空气）与湿物料之间相互 作用的结果，就有必要了解空气和湿物料在干燥过程中的有关性质及 其对过程的影响

对流干燥过程的特点： ⚫ 1、对流干燥过程是气固两相间进行的热和质同时反向的传递过程。在 一般情况下，这种质量传递属于单组分单向传递。 ⚫ 2、只要气流中的水汽分压Pw低于湿物料表面所产生的水汽分压Ps， 即△P=（Ps-Pw）﹥0，干燥过程就可以继续进行下去。显然，△P越 大，干燥过程进行得越快，这是干燥过程得以进行的必要条件。 ⚫ 3、作为干燥介质的热空气，既是载热体，又是载湿体。 ⚫ 4、湿物料的升温与水分汽化所需吸收的热量是由干燥介质的温度降低 而提供的，它通过气固两相间的温差传递给湿物料，与此同时，固体 湿物料表面和干燥介质中水汽分压都将变化，因此，热量传递与质量 传递不仅是同时进行的，又是相互制约的。 ⚫ 5、既然对流干燥过程是干燥介质（一般为热空气）与湿物料之间相互 作用的结果，就有必要了解空气和湿物料在干燥过程中的有关性质及 其对过程的影响

五、恒速干燥阶段与降速干燥阶段 ⚫ 在恒定干燥条件下，干燥过程主要包括两个阶 段：恒速干燥阶段（通常由于物料的预热阶段 时间很短）和降速干燥阶段。 ⚫ 1、恒速干燥阶段 ⚫ 在此阶段中物料表面始终被非结合水分充分湿 润，这是由于物料内部水分表面的扩散速率大 于表面水分的汽化速率，在恒速干燥阶段有以 下特点：

五、恒速干燥阶段与降速干燥阶段 ⚫ 在恒定干燥条件下，干燥过程主要包括两个阶 段：恒速干燥阶段（通常由于物料的预热阶段 时间很短）和降速干燥阶段。 ⚫ 1、恒速干燥阶段 ⚫ 在此阶段中物料表面始终被非结合水分充分湿 润，这是由于物料内部水分表面的扩散速率大 于表面水分的汽化速率，在恒速干燥阶段有以 下特点：

. ⚫ 1）湿物料表面被非结合水所湿润，表面水分充分； ⚫ 2）传热推动力（温度差）以及传质推动力（饱和蒸 汽压差）的值一定，因此，干燥速率的值也一定； ⚫ 3）物料表面的温度近似等于热空气的湿球温度； ⚫ 4）此间段除去了大部分非结合水； ⚫ 5）恒速干燥阶段干燥速率只取决于物料表面水分的 汽化速率，即取决于物料外部的干燥条件，与物料的 性质和含水量无关，因而恒速干燥阶段又称为表面汽 化控制阶段

. ⚫ 1）湿物料表面被非结合水所湿润，表面水分充分； ⚫ 2）传热推动力（温度差）以及传质推动力（饱和蒸 汽压差）的值一定，因此，干燥速率的值也一定； ⚫ 3）物料表面的温度近似等于热空气的湿球温度； ⚫ 4）此间段除去了大部分非结合水； ⚫ 5）恒速干燥阶段干燥速率只取决于物料表面水分的 汽化速率，即取决于物料外部的干燥条件，与物料的 性质和含水量无关，因而恒速干燥阶段又称为表面汽 化控制阶段

2、降速干燥阶段 ⚫ 1）物料湿含量降至临界点以后，水分子从物料内部 向表面的扩散速率开始低于在物料表面水分的汽化速 率，物料表面逐渐出现“干区”； ⚫ 2）随着干燥的进行，物料的温度有所上升； ⚫ 3）随着物料内部含水量的不断减少，水分向表面的 扩散速率也不断降低，于是，汽化表面逐渐向物料内 部移动，干燥速率也就愈来愈低。 ⚫ 4）在此阶段中，干燥速率的大小取决于物料本身的 结构、形态和尺寸，而与外部的干燥介质条件关系不 大，所以降速干燥阶段又称为物料内部扩散控制阶段。 ⚫ 5）此阶段除去的水分为剩余的非结合水分和一部分 结合水分

2、降速干燥阶段 ⚫ 1）物料湿含量降至临界点以后，水分子从物料内部 向表面的扩散速率开始低于在物料表面水分的汽化速 率，物料表面逐渐出现“干区”； ⚫ 2）随着干燥的进行，物料的温度有所上升； ⚫ 3）随着物料内部含水量的不断减少，水分向表面的 扩散速率也不断降低，于是，汽化表面逐渐向物料内 部移动，干燥速率也就愈来愈低。 ⚫ 4）在此阶段中，干燥速率的大小取决于物料本身的 结构、形态和尺寸，而与外部的干燥介质条件关系不 大，所以降速干燥阶段又称为物料内部扩散控制阶段。 ⚫ 5）此阶段除去的水分为剩余的非结合水分和一部分 结合水分

六、干燥设备的新发展 ⚫ 1、大型的自动化的设备普遍使用； ⚫ 2、提高热效率，节约能源； ⚫ 3、先进的附聚技术在干燥过程中的应用； ⚫ 4、奶粉的全自动枕式包装的应用

六、干燥设备的新发展 ⚫ 1、大型的自动化的设备普遍使用； ⚫ 2、提高热效率，节约能源； ⚫ 3、先进的附聚技术在干燥过程中的应用； ⚫ 4、奶粉的全自动枕式包装的应用