加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 浓缩与干燥机械设备

浓缩与干燥机械设备.pdf

浓缩与干燥机械设备

小水媛媛
2011-04-16 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《浓缩与干燥机械设备pdf》,可适用于工程科技领域

第八章浓缩与干燥机械设备第八章浓缩与干燥机械设备„第一节概述„第二节真空浓缩机械与设备„第三节冷冻浓缩机械与设备„第四节真空干燥设备„第五节喷雾干燥机械与设备„第六节沸腾干燥的机械与装备„第七节冷冻干燥技术装备„第八节电磁辐射干燥机械与装备„一、浓缩与干燥的概念及主要方法„二、浓缩与干燥的目的第一节概述第一节概述一、浓缩与干燥的概念及主要方法浓缩是从溶液中除去部份溶剂的操作过程。呈液相物料中:溶剂对流扩散作用液相表面去除常用的浓缩方法:常压加热浓缩、真空浓缩、冷冻浓缩、结晶浓缩干燥从食品或食品物料中除去水分的过程。物料内部的溶剂分子扩散作用常用的干燥方法有:自然干燥(晒干、风干)和人工干燥(常压加热干燥、真空加热干燥、红外线干燥、微波干燥、冷冻升华干燥等)物料处于低溶剂含量(约)的相对稳定状态从固相物料溶质相对完全除去物料的水分(溶剂)含量一般可在~左右甚至更低。二、浓缩与干燥的目的.浓缩的目的()除去食品原料中的大部分水分以减少包装、贮藏和运输的费用()通过提高制品的浓度达到增加制品贮藏性的目的()满足食品加工的工艺过程要求如作为产品干燥脱水或结晶的预处理。()在浓缩过程中可提取果汁中的芳香物质。.干燥的目的()便于物料的贮藏和运输扩大供应范围()满足食品含水率的要求达到安全贮藏的目的()抑制贮藏中的生化反应保证产品质量()经干燥和其它工艺处理制成风味和形状各异的产品。第一节概述„一、真空浓缩的原理与特点„二、真空浓缩设备的结构与应用„(一)真空浓缩设备的分类„(二)真空浓缩设备的基本结构„(三)蒸发器的结构与操作„(四)真空浓缩装置辅助设备„(五)多效蒸发设备的流程第二节真空浓缩机械与设备„一、真空浓缩的原理与特点„原理:溶液受热溶剂分子获得动能克服分子间的吸引力逸出液面蒸汽分子热能不断地供给蒸汽被不断地排除工程上为了提高这种气化速度大多采用在沸腾状态下的气化过程•特点:()成分复杂的食品原料大多具有热敏性以及质量上对产品色、香、味的要求使得食品的浓缩力求“低温短时”由于料液的沸点与外压有关低压相对应于低温真空浓缩对产品的质量有保障。()真空浓缩排除了溶解在料液中的空气、氧气由于蒸发空间无氧对易氧化物料的加工品质有利。()蒸发速度快比常压浓缩省时。()起到预杀菌或部分杀菌的作用。()操作空间密闭有助于减少微生物对物料的污染。„二、真空浓缩设备的结构与应用„(一)真空浓缩设备的分类„按加热蒸汽被利用的次数分()单效浓缩设备()多效浓缩设备()带有热泵的浓缩设备。按料液的流程分„()循环式:有自然循环与强制循环之分()单程式。按料液蒸发时的分布状态分„()非膜式:料液在蒸发器内聚集在一起只是翻滚或在管中流动形成大蒸发面。非膜式蒸发器有可分盘管式浓缩器和中央循环管式浓缩器。„()薄膜式:料液在蒸发器内蒸发时被分散成薄膜状。薄膜式蒸发器有可分为升膜式、降膜式、片式、刮板式、离心式薄膜浓缩器等。„(二)真空浓缩设备的基本结构加热室、蒸发室所组成的蒸发器、除沫器、冷凝器以及真空装置等。„(三)蒸发器的结构与操作第二节真空浓缩机械与设备.刮板式薄膜浓缩设备.降膜式浓缩设备.升膜式浓缩设备.盘管式浓缩锅.中央循环管式浓缩锅蒸发器„(三)蒸发器的结构与操作„.中央循环管式浓缩锅图中央循环管式浓缩锅外壳加热室中央循环管蒸发室动画„.盘管式浓缩锅图盘管式单效真空浓缩装置冷水分配头视镜加热蒸汽总管人孔放空旋塞蒸汽阀门操纵杆浓缩罐蒸汽分配管盘管蒸汽阀门温度计放料旋塞取样旋塞罐体支架汽水分离器排水器冷却水排水泵电动机真空泵料液进口旋塞冷却水排出管蒸汽压力表不凝气体排出管真空表观察孔图短形盘管进出口布置a边进一边出b同一边进出图盘管剖面图盘管浓缩锅壁螺栓填料法兰„.升膜式浓缩设备图升膜式浓缩设备蒸发器分离器„.降膜式浓缩设备图降膜式蒸发器蒸发器分离器液体分布器图降膜分布器加热管导流管旋液分配头图-固定刮板式浓缩器(a)立式降膜式捕沫段原料入口冷凝水出口二次蒸汽出口不凝结气体出口加热面刮板浓缩液出口(b)立式升膜式浓缩液冷凝水原料入口二次蒸汽加热蒸汽夹套传热面叶片带轮(c)卧式电动机轴承填料箱料液进口加热面刮板夹套转轴蒸汽出口浓缩液出口„.刮板式薄膜浓缩设备。图刮板式薄膜浓缩设备图-活动刮板式薄膜浓缩器料液蒸汽入口二次蒸汽液滴分离器冷凝水出口浓缩液出口„(四)真空浓缩装置的辅助设备主要包括真空设备、液沫捕集器和冷凝器等。第二节真空浓缩机械与设备真空浓缩辅助设备真空设备液沫捕集器冷凝器„.液沫捕集器„捕集器的结构按原理主要可归纳为以下三种。()惯性型捕集器()离心型捕集器()表面型捕集器图各捕集器的结构示意图(a)(b)惯性型捕集器(c)离心型捕集器(d)表面型捕集器二次蒸汽进口料液之间流口二次蒸汽出口真空解除阀视孔折流板排液口挡板abcd„冷凝器()干式逆流高位冷凝器()水力喷射式冷凝器„(五)多效蒸发设备的流程各效蒸发浓缩设备依据于溶液与蒸汽的流动方向不同可分为并流法、逆流法、错流法以及平流法四种。图多效浓缩设备的流程(a)顺流法(b)逆流法(c)并流法三效降膜蒸发器代理法国GEAKestner公司的蒸发浓缩技术蒸发器•升膜蒸发器•降膜蒸发器•升膜和降膜组合式蒸发器•强制循环•闪蒸蒸发器第三节冷冻浓缩机械与设备„一、冷冻浓缩的原理与特点„(一)冷冻浓缩的原理„(二)冷冻浓缩的工艺„(三)冷冻浓缩的特点„二、冷冻浓缩设备的结构与应用„(一)冷冻浓缩设备的结构„(二)冷冻浓缩的应用„一、冷冻浓缩的原理与特点„(一)冷冻浓缩的原理„(二)冷冻浓缩的工艺„(三)冷冻浓缩的特点优点:冷冻浓缩对热敏性物料尤其是食品物料的浓缩非常有利对低沸点的芳香物质成分可避免因挥发造成的损失。缺点:()工艺对溶液的浓度有要求冰晶与浓缩液的分离技术要求高溶液的粘度越大分离越困难()制成品相对浓度较低微生物活性未能受到抑制加工后仍需采用加热等后处理或需要冷冻贮藏()晶液分离时部分浓缩液(溶质)会因冰晶夹带而损失()生产成本相对较高。„二、冷冻浓缩设备的结构与应用„(一)冷冻浓缩设备的结构工业上冷冻浓缩的结晶有两种形式一种是渐进冷冻法另一种是悬浮冻结。分离设备有压滤机、过滤式离心机、洗涤塔等。图Grenco冷冻浓缩系统示意图„(二)冷冻浓缩的应用由于冷冻浓缩具有浓缩温度低、挥发性芳香物质损失少能耗少的优点因而是液体食品及生物制品浓缩的最佳方法之一该方法还可与其他单元操作组合使用在国内外进行了多范围的研究和初步的利用。果汁浓缩设备举例„()常压浓缩在常温下用双层锅加热浓缩此法的缺点是蒸发慢、温度高因此芳香物质和维生素损失较多色泽差现在较少使用。„()真空浓缩在减压条件下使果汁中的水分在较低的温度下迅速蒸发。果汁受热温度低、时间短既可保持果汁风味亦减少营养物质的损失。目前采用较多的是中温真空浓缩设备温度一般在℃~℃左右。如片式蒸发器离心式薄膜蒸发器等。另外各种果汁的热稳定性差别很大。如葡萄汁加热到℃时品质变化较小而苹果汁不宜超过℃。„()冷冻浓缩将果汁先行冻结使果汁中的水分形成小形冰晶果汁因失去水分而浓缩再用离心机除去水的冰晶即得到浓缩的果汁。此法浓缩得到的果汁质量好但设备投资及损耗大浓缩倍数小。真空浓缩图冷冻浓缩图„一、真空干燥的基本原理和特点„二、真空干燥设备主要组件、分类及应用„(一)真空干燥设备的主要组件„(二)真空干燥设备的分类„(三)真空干燥设备的应用第四节真空干燥设备„一、真空干燥的基本原理和特点在常压下的各种加热干燥方法因物料受热其色、香、味和营养成分均受到一定损失。若在低压条件下可在较低温度对物料进行干燥能降低品质的损害。这种方法称为真空干燥。„.真空干燥的基本原理(原理有问题)由于气压愈低水的沸点也愈低当压力低至(~)mmHg(或~Pa)的高真空度时物体内的水分迅速蒸发这就是真空干燥„.真空干燥的特点()物料在干燥过程中的温度低避免过热。水分容易蒸发干燥时间短同时可使用物料形成多孔状组织产品的溶解性复水性色泽和口感较好。()能将物料干燥到很低的水分。()可用较少的热能得到较高的干燥速率热量利用经济。()适用性强对不同性质不同状态的物料均能适应。()与热风干燥相比真空干燥的控制能达到较高的精确要求然而设备投资和动力消耗较大产量较低。„二、真空干燥设备主要组件、分类及应用„(一)真空干燥设备的主要组件()真空室真空室是物料干燥场所真空室的高度和体积是物料干燥量的限制因素。()供热系统真空室通常装有放物料用的搁板或其它撑物这些搁板用电热或循环液体加热加热食品但对上下层重叠的加热板来说上层可以用加热板同时还会向下层加热板上的物料辐射热量此外也可以用红外线、微波以辐射方式将热量传送给物料(真空微波干燥)。图真空干燥流程示意图干燥室冷凝器真空泵()真空系统真空系统是指真空的获得和维持的装置包括泵和管道安装在真空室的外面。有的用真空泵有的则用蒸汽喷射泵。()水蒸汽收集装置冷凝器是收集水蒸汽用的设备可装在真空室外并且还必须装在真空泵前以免水蒸汽进入泵内造成污损用蒸汽喷射泵抽真空时它不但从真空室内抽出空气而且还同时将带出的水蒸汽冷凝因而一般不再需要装冷凝器。„(二)真空干燥设备的分类真空干燥设备可分为间歇式和连续式两种。„.间歇式真空干燥图真空干燥箱示意图真空表抽气口压力表安全阀加热蒸汽进阀冷却水排出阀疏水器冷却水进阀图圆筒搅拌型真空干燥器壳体耙齿(左向)传动器压紧圈封头填料压盖轴承无缝钢管耙齿(右向)壳体耙齿出料装置加料装置粉碎棒密封装置搅拌轴传动装置双锥回转真空干操机„.连续式真空干燥。图单层带式真空干燥机冷却滚筒脱气器辐射元件加热滚筒接真空系统进料闭风装置排料闭风装置图多层带式真空干燥机溶液箱干燥机本体冷凝器溶剂回收装置真空泵成品收集箱泵温水箱溶液供给泵进气风机循环风机加热器输送带排气风机加料斗带式连续干燥机„(三)真空干燥设备的应用真空干燥技术应用于那些结构、质地、外观、风味和营养成分在高温条件下容易发生变化或分解的食品干燥后的产品的速溶性和品质较好。如:各种脱水蔬菜(如胡萝卜、葱)的汤料速溶汤混合物果汁型固体饮料豆、肉、乳各类干制品麦乳晶速溶麦片、各种干酵母和酶天然维生素混合物等。第四节真空干燥设备第五节喷雾干燥机械与设备„一、喷雾干燥的基本原理及特性„(一)喷雾干燥的基本原理„(二)喷雾干燥的特点„二、喷雾干燥装置的主要组件、分类及应用„(一)喷雾干燥装置的主要组件„(二)喷雾干燥器的分类„(三)喷雾干燥设备应用„一、喷雾干燥的基本原理及特性喷雾干燥是将液状物料通过雾化器形成喷雾状态(细微分散状态)雾滴在沉降过程中水分被热空气气流蒸发而进行脱水干燥的过程。干燥后得到的粉末状或颗料状产品和空气分开后收集在一起在这一个工序同时完成喷雾与干燥两种工艺过程。„(一)喷雾干燥的基本原理雾干燥一般可分为三个阶段预热阶段、等速阶段和减速阶段。图喷雾干燥示意图动画浏览„(二)喷雾干燥的特点„.优点()干燥速度快料液雾化后表面积增大至万倍以上在热风气流中可瞬间(~s)蒸发~的水分。()产品质量好喷雾干燥使用温度范围广(~℃)干燥产品质量较好不容易发生蛋白质变性维生素损失氧化等缺陷特别适合于易分解、变性的热敏性食品加工。()工艺简单、控制方便可简化生产工艺流程易于操作控制方便保证卫生条件又避免粉尘飞扬。()生产率高喷雾干燥能适应于工业上连续大规模生产物料可连续进料连续排料结合冷却器和风力输送组成连续的生产作业线。操作人员少劳动强度低。.缺点()设备较复杂占地面积大一次投资较多。()能耗大热效率不高动力消耗大。()在生产粒径小的产品时废气中约夹带有左右的微粒需选用高效的分离装置附属装置比较复杂费用较贵。()干燥室内壁易于粘附产品微粒腔体体积大设备的清洗工作量大。喷雾干燥适合干燥的物料主要有:„乳制品:牛奶、奶油、冰淇淋粉等„蛋白制品:豆粉、蛋粉等„糖类制品:葡萄糖类制品„谷类制品:麦精、淀粉等„酵母制品:酵母粉、饲料酵母等„饮料制品:速溶咖啡、速溶茶、可可等„香料制品:天然香料、合成香料等„肉、鱼类制品:骨粉、血浆粉、鱼粉等。第五节喷雾干燥机械与设备„二、喷雾干燥装置的主要组件、分类及应用„(一)喷雾干燥装置的主要组件„喷雾干燥室、雾化器、热风分配器以及刮粉、出料装置、清扫装置。„附属设备:空气加热器、分离器、空气过滤器和物料进出的输送装置。„雾化器是关键组件下面着重介绍雾化器。„压力式雾化器、„离心式雾化器和„气流式雾化器„另外还有声波和超声波雾化器。塔顶冷却装置高位槽供料装置浓缩物料捕粉装置排风机预热进风雾化器排放进排风细粉回收流化床或出粉装置贮粉成品除尘器鼓风机热风分配器空气加热器鼓风机空气过滤器空气过滤器空气空气排放或冷却装置筛分包装图典型的喷雾干燥系统方框图图立式喷雾干燥设备基本设置„.压力式雾化器图喷雾器结构图M型(Monarch)离心压力式喷雾器图S型(Spraying)离心式压力式喷雾器动画浏览.离心式雾化器图离心喷雾液滴在离心盘上的运动轨迹图离心喷雾原理(a)直接分裂成液滴(b)丝状割裂成液滴(c)膜状分裂成液滴图多层喷嘴的叶轮图矩形通道的叶轮式离心雾化器主轴进料管分槽转盘喷孔离心喷雾干燥动画浏览.气流式雾化器„(二)喷雾干燥器的分类„.按生产流程分类()开放式喷雾干燥器()封闭循环式喷雾干燥器()自惰循环式喷雾干燥器()半封闭循环式喷雾干燥器„.按喷雾和气体流动方向分类()并流型喷雾干燥器()逆流式喷雾干燥器()混合型流型喷雾干燥器„.按雾化方法分类„(二)喷雾干燥器的分类„.按生产流程分类()开放式喷雾干燥器()封闭循环式喷雾干燥器图开放式喷雾干燥系统空气过滤器空气加热器精过滤器物料过滤器气流式雾化器旋风除尘器燥塔图封闭循环式喷雾干燥系统干燥塔分离器加热器冷凝器„()自惰循环式喷雾干燥器„()半封闭循环式喷雾干燥器图自惰循环式喷雾干燥系统干燥塔旋风除尘器燃烧器放气缓冲装置冷凝器图半封闭循环式喷雾干燥器循环风路干燥塔旋风除尘器燃烧器部分排放出口冷凝器风送旋风除尘器„.按喷雾和气体流动方向分类„()并流型喷雾干燥器图并流型喷雾干燥器(a),(b)垂直下降并流型(c)垂直上升并流型(d)水平并流型。„()逆流式喷雾干燥器„()混合型流型喷雾干燥器图逆流型喷雾干燥器图混合流型喷雾干燥器„.按雾化方法分类„根据喷雾干燥设备所使用的雾化器分为压力式喷雾干燥器、离心式喷雾干燥器、气流式喷雾干燥器。图压力式喷雾干燥器图离心式喷雾干燥器图气流式喷雾干燥器示意图„(三)喷雾干燥设备应用喷雾干燥作为现代对流干燥方法之一被广泛地应用于化工、食品、生物、制药等工业部门中用于干燥真溶液、胶体溶液、悬浊液、乳浊液、浆状料和可流动的膏状料特别是用来干燥乳与乳制品、蛋、果汁、饲料、酵母、维生素、酶制剂、血液和血浆代用品、番茄制品、咖啡及咖啡伴侣、粉末油酯等。图K型单喷嘴二级喷雾干燥流程图第六节沸腾干燥的机械与装备„一、沸腾干燥的基本原理与特点„(一)沸腾干燥基本的原理„(二)沸腾干燥的特点„二、流化床干燥器的主要组件、分类和应用沸腾干燥机„一、沸腾干燥的基本原理与特点„(一)沸腾干燥基本的原理()固定床当流体(热空气)速度较低时在床层中固体颗粒虽与流体相接触但固体颗粒的相对位置不发生变化这时固体颗粒的状态称为固定床。()流化床当固定床阶段的流体速度逐渐增加固体颗粒就会产生相互间的位置移动若再增加流体速度而床层的压力损失保持不变固体颗粒在床层中就会产生不规则的运动这时床层状态就处于流态化即为流化床。()气流输送随着流体速度的增加固体颗粒运动则更为剧烈当流体流速超出固体颗粒的沉降速度时固体颗粒就不能继续停留在容器内而被气流带出容器床层内的固体颗粒密度降低因此这时也称为稀相流化床。„(二)沸腾干燥的特点„.优点()接触面大设备的效率高。搅拌激烈热容量大热传导效果好()干燥速度快。物料在设备内停留时间短适宜于热敏性物料的干燥。()物料在干燥室内的停留时间可由出料口控制故容易控制成品的含水率。()装量简单设备造价低本身无机械运动装置保养容易维修费用低。„.缺点()对被干燥物料的粒度有一定的限制一般要求颗粒细度在μm~mm范围内。()对易结块物料容易产生与设备间的粘结而不适用。()单层流化床难于保证干燥均匀故需设置多层使设备的高度大为增加。„二、流化床干燥器的主要组件、分类和应用„.单层流化床干燥器„.多层流化床干燥器图单层沸腾干燥流程图抽风机料仓星形下料器集灰斗旋风除尘器(只)皮带输送机抛料机卸料管流化床加热器鼓风机空气过滤器图五层沸腾干燥流程图空气过滤器鼓风机电加热器料斗干燥器出料管高效沸腾干燥机卧式多室流化床干燥器图卧式多室流化床干燥器抽风机卸料管干燥器旋风除尘器袋式除尘器摇摆颗粒机空气过滤器加热器振动流化床干燥器、加料器、过滤器、给风机、换热器、旋风除尘器、排风机、给风机、过滤器、振动电机、隔振簧新型流化干燥设备图机动流化床干燥器(美国新泽西保罗·奥艾比公司开发)图周期性变换气流位置的脉冲流化床干燥器第七节冷冻干燥技术装备冷冻干燥也叫升华干燥就是将待干燥的湿物料在较低温度下(~℃)冻结成固态后,在高真空度(~Pa)的环境下将已冻结了的物料中的水分不经过冰的融化而直接从固态升华为气态从而达到干燥的目的。„一、冷冻干燥的基本原理及特点„(一)冷冻干燥基本的原理„(二)冷冻干燥的特点„二、冷冻干燥设备的主要组件、分类和应用„一、冷冻干燥的基本原理及特点„(一)冷冻干燥基本的原理液态熔解固态凝固汽态凝华升华℃Pa图水的相平衡图„(二)冷冻干燥的特点()冷冻干燥操作的温度低并且处于真空状态之下特别适用于热敏性食品和易氧化食品的干燥可以保留新鲜食品的色、香、味以及VC等营养物质。()由于物料中水分存在的空间在水分升华以后基本维持不变故干燥后制品仍不失原有的固体框架结构复水后易于恢复原有的性质和形状。()冷冻干燥因在真空下操作氧气极少因此一些易氧化的物质(如油脂类)得到保护产品能长期保存而不变质。()多孔疏松结构的干燥产品一旦暴露空气中易吸湿、易氧化最好要求真空或充氮包装应采用具有一定保护作用的包装材料和包装形式。()由于操作是在高真空和低温下进行需要有一整套高真空获得设备和制冷设备故投资费和操作费都很大因而产品成本高。„二、冷冻干燥设备的主要组件、分类和应用(一)冷冻干燥设备的主要组件冷冻干燥室、冷凝器、真空系统、制冷系统与加热系统、控制系统(二)冷冻干燥技术的应用冷冻升华干燥的食品、生物制品医药等方面的应用将日益广泛在食品工业中常用于肉类、水产、果蔬、禽蛋、酶制剂、维生素、方便食品、咖啡、茶和调味品等干燥。(三)冷冻干燥动画演示第七节冷冻干燥技术装备冷冻干燥设备图接触导热间歇式冷冻干燥机简图干燥箱冷阱真空系统制冷系统加热系统第八节电磁辐射干燥机械与装备„一、高频干燥设备和微波干燥设备利用电磁波在快速变化的高频电磁场中与物质分子相互作用被吸收而产生热效应把能量转换为介质的热能以达到干燥的目的。„二、微波干燥加热原理微波干燥设备图隧道式微波加热器输送带抑制器BJ标准波导接波导输入口锥形过滤器接排风机b边放大直角弯头主加热器冷水进口热水出口水负载吸收器进料WXD系列多管微波设备---南京三乐集团„二、红外线干燥设备红外线干燥设备是利用辐射传热干燥的一种方法。红外线辐射器所产生的电磁波传播到被干燥的物料当红外线的发射频率和被干燥物料中分子运动的固有频率(也就是红外线的发射波长和被干燥物料的吸收波长)相匹配时引起物料中的分子强烈振动在物料内部发生激烈摩擦产生热而达到干燥的目的。远红外干燥灭菌烘箱

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/15

浓缩与干燥机械设备

仅供在线阅读

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利