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空氣能烘干過程工藝和注意事項

發布時間:2019/6/17 9:49:31  點擊次數:286

一、定義

物料烘干,利用熱能或結合其他方法把濕物料中的水分去除,從而獲得干燥物品的操作過程。相應的有熱干模式、冷干模式、凍干模式等。其目的是為了提高物品的穩定性,或便于后續工序處理(如粉碎、保存、運輸等),或其他特殊工藝要求(如蘋果干、柿餅等食品)

二、物料中的水分

為使物料干燥后達到理想的狀態,以及干燥過程中降低能耗,有必要了解物料中的水分組成狀態。從源頭分析,更有利于解決干燥問題。

物料中水分的狀態可以分為:結合水、非結合水、自由水、結晶水

1、 結合水:主要有細胞中的細胞液、細小毛細管中的水分等兩部分。去除比較困難。可以降低物料表面濕度來降低細胞表面濃度,讓細胞脫水,細胞內水分通過細胞壁(膜)滲到細胞外

2、 非結合水:主要有存在物料表面的潤濕水分、物料空隙間的水分、物料粗大毛細管中的水分等三部分。極易從物料中除去

3、 自由水:空氣中凝結在物料中可去除的水分,或其他因素造成的物料表面水分。容易從物料中除去

4、 結晶水:化學結合水,如芒硝、硫酸銅等。一般可以采用高溫分解反應的方式除去結晶水

三、水分的轉移

內部結合水—>非結合水—>水蒸氣

外部環境溫度、濕度影響,使得水蒸氣分壓力低于物料表面非結合水(及自由水)的水蒸氣壓力。物料表面的非結合水(及自由水)源源不斷的蒸發擴散到空氣中。物料表面的水分減少使得表面與內部平衡水平衡打破(濃度高于內部細胞液濃度),物料內部水分不斷滲到表面。不斷蒸發、滲透直至物料含水量達到設定要求。

四、影響物料干燥的因素

影響物料干燥主要可以分為兩方面:物料自身特性、外部因素。本文闡述同類物料外部因素的影響。外部因素主要有:

1、 物料表面積

物料表面積越大,表面水分蒸發越快,表面積與烘干速度成正比例關系

2、 物料表面的氣流(風速)

風速可以分兩方面講:一方面水分蒸發吸收熱量,空氣不流動的情況下,溫度會下降,導致蒸發速度下降。風速越快,傳送給物料的熱能越多,水分蒸發越快,成正比例關系;另一方面在相同溫度下,風速造成水蒸氣分壓力影響。風速越快蒸發越快,風速提高一倍,蒸發速度提高0.0174倍

3、 環境氣壓

氣壓越低,水分蒸發速度越快,采用負壓可以提高烘干速度。普通物料不建議刻意采用負壓方法,性價比不高。對于揮發性物質含量較高的物料比較適合。

4、 環境溫度

溫度影響可以分兩方面講:首先溫度對水蒸氣分壓力的影響,溫度越高水分蒸發越快。舉例說明,在相同相對濕度50%的烘房內,溫度50℃是溫度40℃蒸發速度的1.67倍。其次溫度對物料內部結構的影響,一般物料溫度越高內部水分子越活躍,干燥也就越快。不同物料對溫度的敏感性存在較大差異。同時,在烘干過程中要防止溫度過高對物料熱敏成分的破壞。

5、 相對濕度

相對濕度越低,蒸發速度越快。舉例:在50℃的烘房內,相對濕度50%是60%蒸發速度1.25倍

五、烘干工藝注意點

每一種物料的烘干工藝要求都不一樣,如同樣是菊花,黃菊、白菊、金絲皇菊的烘干工藝要求完全不同;陜西、福建、廣西三地的柿子烘干工藝也不完全相同。一萬種物料可能有二萬中工藝。在沒有完善的烘干工藝方案前,模仿傳統干燥模式是*直接*可靠的方法。再分析烘干過程中測試的數據逐步改進,完善烘干工藝方案

在烘干前充分了解物料特性是關鍵。比如

1、 微生物含量較高的物料,一定要快速跳過微生物*活躍階段(如溫度在35~41℃,高濕環境下微生物比較活躍)

2、 需要成分轉化的物料,必須要加長轉化階段時間,使得充分轉化(如柿子烘干過程中纖維素轉化為糖分階段)

3、 易碎物料在干燥的*后階段要注意溫度的波動,溫度波動過大會引起熱脹冷縮,導致物料破碎

4、 表面顏色有要求的活性物料,干燥過程中不能破壞表面細胞壁。可以前期低溫脫水方式除去細胞內水分,也可以高溫殺青(軟化細胞壁)方式除去細胞內水分

5、 熱敏感性強的物料一定要控制好溫度,高溫會造成成分(藥效)破壞

6、 一定要注意假干燥,外干內濕。對于體積較大的物料一定要注意內部水分“緩慢”干燥

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