食品小型實驗室噴霧干燥機發(fā)展的新發(fā)展

摘要隨著社會的發(fā)展,人們越來越關注食品干燥產(chǎn)品的品質(zhì),對食品的品質(zhì)提出了更高的要求。干燥過程對食品產(chǎn)品的品質(zhì)具有很大的影響,有時甚至起到?jīng)Q定性的作用。而目前占主導地位的熱風干燥對食品的色澤、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。真空冷凍小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術、吸附冷凍小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術、微波小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術、紅外加熱小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術等都是目前的小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術。

關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驗室噴霧干燥機的干燥技術

1小型實驗室噴霧干燥機的發(fā)展趨勢

1.1傳統(tǒng)的小型實驗室噴霧干燥機

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、噴動床干燥器、噴霧干燥器、氣流干燥器等。此外，在各個行業(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)也有適合自身特點的小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術和和干燥器。這些傳統(tǒng)小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術發(fā)展歷史較長、成熟可靠，在世界各國已經(jīng)得到廣泛的應用。但相對的，傳統(tǒng)的干燥器工作效率低，對干燥食物損害大，耗能高，所以小型實驗室噴霧干燥機革新勢在必行。

1.2小型實驗室噴霧干燥機發(fā)展方向

目前,在世界范圍內(nèi)小型實驗室噴霧干燥機的主要技術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、易于控制和一機多用等。具體研究方向為:

1.1設計制造新的小型實驗室噴霧干燥機或與干燥過程。

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，降低設備制造成本。

如在食品的節(jié)能干燥方面，重點發(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驗室噴霧干燥機、熱風節(jié)能干燥。

2小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術新發(fā)展

2．1真空凍干技術

真空冷凍干燥就是把含有大量水分的物料預先冷凍,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。用小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術生產(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熱，在物料周圍的熱輻射或微波加熱等方式來實現(xiàn)。由于應用了流態(tài)化技術，物料在與吸附劑的強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行。

2.3微波小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術

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)外同時加熱,既不需要傳熱介質(zhì),也不利用對流,食品內(nèi)外溫度同時上升,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，這種技術因為不存在物料內(nèi)部因毛細管表面張力作用下導致其微觀結(jié)構改變而非常受到食品行業(yè)的追捧。

單獨使用常壓微波干燥,往往會導致食品內(nèi)部局部過熱而嚴重影響產(chǎn)品品質(zhì),特別是在干燥后期。將微波和熱風干燥組合,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前小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術研究和發(fā)展的方向之一。如微波真空干燥是將微波技術和真空技術有機地結(jié)合,充分發(fā)揮微波加熱快而均勻,真空條件下水汽化點低的特點。微波加熱技術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紅外加熱小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術

紅外加熱以輻射方式傳遞熱量,當被加熱分子受到某種頻率的紅外線照射時,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)部的熱運動,從而達到升溫加熱的目的?；诩t外加熱的機理,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。更兼設備規(guī)模小,投資省,壽命長,使其在各個領域應用廣泛,在食品行業(yè)中主要用于糧食加工。

2.5吸附式低溫小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術

吸附式低溫小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術屬于熱泵干燥。熱泵干燥是目前應用于食品干制加工的主要方法,它的實質(zhì)是冷風干燥,能耗低,干燥氣流溫度在50以下,相對濕度在15%左右,但熱泵干燥壓縮機所用的制冷工質(zhì)CFCs會破壞大氣臭氧層,不利于環(huán)保。

而目前研究的吸附式低溫小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術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該干空氣進行降溫,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)推動力為主的新型干燥工藝,制品原色原味、營養(yǎng)損失小、復水效果好;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小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術

超臨界CO2小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術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脈沖式氣流小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術

氣流干燥機熱空氣進入干燥器后快速沖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上增加了較粗的緩沖管，目的是增加氣固兩相的相對運動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)過機械脫水。氣流干燥機的干燥時間較短一般為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小型實驗室噴霧干燥機

3.1微波真空干燥機

微波真空小型實驗室噴霧干燥機是微波能技術與真空技術相結(jié)合的一種新型微波能應用設備，它兼?zhèn)淞宋⒉罢婵崭稍锏囊幌盗袃?yōu)點，克服了常規(guī)真空干燥周期長、效率低的缺點，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。是在干燥過程中對物質(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上，發(fā)展起來的一項新技術、新工藝。

法國微波公司制造的微波真空干燥機，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遠高于噴霧干燥。國內(nèi)天津市包裝食品機械研究所吸收國外的技術,開發(fā)研制出的WTJ系列微波能小型實驗室噴霧干燥機,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,可廣泛應用于食品干燥領域。

4燥設備,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,可廣泛應用于食品干燥領域。

3.2吸附式低溫小型實驗室噴霧干燥機

吸附式低溫小型實驗室噴霧干燥機目前發(fā)展有三種：

3.2.1無熱再生吸附式干燥機

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

3.2.2微熱再生吸附式干燥機

與無熱再生吸附干燥機基本相同，不同點是它用于再生的低壓干燥空氣先經(jīng)過加熱再進入再生塔使干燥劑脫濕，在結(jié)構上增加了加熱裝置，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

新一代吸附式干燥器，綜合變壓吸附和變溫吸附之優(yōu)點，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)的熱擴散和低分壓兩種機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

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

3.5太陽能小型實驗室噴霧干燥機

太陽能小型實驗室噴霧干燥機是以太陽能利用為主的小型實驗室噴霧干燥機,一般由集熱器和干燥室組成,還有其他如風機、泵、輔助加熱設備等的輔助設備。根據(jù)干燥系統(tǒng)內(nèi)氣流的流動方式,可以把干燥系統(tǒng)分為自然對流型和強迫對流型;根據(jù)集熱器結(jié)構形式,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,價格低廉,產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)且穩(wěn)定的優(yōu)點,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備。

食品小型實驗室噴霧干燥機發(fā)展的新發(fā)展

4總結(jié)

4.1我國目前干燥發(fā)展

目前，我國小型實驗室噴霧干燥機市場主要是中、低技術產(chǎn)品占主導地位，日益激烈的競爭要求我們的企業(yè)必須通過技術進步、吸收*技術、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)外小型實驗室噴霧干燥機的開發(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，使設備

用能更加合理。

二、設備的大型化開發(fā)。任何生產(chǎn)都有經(jīng)濟規(guī)模，小型實驗室噴霧干燥機的放大技術能保證實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，因此設備的大型化研究是今后的發(fā)展方向之一。

三、小型實驗室噴霧干燥機化。有針對性的設計小型實驗室噴霧干燥機更能發(fā)揮其作用，從技術至經(jīng)濟均有一

定意義。

四、多級及組合干燥系統(tǒng)的開發(fā)。不同型式的小型實驗室噴霧干燥機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、設備的多功能化?，F(xiàn)在的小型實驗室噴霧干燥機已不僅僅局限于干燥操作，有時還將粉碎、分級

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

4.2小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術的改進

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驗室噴霧干燥機的干燥技術及開發(fā)新型小型實驗室噴霧干燥機的

一大目標,主要對設備本身的改進;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干燥單元對環(huán)境的污染比較嚴重,所以小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術必須走綠色可持續(xù)發(fā)展道路。實

現(xiàn)*、*是今后研究的重點。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行根本改造，還要進行全面、多層次的節(jié)能技術改造，大力發(fā)展應用可再生能源與工業(yè)余熱的小型實驗室噴霧干燥機的干燥技術。

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