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别抢了,小编哭了:史上最全干燥设备原理及结构动态图解


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一、洞道干燥

干燥木材和砖瓦坯,需要较小的干燥速度,采用洞道干燥。热空气在洞道内封闭循环。料车在轻轨上可行走,打开两边封闭门,出一车干料,排除一部分水汽,进一车湿料,补充一部分空气。洞道长度可达30-40米。


性能特点:


优点:

①具有非常灵活的控制条件,可使食品处于几乎所要求的温度-湿度-速度条件的气流之下,因此特别适用于实验工作;

②料车每前进一步,气流的方向就转换一次,制品的水分含量更均匀。


缺点:

①结构复杂,密封要求高,需要特殊的装置;

②压力损失大,能量消耗多。


二、单滚筒干燥器

钢制中空滚筒缓慢旋转,转速为4~10转/分。加热蒸汽在筒内加热并冷凝,冷凝液由虹吸管吸出。滚筒在浆料上方旋转过程中,厚度约0.3~5mm的浆料分布于筒上汽化、干燥,旋转一周后将干料刮下。


性能特点:


传导型干燥机的热能供给主要靠导热,要求被干燥物料与加热面间应有尽可能紧密的接触。故传导干燥机较适用于溶液、悬浮液和膏糊状固-液混合物的干燥。


主要优点:首先在于热能利用的经济性,因这种干燥机不需要加热大量的空气,热能单位耗用量远较热风干燥机为少;其次传导干燥可在真空下进行,特别适用于易氧化食品的干燥。


三、红外线干燥

湿物料用皮带机送入器内,物料在输送过程中被加热干燥。采用辐射热源。用可控阀调节空气进出流量。


性能特点:


红外线干燥机用电能产生红外线,使被烘干干燥的物体产生从表面向内部吸收渗透的效果。干燥速率较高,热效率也较高,照射时不会留有阴影。


四、间歇式洞道干燥

多辆小车同时推进洞道,关上封闭门。热空气在洞道内循环,有可控闸门控制空气进口和出口,以便排除水蒸气。一旦干燥完毕,推出洞道,完成一个间歇操作。


性能特点:


优点:

适应多品种小批量的生产,特别是季节性强的食品生产;

单机操作,一台设备发生故障,不会影响其它设备的正常运行;

便于设备的加工制造和维修保养;

便于在不同的阶段按照冷冻干燥的工艺要求控制加热温度和真空度。


缺点:

由于装料、卸料、启动等预备操作占用的时间长,设备利用率低;

若要满足一定的产量要求,往往需要多台单机,并要配备相应的附属系统,导致设备的投资费用增加。


五、流化床干燥器

经预热的热空气由底部送入,由顶部排除送至旋风分离器。流化床中固体颗粒被热气流猛烈地冲刷、翻腾、强化了传热和传质。


性能特点:


优点:

设备小、生产能力大、物料逗留时间可任意调节、装置结构简单、占地面积小、设备费用不高、物料易流动。

设备的机械部分简单,除一些附属部件如风机、加料器等外,无其它活动部分,因而维修费用低。

与气流干燥相比,因沸腾干燥的气流速度较低,所以物料颗粒的粉碎和设备的磨损也相对较小。


缺点:

操作控制比较复杂。


六、喷雾干燥

用喷雾器将稀释液(如含水量在75-80%以上的溶液)喷成雾滴分散于热气流中,使水分迅速蒸发而得到固体产品。干燥时间一般仅需3-10秒。喷雾器是喷雾干燥器的关键部分。

性能特点:


优点:

(1)干燥速度快。

(2)产品质量好。松脆空心颗粒产品具有良好的流动性、分散性和溶解性,并能很好地保持食品原有的色、香、味。

(3)营养损失少。快速干燥大大减少了营养物质的损失,如牛乳粉加工中热敏性维生素C只损失5%左右。因此,特别适合于易分解、变性的热敏性食品加工。

(4)产品纯度高。喷雾干燥是在封闭的干燥室中进行,既保证了卫生条件,又避免了粉尘飞扬,从而提高了产品纯度。

(5)工艺较简单。料液经喷雾干燥后,可直接获得粉末状或微细的颗粒状产品。

(6)生产率高。便于实现机械化、自动化生产,操作控制方便,适于连续化大规模生产,且操作人员少,劳动强度低。


缺点:

(1)投资大。由于一般干燥室的水分蒸发强度仅能达到2.5~4.0kg/(m3·h),故设备体积庞大,且雾化器、粉尘回收以及清洗装置等较复杂。

(2)能耗大,热效率不高。一般情况下,热效率为30%~40%,若要提高热效率,可在不影响产品质量的前提下,尽量提高进风温度以及利用排风的余热来预热进风。另外,因废气中湿含量较高,为降低产品中的水分含量,需耗用较多的空气量,从而增加了鼓风机的电能消耗与粉尘回收装置的负担。


七、葡萄风干房

在房顶上方做成四面通风的房间,利于自然通风,将葡萄风干为葡萄干。新疆的葡萄干就是这么生产出来的。这也是一种自然通风的干燥器。



八、气流干燥器

至今,直管式气流干燥机应用最普遍。热空气与物料同时送入粉碎机,物料经粉碎后再干燥器底部被高速热气流吹起。泥状、粉粒状的物料悬浮于气流中,在气流输送过程中进行干燥。在旋风分离器底部,借固体流动分配器定时排出干燥物作为产品或干物料部分循环。

性能特点:


①干燥强度大。由于物料在热风中呈悬浮状态,能最大限度地与热空气接触,且由于气速较高(一般达20~40m/s),空气涡流的高速搅动,使气-固边界层的气膜不断受冲刷,减小了传热和传质的阻力,容积传热系数可达2300~7000W/m3·K,这比转筒干燥机大20~30倍。

②干燥时间短。对于大多数的物料只需0.5~2s,最长不超过5s,因为是并流操作,所以特别适宜于热敏性物料的干燥。

③占地面积小。由于气流干燥机具有很大的容积传热系数,所以所需的干燥机体积可大为减小,即能实现小设备大生产的目标。

④热效率高。由于干燥机散热面积小,所以热损失小,最多不超过5%,因而干燥非结合水时热效率可达60%左右。干燥结合水时可达20%左右。

⑤无专用的输送装置。气流干燥机的活动部件少,结构简单,易建造,易维修,成本低。

⑥操作连续稳定。可以一次性完成干燥、粉碎、输送、包装等工序,整个过程可在密闭条件下进行,减少物料飞扬,防止杂质污染,既改善了产品质量又提高了回收率。

⑦适用性广,可应用于各种粉状物料,粒径最大可达100mm,湿含量可达10%~40%。


九、双滚筒干燥器

两滚筒的方向相反,浆料向两滚筒间的缝隙处喷洒,物料被加热到接近于滚筒表面的温度,刮刀不断将干物料刮下。


性能特点:


传导型干燥机的热能供给主要靠导热,要求被干燥物料与加热面间应有尽可能紧密的接触。故传导干燥机较适用于溶液、悬浮液和膏糊状固-液混合物的干燥。


主要优点:首先在于热能利用的经济性,因这种干燥机不需要加热大量的空气,热能单位耗用量远较热风干燥机为少;其次传导干燥可在真空下进行,特别适用于易氧化食品的干燥。


十、微波干燥器

湿物料用皮带机送入器内,无聊在输送过程中被加热干燥。采用微博热源,物料湿分从内部开始干燥,内外干燥速度均匀,适用于热敏性物料。


性能特点:


微波加热属于内部加热,可使任何形状物料的内、外均一地将接受到的微波能转化为热能,从而使里外同时升温。

这种加热方式对于不规则食品的冻干有很多好处。


但由于微波加热系统的复杂性,到目前为止,尚未出现实用的微波加热方式的工业化冻干设备。


十一、箱式干燥器

空气由风机送入预热器,被加热至一定温度,由右上方进入盘间进行干燥。废气部分循环。进气和排气是为了带走物料中的水汽。


性能特点:


优点:

制造和维修方便,使用灵活性大。食品工业上常用于需长时间干燥的物料、数量不多的物料以及需要特殊干燥条件的物料,如水果、蔬菜、香料等。


缺点:

主要是干燥不均匀,不易抑制微生物活动,装卸劳动强度大,热能利用不经济(每汽化1kg水分,约需2.5kg以上的蒸汽)。


十二、真空耙式干燥

加热蒸汽加热夹套内侧的浆膏状物料。装料后器内抽真空。水平搅拌器每隔数分钟交替正反转动,将粘附在器壁上的物料刮下并混合。搅拌器叶片之间自由放置四根碾辊,碾辊落下打击叶片,将粘附在叶片上的物料震落。干燥完毕后,停止加热,接通大气,卸料,完成一个间歇操作。


性能特点:


优点:

(1) 适应性强,应用较广 由于耙式 真空干燥机利用夹套加热、高真空排气,所以几乎对所有不同性质、不同状态的物料都适应,特别适应易爆、易氧化、膏状物料的干燥。

(2) 产品质量好 由于干燥过程中,耙齿不断正反转动,被干燥物料搅拌均匀,避免的物料的过热,水分也容易逸出,壳得到低温度的产品。由于产品粒度细,不需粉碎即可包装。

(3) 蒸汽耗量小 由于真空耙式干燥机多用蒸汽通入夹套,利用潜热加热物料,处理每公斤成品耗用蒸汽量较小,一般为1.3-1.8㎏蒸汽。

(4)按干燥物料的不同特性及要求,干燥机的密封系统可选择填料密封和机械密封两种,特殊的设计保证了密封性和使用寿命。

(5) 易于操作 真空耙式干燥机操作方便,定员少,劳动强度低。由于物料外逸损失减小,改善了环境卫生。


缺点:

结构复杂,造价较贵。由于是间歇操作,干燥时间长,股产量低;又由于不易出清物料,因此不适宜经常调换品种的生产。同时,为了保证真空度,必须经常维护检修真空装置。


十三、转筒干燥器

转筒慢速转动,把待干物料抄起来又撒下,热空气在转筒内对物料进行干燥。转筒轴线倾斜,在低端得到干燥产品。


性能特点:


优点:

①生产能力大,可连续操作;②结构简单,操作方便;③故障少,维修费用低;④适用范围广(如滤饼干燥);⑤操作弹性大;⑥清扫容易 。


缺点:

①设备庞大;②安装、拆卸困难;③热容量系数小,热效率低;④物料在干燥器内停留时间长,且物料颗粒之间的停留时间差异较大。


十四、沸腾床干燥器

洁净的热风经阀板分配进入床体,从加料进入的湿物料被热风形成沸腾状态。由于热风与物料广泛接触,增加了传热传质的过程,因此在较短时间内就可干燥。从床体的一头进入,经过几十秒至几分钟沸腾干燥,自动从床体另一头流出。本设备一般进行负压操作。


性能特点:

结构简单、制造方便、容易操作、干燥速度快。适用于各种难以干燥的颗粒状、片状和热敏性物料。但热效率较低,对于多品种小产量物料的适应性较差。这种形式的干燥机被用于干燥砂糖、干酪素、葡萄糖酸钙及固体饮料等。


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