干燥工艺论文（共9篇）
干燥工艺论文 篇1
黄连是常用的中药药材,其年市场需求量在3000吨上下,是我国出口创汇的主要中药材品种之一。重庆石柱和湖北利川是黄连的主产地,约占全国产量的60%-80%,近年来,随着规范化生产措施的实施及政府的大力推广,黄连在重庆石柱以及湖北利川已经形成产业规模,且成为当地的经济支柱产业。
当前,黄连的成药干燥仍然以传统人工干燥方法为主,烘干品质难以控制,作业效率低且污染环境,黄连干燥问题已成为制约当地黄连规模化种植的瓶颈。当前黄连初加工的主要难题在于采用合理的干燥工艺以获得好的干燥质量,以及采取合理的机械化除须方式以获得好的外观质量。国内外对黄连干燥工艺技术及黄连烘干机的研究很少,几乎没有相关文献资料可以查询。通过调查发现,当地农户以及药材经销商对黄连的加工工艺并没有统一的标准。因此,对黄连的烘干工艺技术进行研究有比较重要的意义。
一、材料与方法
1. 试验材料
石柱县5年生长期鲜黄连,于2015年10月采挖,由于黄连洗去泥沙后烘干会使黄连表皮损伤,因此实际生产中黄连烘干都是带土直接烘干。故本试验中模拟实际生产烘干状况,选取鲜黄连,去除子牙、抖落泥土后,用恒重托盘乘装,每份约100g用于烘干试验。
2. 主要设备
DHG-9146A型干燥箱;JA5002型电子天平。
3. 试验方法
在黄连的传统干燥生产中,采用土炕烘烤法干燥黄连。主要通过热传导的方式将黄连干燥,烘干过程中风速很小,可认为风速为零。为模拟这一生产工艺,本试验在恒温烘箱中,采用恒温干燥的干燥方式,对不同的干燥温度进行单因子干燥试验。在重庆石柱县,当地农户以及农业技术研究人员依据他们的经验,认为黄连的烘干温度范围在50℃至130℃之间。因此,本试验中,黄连烘干的温度选取50℃、70℃、90℃、110℃四个指标。试验时,每隔0.5小时取出称重,至烘干水分。
4. 黄连烘干工艺的评定
由于黄连烘干的理化指标难以测定,本研究主要采用感官鉴评。从干燥品质及干燥速度两个方面,参照药材收购站行家的评价标准,制定评分加权标准,采用综合加权评分法评定(综合得分=品质总分+时间得分,其中,品质总分=色泽得分+气味得分),综合得分越高,干燥工艺越好。
(1)品质评分标准(见表1)
(2)热风干燥速率评定标准
根据经验值,热风干燥速率(相应地可用干燥时间来表示)可由表2来进行评定。
二、结果与分析
1. 试验结果
根据结果用Matlab软件绘制出不同温度条件下黄连的干燥特性曲线,如图1所示。
按照表1和表2中制定的评价标准,对四种温度条件下黄连的干燥质量进行评价。四种温度条件下,黄连干燥质量的得分如表3。
2. 试验结果分析
(1)从图1中可以看出温度对黄连的干燥失水速度有比较明显的影响。在50℃温度条件下,黄连干燥达到安全含水率需要9.5小时,而在110℃温度条件下,黄连干燥达到安全含水率需要3.5小时。
(2)依据黄连烘干后的表面及芯部色泽对不同温度下的烘干样品进行评价,得出如下结论:干燥温度越高,黄连的色泽和口感越差,烘干需要的时间越短。
当温度在110℃、90℃时,由于烘干速度快,时间得分较多,但由于温度过高,芯部色泽及药味不好,故烘干质量较差。而温度在70℃、50℃时,色泽和气味得分质量都较好。
同时,经过药材收购行家的评价,认为温度在70℃、50℃时的烘干样品质量好,温度在110℃、90℃时的烘干样品烘干质量的药材不能获得较高的销售价。因此,在黄连的机械化干燥中,合理的干燥温度区间为50℃-70℃。
三、黄连干燥数学模型的建立
在传统的黄连干燥实际生产中,主要采用传导、辐射式烘干,因此,依据本次实验,通过多项式曲线拟合而得出一条光滑的数据曲线对考究传导、辐射式黄连烘干将有比较重要的实际意义。现选择数学模型,对黄连烘干时间和含水率的观测数据进行回归分析。
1. 模型的建立
由于黄连烘干时间和含水率间是非线形关系,依据数值分析知识可知,含水率与烘干时间必然可以用一元n次多项式表示,但考虑所选模型的使用方便性,在满足精度的时,优先选用一元三次多项式回归模型进行回归分析。所选用的回归模型为:
,令则得出一元三次多项式模型:
2. 方程的拟合
将黄连烘干数据在Spss软件中进行回归分析,得到各温度条件下回归模型的待定系数,并得到50℃及70℃时的拟合方程分别为:
3. 黄连干燥速率
为了考查黄连在不同单温度条件下干燥时间与干燥速率之间的关系,运用Matlab软件对50℃及70℃时黄连的干燥拟合曲线进行求导转换,求出黄连单温度条件下的干燥速率曲线,如图2所示。
从图2中可以看出,在温度为50℃-70℃时,黄连干燥曲线具有典型干燥曲线的普遍特性,干燥全过程可分为加速、恒速、降速3个阶段。这是由于在干燥的初期,由于热量的不断供给,物料不断吸收热量,使物料的表层水分蒸发干燥,物料的干燥速度很不断快,并达到一个最高值。待表层水分蒸发干燥后,物料的内部水分随着热量的供给,逐步渗透到外表蒸发干燥,此时内外间形成一个平衡,即所谓的恒速干燥。随着物料内部水分的不断干燥蒸发,内部水分干燥这一过程变得越来越困难,因此干燥速率也会不断下降。
从50℃-90℃时黄连的干燥速率图可以看出,黄连的加速过程逐步变短。在温度为90℃时,黄连干燥过程没有加速过程而直接进入恒速过程。在温度为1 10℃时,黄连干燥没有恒速过程,在初期的加速干燥过程后,即进入减速过程。这说明随着温度的增高,初期的干燥过程在90℃时达到平衡。
从50℃-110℃时黄连的干燥速率图可以看出,在50℃至70℃时,黄连的干燥进程符合物料干燥的基本原理,干燥速率不能过快而导致干燥质量下降,这也从一个侧面说明了为什么在表3中,温度在90℃-110℃时,黄连的干燥质量评分比较低的原因。
四、结论
1. 通过对烘干样品的质量评定,得出黄连适宜的烘干温度为50℃-70℃之间,70℃时烘干至安全含水率的时间为7.5小时,50℃时烘干至安全含水率的时间为9.5小时。
2. 运用一元三次多项式模型可以较好地描述黄连含水率随时间的变化关系。
3. 在风速为零,不同温度条件下黄连的干燥中,干燥全过程可分为加速、恒速、降速3个阶段,温度越高,烘干速度越快,但烘干质量会随之下降。(表1、表2、表3、表4、图2见下页。)
注:1.满分20分。2.色泽评价时,用手将烘干后的黄连折断,观测芯部色泽质量。
干燥工艺论文 篇2
喷雾干燥法与石灰石石膏法脱硫工艺比较
喷雾干燥法与石灰石石膏法是目前应用最广泛的两种脱硫工艺,两者在脱硫性能、煤种及机组适应性、运行维护费用等方面各有优劣.喷雾干燥法适合低硫煤、低效率、中小机组,且运行维护费较低;而石灰石石膏法则能满足高硫煤、高效率、大机组的要求,但运行维护费较高.
作 者：陈丽萍 邓荣喜 CHEN Li-ping DENG Rong-xi 作者单位：上海中芬电气,上海,201203 刊 名：广州化工 英文刊名：GUANGZHOU CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：2009 37(6) 分类号：X7 关键词：旋转喷雾干燥 半干法 石灰石-石膏湿法 脱硫 适应性 性能
干燥工艺对熏马肉干品质的影响 篇3
摘 要：研究不同干燥方式（热风干燥、微波干燥和真空干燥）对熏马肉干色差、嫩度、质构特性和感官品质的影响。结果表明：真空干燥能够显著（P<0.05）改善熏马肉干的色泽、降低肌红蛋白的氧化，增加氧合肌红蛋白、肌红蛋白和血红素铁的含量，提高其嫩度、咀嚼性和感官品质。因此，选择真空干燥为熏马肉干的最佳干燥方法。
关键词：熏马肉干；干燥工艺；色泽；质构特性；感官品质
Effect of Drying Methods on the Quality of Dried Smoked Horsemeat
LI Zhen， LIU Yana， SU Liyang， WANG Wenjun， Mierzhati·Mutalifu， YANG Haiyan*
（College of Food Science， Xinjiang Agricultural University， ?rümqi 830052， China）
Abstract： The aim of this work was to find the best drying method for the production of smoked horsemeat by exploring the effect of different drying methods （hot air， microwave and vacuum） on the color， tenderness， texture and sensory qualities of smoked horsemeat jerky. Results showed that vacuum drying significantly （P < 0.05） improved the color of smoked horsemeat jerky， reduced myoglobin oxidation， increased the contents of oxymyoglobin， myoglobin and heme iron and improved tenderness and chewiness as well as sensory quality. Therefore， vacuum drying is the most suitable drying method for the industrial production of smoked horsemeat jerky.
Key words： smoked horsemeat jerky； drying method； color； texture properties； sensory quality
DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.02.003
中图分类号：TS205.1 文献标志码：A文章编号：1001-8123（2016）02-0010-05
引文格式：
李真， 刘雅娜， 苏里阳， 等. 干燥工艺对熏马肉干品质的影响[J]. 肉类研究， 2016， 30（2）： 10-14. DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.02.003. http：//rlyj.cbpt.cnki.net
LI Zhen， LIU Yana， SU Liyang， et al. Effect of drying methods on the quality of dried smoked horsemeat[J]. Meat Research， 2016， 30（2）： 10-14. （in Chinese with English abstract） DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.02.003. http：//rlyj.cbpt.cnki.net
马肉具有很高的营养价值，不仅含有20多种氨基酸和丰富的维生素[1]，而且蛋白质和饱和脂肪酸含量也很高，目前受到越来越多消费者的青睐[2]。此外，现代医学研究进一步发现，马肉具有促进血液循环、防治动脉硬化、扩张血管、降低血压和增强人体免疫力等功效[3-4]。在新疆最传统的马肉制品是熏马肉和熏马肠[5]。熏马肉不仅在最大程度上保持了马肉原有的营养，同时还具有独特的烟熏风味，越嚼越有滋味[6]。近年来，肉制品工业大规模的崛起，使得肉制品加工业的产品形式、加工技术和消费方式等更加丰富，因此考虑到消费者方便即食的需求，开发新型熏马肉干休闲食品不仅促进马肉资源的开发，还会产生更大的产品附加值。
干燥是肉干生产的关键工序，热风干燥是通过热空气的循环，促进物料内部水分的蒸发，同时带走物料表面的湿空气，使物料达到干燥的一种干燥方式，是传统肉干制作过程中较常见的方法[7]；微波干燥是利用微波与物质接触发生能量转移并产生热效应，从而对食品中的水、脂肪和碳水化合物等成分进行快速加热的方法[8]；真空干燥是真空泵抽真空的同时对物料进行加热，使物料中的水分被真空泵抽走从而达到干燥的目的[9]。针对目前加工现状，以新疆熏马肉为原料，通过测定不同干燥方法制成的熏马肉干的品质，确定最佳的干燥工艺，为今后熏马肉干工业化生产提供理想的干燥方法和可靠的理论支持。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
去除脂肪和筋膜的熏马肉购于乌鲁木齐北园春
市场。
食盐、蔗糖、酱油、料酒、植物油 市售。
1.2 仪器与设备
TA-XT2i型物性仪 英国Stable Micro System公司；DHG-9123A型电热鼓风干燥箱、DZF-6090真空干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司；MM721AAU-PW美的微
波炉 美的微波炉电器制造有限公司；CR-400便携式色差仪 日本柯尼卡美能达公司；TU-1810型紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限公司；高速冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂；HH-S4数显恒温水浴锅 金坛市医疗仪器有限公司；BCD-278B冰箱 青岛海尔集团。
1.3 方法
1.3.1 样品制备工艺
将原料肉于4 ℃解冻至中心温度为0 ℃左右，在沸水中煮制30 min，去除筋腱、肌膜和脂肪后顺肌纤维切成2 cm×2 cm×2 cm大小的肉丁，在4 ℃左右腌制6 h后，分别通过热风干燥、微波干燥和真空干燥，之后经过拌料、包装和杀菌制得熏马肉干成品。
1.3.2 干燥实验
将处理好的熏马肉样品分成3 组，制作成3 种不同的熏马肉干。第1组为热风干燥，将待干制的肉丁放在物料盘中，分别于75 ℃条件下进行烘干，烘烤时要每1 h翻动一次，控制干燥终点水分含量为20%左右；第2组是微波干燥，微波功率为385 W，放入样品前先预热10 min；第3组是真空干燥，设计真空度为0.06 MPa，温度为70 ℃。干燥过程中，热风干燥每失去5%含水率取一次样，微波干燥和真空干燥按照热风干燥所取样品的含水率取样，使3 种干燥方法每次所取样品具有相近含水率，分别进行指标测定。样品由初始湿基含水率55%左右降至20%左右，干燥结束。指标测定重复3 次。通过对比分析，研究干燥方法对熏马肉干色泽和质构等品质特性的影响。
1.3.3 指标测定
1.3.3.1 水分含量
按照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》中的直接干燥法测定，重复3 次取平均值[10]。
1.3.3.2 色泽[11]
设置色差计为CIEL*a*b*颜色模型。用色差仪分别测量肉样的L*、a*和b*，重复测定3次并求其平均值。
1.3.3.3 肌红蛋白、氧合肌红蛋白、高铁肌红蛋白含量
参照Krzywicke[12]的方法，取肉样5 g，加入25 mL 0.04 mol/L的磷酸钠缓冲液（pH 6.8），用超细匀浆器在室温下以转速10 000 r/min均质25 s。置均质液于4 ℃冰箱中放置1 h，然后于4 500 r/min，2～4 ℃条件下离心20 min。将上清液通过滤纸过滤，滤液用分光光度计分别在525、545、565、572 nm波长处测其吸光度。肌红蛋白、氧合肌红蛋白、高铁肌红蛋白含量分别按以下公式计算：
P1=（0.369R1+1.140R2-0.941R3+0.015）×100（1）
P2=（0.882R1-1.267R2+0.809R3-0.361）×100（2）
P3=（-2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098）×100（3）
式中：P1、P2、P3分别为肌红蛋白、氧合肌红蛋白、高铁肌红蛋白含量/%；R1、R2、R3分别是吸光度比值A572 nm/A525 nm、A565 nm/A525 nm、A545 nm/A525 nm。
1.3.3.4 血红素铁含量[13]
取2.5 g碎肉于100 mL烧杯中，加入10 mL丙酮、0.5 mL水和0.25 mL浓HCl，充分混合，保鲜膜封口，于黑暗处放置1 h，过滤，滤液于640 nm波长处测量吸光度。80%丙酮、2%盐酸和18%水（体积分数）作为空白对照。按公式（4）计算血红素铁含量。
P4=A640 nm×680×0.088 2（4）
式中：P4为血红素铁的含量/（μg/g）；A640 nm为640 nm波长处的吸光度。
1.3.3.5 剪切力
TA-XT2i物性测试仪测定剪切力，并应用Texture Expert V1.0软件来加以控制。测试采用HDP/BSW探头，测定参数：测试前速率：2.0 mm/s；测试中速率：
2.0 mm/s；测试后速率：10.0 mm/s；下压距离：30.0 mm。
1.3.3.6 质构特性
将干制后的熏马肉干沿着垂直纤维的方向切成2 cm×1 cm×1 cm的肉样，用TA-XT2i物性测试仪进行测定，以：“二次压缩”模式进行质地剖面分析，每个样品测定3 次并求其平均值。测定参数：测试前速率：2.0 mm/s；测试中速率：2.0 mm/s；测试后速率：10.0 mm/s；二次下压间隔时间5 s；感应力5 g。选取分析测定干制样品的硬度、弹性、黏聚性和咀嚼性，每个处理条件平行测定3 次，取平均值。
1.3.3.7 感官评定
实验参照GB/T 22210—2008《肉与肉制品感官评定标准规范》，选10 名有感官评定经验的人员对熏马肉干的口感、滋味与气味、组织结构和色泽进行感官评定。每位评价员在进行感官评价前，充分了解感官评价的规范操作，品尝过后根据评分标准进行打分，评定标准见表1。
1.4 数据分析
剪切力和质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）采用Stable Micro System所带的Exponent处理分析，其他数据采用SPSS 19.0软件进行处理分析。所有分析图均采用Origin 8.5软件绘制。
2 结果与分析
2.1 干燥方式对熏马肉干色泽的影响
图 1 干燥方式对熏马肉干色泽的影响
Fig.1 Effect of drying methods on color of dry smoked horsemeat
色泽是肉干类食品的重要指标之一，同时较好的色泽也能够增加消费者的购买欲，从而提高产品的经济效益。L*、a*和b*分别代表肉样的亮度值、红度值和黄度值，在一定范围内，三者的值越高，表明肉样的色泽越好。由图1可知，在相近的含水率下，真空干燥的熏马肉干的色差值均显著提高（P<0.05）。特别是在干燥终点，真空干燥下的L*、a*和b*最大，这说明熏马肉干通过真空干燥后能够较好地保持色泽。
为进一步的探究干燥工艺对色泽的影响，对干燥后的熏马肉干肌红蛋白及血红素铁的含量进行分析。肌红蛋白、氧合肌红蛋白和高铁肌红蛋白是决定肉样色泽的主要蛋白[14]。其中肌红蛋白呈紫红色，与氧气接触氧化后变成鲜红色的氧合肌红蛋白。再继续氧化变成褐色的高铁肌红蛋白，由此可知氧合肌红蛋白含量越高，肉样色泽越鲜艳[15]，其次要想氧合肌红蛋白越高，还需要血红素铁提供构成氧合肌红蛋白的主要铁元素，所以其含量也间接反应了肉样的色泽变化。
字母不同，表示差异显著（P<0.05）。
图 2 干燥方式对熏马肉干肌红蛋白及血红素铁含量的影响
Fig.2 Effect of drying methods on myoglobin and heme iron contents of dry smoked horsemeat
由图2可知，采用真空干燥工艺生产的熏马肉干的肌红蛋白、氧合肌红蛋白和血红素铁含量均极显著高于
（P<0.01）其他两种干燥方法，而高铁肌红蛋白含量极显著低于（P<0.01）其他两种干燥工艺，表明真空干燥能够减少高铁肌红蛋白的生成，使其氧合肌红蛋白含量较高，从而使熏马肉干拥有较好的色泽，这和色差值的结果也一致。由此可得出真空干燥能够减缓氧合肌红蛋白氧化产生高铁肌红蛋白，从而提高氧合肌红蛋白和血红素铁的含量，使肉样具有较好的色泽。
2.2 干燥方式对熏马肉干嫩度的影响
图 3 干燥方式对熏马肉干剪切力的影响
Fig.3 Effects of drying methods on shear force of dry smoked horsemeat
剪切力是能够反映熏马肉干嫩度的直接指标，在一定范围内，其值越小，熏马肉干越嫩。由图3可知，随着干燥的进行，3 种干燥方法制得的熏马肉干剪切力均呈上升趋势。但是，在近似的含水率下，干燥工艺不同，熏马肉干的剪切力存在差异，在到达干燥终点时，真空干燥的熏马肉干剪切力显著降低，表明真空干燥的熏马肉肉干剪切力较小，具有较好的嫩度。这可能是由于真空干燥气压低，导致水的沸点低、易蒸发，物料体积收缩及表层硬化情况有所缓解，从而干燥的熏马肉干的嫩度较好。
2.3 干燥方式对熏马肉干质构特性的影响
a.硬度；b.弹性；c.黏聚性；d.咀嚼性。
图 4 干燥方法对熏马肉干质构分析的影响
Fig.4 Effect of drying methods on texture profile analysis of dry smoked horsemeat
硬度、弹性、黏聚性及咀嚼性是肉干类食品质构特征评价的重要指标，其值越大，表明肉干的质构特性越好[16]。其中，咀嚼性是硬度、弹性及黏聚性的综合体现，通过TPA压缩方法进行测量，反映了肉干从咀嚼到吞咽的整个过程中需要消耗的能量，其原理是模拟了人类牙齿的咀嚼动作，并量化了咀嚼性的感觉，相当于感官评价时肉干具有的咬劲感。由图4可知，在干燥终点时，真空干燥的熏马肉干弹性和咀嚼性均显著
（P<0.05）提高，硬度显著（P<0.05）降低，并且三者干燥的熏马肉干的黏聚性差异不显著（P>0.05），这可能是因为黏聚性的本质就是肉纤维对抗损伤并紧密连接使其保持原有状态的性质，反映了细胞间结合力的大小[17]，在干燥终点，熏马肉干水分含量较低，此时肌束收缩使得缝隙变大，紧密结构遭到破坏[18-19]。由此可以看出真空干燥能够优化熏马肉干的质构特性，使其具有较好的品质和口感。
2.4 干燥方式对熏马肉干感官品质的影响
图 5 不同干燥方法制作的熏马肉干的感官评分
Fig.5 Effect of different drying methods on sensory score of dry smoked horsemeat jerky
由图5可知，真空干燥产品感官评分最高，这因为在真空系统中，氧分压降低，在这种环境下干燥物料可减缓甚至避免熏马肉中脂肪的氧化、色素的褐变等其他氧化变质等。同时，由于物料在真空干燥过程中温度较低，可在一定程度上保留食品的色、香、味及营养成分[20]；热风干燥产品评分次之，这因为在常压环境下干燥，物料表面会出现干裂现象，容易导致表面硬化，其次由于因物料受热，其色、香、味和营养成分均有所损失，对产品品质有严重影响。微波干燥产品评分最低，虽然微波干燥具有干燥速度快、能源利用率高和干燥均匀等优点[21-22]，但微波加热容易出现过度加热，从而导致物料品质下降，营养风味损失，对产品的品质形成不良影响。
3 结 论
热风干燥、微波干燥和真空干燥制得的熏马肉干的色泽、质构特性和感官品质存在显著性差异；微波干燥效率高，但对物料的色泽影响较大，不能较好地保持熏马肉原有的红褐色；热风干燥时间长，干燥不均匀，剪切力较大，口感欠佳；真空干燥能够减少物料的氧化变质，色泽比较红润，质地和品质最优。因此，选择真空干燥为生产熏马肉干的最佳干燥工艺。
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粮食干燥工艺分析与探讨 篇4
粮食干燥是指运用粮食干燥机械设备,采用相应的干燥工艺与技术手段,通过人工控制或自动控制粮食的温度、湿度等因素,在不损害粮食品质的前提下,降低粮食中的含水量,并使其达到国家制定的粮食安全贮藏标准。
粮食属热敏性物质,干燥速率过快或参数选择不适宜容易产生粮食品质的损伤或破坏,如产生焦糊粒、爆花粒、水稻的爆腰、玉米的应力裂纹等。由于粮食的品种繁多,每种粮食在内部结构、外形、生理特点上都存在着很大的差异,所以粮食干燥时要根据其具体特点,选择合适的干燥工艺,以保证在干燥时即能提高干燥速率,又能获得较高的干燥品质。
1 粮食干燥工艺的分类
一个完整的粮食干燥过程通常包含粮食预热、水分汽化、缓苏和冷却等4个阶段,在干燥作业中应用较广泛的是通过加热使粮食中的水分蒸发掉。对于不同的干燥设备在干燥不同的粮食品种时,选择的干燥工艺也会有很大的差异,生产中对粮食干燥工艺有多种分类方法。
1.1 按粮食干燥机的工作原理分类
分为横流干燥工艺,顺流干燥工艺,逆流干燥工艺,混流干燥工艺和循环干燥工艺等。
1.1.1 横流干燥工艺
横流干燥工艺(见图1a)是目前应用较广泛的一种干燥工艺,干燥时粮食流向与热风流向垂直。其优点是干燥机结构简单,制造方便,成本较低;缺点是干燥不均匀,进风侧的粮食过干,排气侧的粮食可能干燥不足,干燥品质较差,单位热耗较高,热能不能充分利用。
1.1.2 逆流干燥工艺
逆流干燥工艺(见图1b)的热风与粮食的流动方向相反。其优点是热效率较高,干后粮食水分和温度比较均匀;缺点是不能使用高的热风温度,干燥高水分粮食时,粮层不能过厚。
1.1.3 顺流干燥工艺
顺流干燥工艺(见图1c)的热风与粮食同向流动。其优点是可以使用很高的热风温度(如200～285℃)而不使粮温过高,因此干燥速度快,单位热耗低,热效率较高,热风和粮食平行流动,干燥均匀,无水分梯度,干燥质量较好;缺点是粮层较厚,粮食对气流的阻力大,风机功率消耗较大。
1.1.4 混流干燥工艺
混流干燥工艺(见图1d)的干燥塔内交替布置着一排排的进气和排气的角状盒,粮粒按照S形曲线向下流动,交替受到高温和低温气流的作用,混流干燥过程相当于顺流、逆流交替作用。其优点是风机的功率较小,单位电耗低,生产率较高,可以干燥小粒种子,如油菜籽、芝麻等。粮食干燥后品质好,裂纹率和热损伤相对少一些。
1.1.5 循环干燥工艺
循环干燥工艺利用较短的干燥段和粮食高速循环流动,代替高塔慢速流动,干燥和缓苏同时进行, 粮食始终处于不断地混合与流动状态。其优点是生产率高,干燥速度快,可以使用高的风温,干燥均匀,混合好,干燥不受原粮水分影响,水分高时可多循环一些时间且结构简单,易于制造。
1.2 按粮食的干燥介质的温度分类
分为常温干燥工艺、低温干燥工艺以及高温干燥工艺。
1.2.1 常温干燥工艺
常温干燥工艺按通风方式的不同有垂直气流式和径向通风式两种。垂直气流式通风干燥仓由带小孔的透风地板承受粮食,地板下留有通风道,空气由风机吹入通风道,穿过地板小孔向上通过粮食层,吸收水分后,湿空气由仓顶排出。径向通风干燥仓是由透风仓壁和密封仓顶构成的圆筒仓,仓底设有进风口,仓的中心设透气通风管。空气由风机从进风口送入透气通风管,由管壁四周流出,径向穿过谷层并吸收水分后,由于气流穿过的谷层较薄,因而干燥较快。
1.2.2 低温干燥工艺
为了保证粮食烘后的品质,减少损伤,必须采用较低的介质温度。泰国稻谷干燥所用的热风温度一般均在50℃以下。我国黑龙江农垦科学院农业工程研究所在山东胜利油田建立的日处理200t稻谷的干燥流程,采用38～40℃的热风温度,其爆腰率增值小于2%。
1.2.3 高温干燥工艺
热风温度或称干燥介质温度,是干燥中最敏感的一个条件。热风温度越高,则所含热能越多,同时热风的相对湿度也越低,吸收水分、携带水分的能力也越强,非常有利于干燥,而且干燥热效率也很高。在粮食允许的情况下,尽量选择高温介质。例如,在短时快速干燥时采用100°C以上的热风温度。
1.3 按粮食干燥时的干燥速率分类
分为低速干燥工艺、短时快速干燥工艺等。
1.3.1 低速干燥工艺
粮食干燥过快或冷却过快均易产生品质损伤。日本东京大学教授细川明对稻谷干燥品质进行研究发现,低温大风量和高温小风量相比爆腰率的增值不多,但在保证稻谷爆腰率增值小于3%的前提下,低温大风量可以使干燥速率从1%/h提高到1.8%/h。总的说来,为了保证粮食的干燥品质,干燥速度不可太快,一般降水速率应控制在1.5%～2%以下。
1.3.2 短时快速干燥工艺
短时快速干燥工艺就是采用较高的热风温度(100℃以上)短时处理高湿粮食(1h内),使粮食水分迅速降低5%～8%,然后进入保温冷却的干燥工艺。干燥过程中降低的水分加上冷却过程中降低的大约1%的水分可使粮食基本达到安全水分,可以保证一段时间内不发霉。
1.4 按有无缓苏段分类
分为带缓苏段的干燥工艺和不带缓苏段的干燥工艺。带缓苏段的干燥工艺先将粮食干燥一段时间,蒸发一部分水分,然后将粮食保温一段时间,使籽粒内部水分向表面扩散,降低籽粒内部的水分梯度,再进行下一次干燥的干燥工艺。
而不带缓苏段的干燥工艺粮食的干燥过程是连续的,没有保温时间。
日本循环稻谷烘干机内部设有缓苏段,其缓苏时间与干燥时间的比值为5:1～8:1。美国稻谷加工厂的缓苏时间有的长达24h。目前,我国生产的各种型号的玉米、小麦、水稻干燥机,都不同程度地设置了缓苏段。
此外,还有蒸煮干燥工艺、冷冻干燥工艺、喷雾干燥工艺等。
2 影响粮食干燥工艺的因素分析
粮食干燥是一个复杂的传热传质过程。生产中影响粮食干燥工艺的因素很多,下面将主要因素分析如下。
2.1 热风温度
热风温度提高时,它传给粮食的热量就增多,从而增强了粮食表面水分的汽化能力,使粮粒内部水分转移的速度加快。此外,热风温度增高,则其饱和湿含量增加,带走水分的能力也加强。因此,提高热风温度不仅可以提高干燥速率、缩短干燥时间,而且还会降低单位热耗。限制热风温度提高的因素是粮食品质,热风温度过高,则粮温升高,品质下降。
2.2 热风流速
适当增加干燥介质穿过粮层的速度,也能加速粮食的干燥过程。当热风湿度和粮食含水量相同时,热风流速在0.5m/s以下范围内的干燥作用最为明显。试验结果证明,热风流速从0.3m/s增加到0.5m/s时,干燥速度大大加快;但是,当流速增加到0.7m/s以上时,反而不能使干燥速率加快。粮食的初始水分较高时,热风流速对干燥过程的影响较显著。
2.3 粮食的初水分
当粮食初水分含量较低时,干燥过程所蒸发的主要是微毛细管水和吸附水,而这些水分的蒸发是比较困难的,因此干燥过程就慢;当粮食初水分含量较高时,其水分主要是自由水,自由水容易蒸发,所以干燥过程就快。
2.4 热风相对湿度
热风湿度影响其吸湿能力,当热风达到饱和时,则不再吸收水分,失去干燥作用。因此,热风湿度也会影响干燥速率。
2.5 粮层厚度
热风流速一定时,适当的粮层厚度,可以保证粮层中水分蒸发有足够的热量,加速粮食的干燥过程。但是,粮层过薄,则单位热耗增加,而且还可能使粮食过早出现表皮硬化,影响粮食品质,延缓干燥过程。
3 选择粮食干燥工艺的常用方法
合理的选择粮食干燥工艺是保证干燥品质和提高干燥效率的有效手段,表1给出了常用粮食干燥工艺方法,请读者参考。
4 常用粮食干燥机及其采用的粮食干燥工艺
粮食干燥机是粮食干燥的基础设备,是选用粮食干燥工艺的支撑手段,是保证粮食干燥品质和干燥效率的基本条件。不同类型的粮食干燥机,对应着不同类型的粮食干燥工艺,下面介绍常用粮食干燥机采用的粮食干燥工艺。
4.1 带余热回收的混流干燥机工艺
图2采用一个热风机,对换热器采用正压鼓风工艺,热风机所鼓出的冷风经换热器加热后分成两路直接通入烘干机的两个干燥段。其不设冷风机,通过吸风管道靠热风机从冷却段吸入冷风,冷风通过粮层一方面把粮食冷却,同时自身温度也升高。这部分进热风机的风是有一定温度的,同时热风机也从外界吸入部分自然风,自然风和回收的冷却段废气混合后一同经热风机进入换热器,这样进入换热器的风就比自然风温度高一些,热风通过干燥机后变成干燥废气,直接排入大气。
图3所示工艺是在图2所示工艺基础上增加了余热回收的量,把热风机由1 台改为2台。热风机Ⅱ直接吸入自然风,经换热器加热后通入干燥机的下部烘干段。热风机Ⅰ的吸风口接下部烘干段和冷却段,这样热风机Ⅰ全部回收干燥机下部烘干段的烘干废气,排出的有一定温度的风经换热器加热后进入烘干机的上部干燥段,经过低温粮层后直接排入大气。
4.2 不含余热回收的顺逆流干燥机
图4是一个传统的典型顺逆流干燥机的工艺流程图,在该工艺中从换热器出来的高温热风首先进入一个热风室,设置3 台热风引风机从热风室往外吸热风,3 台风机所吸出的热风分别进入干燥机的顺流或逆流干燥单元,单独设置1 台冷却风机往烘干塔内吹入冷风。在该工艺中冷却段和干燥段的废气余热均不回收。
4.3 KDMF系列间接加热粮食干燥机
KDMF系列间接加热粮食干燥机是由黑龙江省科达粮食干燥技术开发公司针对我国北方地区的原粮状况和气候特点,研制开发的新产品。该粮食干燥机采用全钢结构,工艺上集预热、烘干、冷却为一体,一次提升,直接获得符合标准的粮食。
4.4 LGY系列粮食干燥机
LGY式粮食干燥机(如图5所示)是铁岭精英园干燥设备有限公司研发的产品。粮食经清选后,由提升机送至粮食干燥机储粮段,由料位器自动控制上粮,粮食在干燥机内运行方向与热风(冷风)流动方向成混流,实现预热、干燥、缓苏、干燥、冷却的整个过程,角状盒结构为变截面结构,排粮采用无级调速,可以随意控制产量和降水幅度,从而达到理想的干燥效果,最后由排粮机送出。
1.料斗 2.皮带输送机 3.筛分机 4.除尘器 5.风量调节器 6.风机 7.提升机 8.前储仓 9.皮带输送机 10.提升机11.干燥机 12.冷风机 13.风量调节器 14.皮带输送机15.提升机 16.后储仓 17.热风炉 18.热风机19.风量调节器 20.风量调节器 21.引风机
4.5 SHC型系列横流式组合粮食干燥机组
SHC型系列横流式组合粮食干燥机组是辽宁中田干燥设备制造有限公司自行研制开发的具有国际领先水平的新一代产品。 其采用“弥散式给热,多段式调质,大段式缓苏,合理配风”的新工艺、新技术,有效的控制介质工作方位,从根本上保证了“供热均匀、降水均匀、质量均匀”的质量标准;达到高效节能、低生产成本的目的;运用“低温、慢速、长流程、大风量”的干燥方式,在小环境、低温度的工作环境内,实现了高质量、低能耗、多产出的工艺特点。
5 结束语
从以上的分析可以看出,选择一种好的粮食干燥工艺,不仅可以保证获得好的粮食干燥品质,而且能够提高粮食干燥速率,还能够降低粮食干燥成本,节约能源。选择粮食干燥工艺,要根据粮食品种、烘干粮的数量、作业方式、区域特征、设备投资、现有基础等多种因素,既可以选择单一的粮食干燥工艺,也可以几种粮食干燥工艺组合使用。
摘要：粮食干燥是一个复杂的传热传质过程,采用相应的干燥工艺与技术手段,通过控制粮食的温度、湿度等因素,在不损害粮食品质的前提下,降低粮食中的含水量。选择合适的粮食干燥工艺,是保证在粮食干燥时既能提高干燥速率,又能获得较高干燥品质的基础。为此,讨论了粮食干燥工艺的分类,分析了影响粮食干燥工艺选取的诸多因素,提出了选择粮食干燥工艺的常用方法,并介绍了常用粮食干燥机采用的粮食干燥工艺。
关键词：粮食,干燥工艺,干燥速率,干燥品质
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干燥工艺论文 篇5
1 旋转闪蒸干燥机工作原理及结构
1.1 旋转闪蒸干燥机工作原理热空气由进风口经环隙高速旋
转地进入搅拌粉碎室内, 大颗粒、较大较湿的颗粒团在搅拌室内被机械粉碎, 并受到离心、剪切、碰撞、摩擦等作用进一步被微粉化, 降低颗粒的湿含量, 增加颗粒蒸发面积, 湿含量较低、颗粒度较小的颗粒被旋转气流夹带上升, 在上升过程中进一步干燥。由于气固两相作用旋转流动, 固相惯性大于气相, 固气两相间的相对速度较大, 强化两相间的传热传质, 所以提高了设备干燥强度。
1.2 旋转闪蒸干燥机结构旋转闪蒸干燥机 (又称主机) 为装置的
核心设备, 为圆筒型结构, 主要由热风分配器、螺旋加料器、搅拌器、分级器、旋转干燥室等组成[1], 其结构如图1所示。在旋转闪蒸干燥机内, 被分为破碎、气固接触、干燥、分级等四个过程, 旋转闪蒸干燥机也正是通过这四项功能组合, 完成对物料的干燥, 这是该装置有别于其它干燥机的显著特点。
1.3 旋转闪蒸干燥装置工艺流程旋转闪蒸干燥装置主要由空
气过滤器、鼓风机、空气加热器、主机 (即为旋转闪蒸干燥机) 、旋风分离器、除尘器及引风机组成。其工艺流程如图2所示。
如图2所示, 来自前道工序的湿料 (如滤饼) 直接投入到加料器, 在加料器中, 湿料稍许散开, 并被搅拌匀后挤入螺旋加料器4。螺旋加料器采用无级变速, 将湿料送入干燥机5进行干燥。新鲜空气由空气过滤器1处进入, 被直接或间接加热器3加热。
干燥机底部的搅拌器转速约为200~500r/min, 促进湿料流态化。主要依靠从空气分配器的环形缝隙进入干燥室的热空气进行流化。尾气带着粉末从干燥机顶部离去, 经过旋风分离器6和布袋除尘器8排出干燥机。
2 旋转闪蒸干燥机操作参数及结构设计
2.1 操作参数的确定
2.1.1 操作温度选择适宜的操作温度, 对于降低操作费用、提高产品质量和过程的经济性极为重要。
根据物料性质和实际经验, 颜料干燥室的入口热风温度范围控制在150~300℃, 干燥机出口气体温度一般为80~120℃。
2.1.2 操作气速干燥室内的操作速度主要与物料性质及能耗有关, 通常在设备选用时, 应先做物料干燥实验。
一般轴向表观速度为3~5m/s, 热风分布器内环隙风速为30~60m/s。
2.1.3 其它操作参数干燥机干燥室底部搅拌器的转速范围为50~500r/m in, 物料在干燥室内的停留时间为50~500s。
2.2 主要结构尺寸计算
2.2.1 干燥机直径D计算[1]
式中D——气流干燥机直径, m;
Vg———干燥机内的平均气体体积流量, m 2/h;
ua——干燥机内气体流速, m/s。
2.2.2 干燥机高度H计算[2]
式中:H———干燥机高度, m;
Q———热空气传给物料的热量, 由干燥器热量衡算确定, kw;
a———颗粒与流体间的对流传热膜系数, W/ (m 2·℃) ;
△tm———对数平均温差, ℃。
t1、t2———热风进出口温度, ℃;
tw1、tw2———物料进出口温度, ℃。
2.2.3 干燥机分级粒径的计算
对于颜料物料来说, 产品粒度大小对其性能影响较大。分级粒径是由干燥机的分级器决定的, 分级器在干燥室的顶部和中上部, 其形状为短管状或圆环状。分级器的直径不仅影响着产品粒度大小, 也影响着产品的终湿含量。产品颗粒直径由下式计算[1]:
式中:μa为流体黏度 (Pa·s) , d为颗粒直径 (m) , ρm干燥物料的流体密度 (kg/m3) , ρa为颗粒密度 (kg/m3) , ω为旋转角速度 (rad/s) , r1为物料旋转半径 (m) , r2为分级器内半径 (m) , H为干燥室高度 (m) , R为干燥室半径 (m) , Va为引风机的风量 (m3/h) 。
3 旋转闪蒸干燥机的特点及应用
3.1 特点
3.1.1 物料在干燥机内同时完成破碎、分散、干燥、分级等处理过程, 强化了传质、传热, 干燥强度大。
3.1.2 干燥气体进入干燥机底部, 产生强烈的旋转气流, 对器壁上物料产生强烈的冲刷带出作用, 消除粘壁现象。
3.1.3 在干燥机底部高温区, 热敏性物料不与热表面直接接触, 解决了热敏性物料的焦化变色问题。
3.1.4 由于干燥室内周向气速高, 物料停留时间短, 达到高效、快速, 小设备大生产。
3.1.5 干燥室内设置旋流片, 以控制物料水分达到极低水平。
3.1.6 干燥室上部分级器可以控制出口物料的粒度及温度。
3.2 工程应用
本文以年产9000吨铬系颜料其中一套旋转闪蒸干燥机为例, 计算其工艺设计参数[4]如下表1所示:
旋转闪蒸干燥机还可以用于处理钛系颜料、铁系颜料、铅系颜料、锌系颜料、金属颜料及有机合成颜料[5], 是处理颜料滤饼、膏状物料及颗粒物料的理想设备, 在颜料等行业有着广阔的应用前景。
摘要：介绍了旋转闪蒸干燥机的工作原理、结构、特点和设计方法, 以及在铬系颜料干燥滤饼中的应用。
关键词：旋转闪蒸干燥机,颜料,干燥,设计
参考文献
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天然气管道常用干燥工艺 篇6
1 天然气管道干燥技术的发展历程
国外由于天然气使用的时间较早, 在天然气管道干燥技术方面发展较早, 并且发展迅速, 现今已经形成诸多干燥工艺。应用于天然气长输管道的主要干燥工艺有:干燥剂法、流动气体蒸发法、真空法等
在天然气管道的发展早期, 人们对于在管道中的液态水或者是水蒸气危害认识不足, 在1990年以前铺设的天然气管道未进行干燥处理, 随着天然气需求量的增大, 要求更加安全的建设, 管径更大、压力更高、输送量更多的天然气管道, 使以往管道中存在的液态水或者是水蒸气对于天然气管道的影响问题逐渐得到了重视, 由此带动了天然气管道的干燥技术的发展。我国在天然气管道干燥技术发展方面起步较晚, 但也发展出了符合自身实际的天然气管道干燥技术。
2 天然气管道干燥方法介绍
2.1 干燥剂法
干燥剂法是通过使用干燥剂来对管道中的水或水蒸气进行清理, 通常使用的干燥剂是甲醇、乙二醇或三甘醇, 干燥剂通过和水进行混合来降低水的蒸气压, 在降低水的蒸气压的同时, 残存的干燥剂又对水合物进行抑制。在实际操作过程中, 通过使用天然气或氮气来推动2个清管器和清管器之间的干燥剂, 来进行管道的干燥作业, 这种方法在国外被称为两球法。在两球法成果的基础上, 开发出了三球法。三球法比两球法在干燥效果上、残留在管道内壁的液膜中干燥剂浓度上, 以及干燥剂损耗量等方面都有着明显优势。甲醇干燥效率高, 但易燃、易爆, 对储存运输要求较高, 安全风险大, 而乙二醇或三甘醇比甲醇的价格费用高。干燥剂法的特点是:干燥效率高、主要用于海底管道干燥, 成本高。这在一定程度上影响着干燥剂法的使用和发展。
2.2 天然气管道流动气体蒸发法
流动气体蒸发法是指在天然气管道内充入流动的干燥气体, 使管道内的水分活水蒸气蒸发后随空气排出。在流动干燥气体的选用上, 一般可以使用干燥的空气、氮气或天然气, 这种方法使用的成本相较于干燥剂法要低得多, 干燥速度快, 而且气体在使用后可以干燥重复使用。
2.2.1 干空气干燥法
干空气干燥法是在使用空气作为干燥气体时, 利用低露点空气对水分的吸附能力, 将水分吸收到空气中。在实验室状态下, 干燥空气法能够达到干燥的效果, 在实际使用中发现干空气干燥效率, 受管道内残留水、环境温度、最初空气的含水量、干空气流量等因素影响较大, 。干空气干燥法的特点是:成本低廉, 干燥时间短, 干燥效率高、适用范围广。是目前我国天然气长输管道使应用最多的干燥工艺。
2.2.2 氮气干燥法
氮气干燥法的原理和空气干燥法比较类似, 相比于干空气干燥法, 在干燥效率、干燥时间上都有着显著的优势, 但成本高昂, 且受到气源的制约, 主要应用于处理小范围的小管径、短距离的管道干燥。
2.2.3 使用天然气干燥法
此种方法是将干燥的低露点天然气充入天然气管道内, 将水分子吸附在天然气中带出管道, 虽然此种方法相较于其他方法应用的时间较早, 但因其干燥的时间极长导致效率低下, 干燥效果较差, 且生成水合物的可能性相当大, 不适用于低温高压管道的干燥。
2.3 天然气管道真空干燥法
天然气管道的真空干燥法是指通过使用真空泵来降低管道内的空气压力, 随着真空泵的不断抽取, 逐渐达到与管内温度相应的真空压力, 从而达到对天然气管道干燥的目的。特点是成本较低、干燥时间短、干燥效果具有显著优势, 适用于大口径管道干燥。
2.3.1 真空干燥法的原理
此种方法使用的原理是当空气的压强降低时, 水的沸点会随着空气压强的降低持续降低, 当空气压力低于某一值时, 管道内的水分就会沸腾而蒸发, 通常在应用此种方法时是通过使用真空泵抽吸管道内的空气, 随着空气压强的降低, 直到空气压强达到与管内环境温度对应的饱和水蒸气压时, 管道中的水就会自动蒸发而随着真空泵的持续抽取被排出, 从而达到干燥天然气管道的目的。此种方法在应用时一般分为3个阶段: (1) 通过真空泵的持续抽取使管道内的空气压强持续降低, 管内的压力迅速降至管内温度下的饱和蒸汽压。 (2) 随着真空泵的继续抽吸, 管道内的压力降低到饱和蒸汽压, 管道内的水分开始逐渐蒸发到空气中, 这一过程会一直持续到管道内的水分蒸发完毕, 随之管道内的空气被逐步抽出, 管道中的水分也被不断带出管道。 (3) 随着管道中的空气被几乎完全抽出, 管道中的水分被完全排除, 达到了要求的露点值, 就可以认为干燥完成。
2.3.2 影响真空干燥效果的因素
在真空干燥过程中, 影响干燥效果和干燥效率的因素主要是:真空泵和环境温度。真空泵功率的大小直接影响干燥的时间, 而环境温度的高低影响管内壁水分的蒸发。在对管道进行干燥作业时, 应先对管道内进行一次深度扫水作业, 以最大程度的降低管道中的水分含量, 从而有效加快干燥的速度。
结语
我国的长输管道干燥技术才起步不久, 在实际使用中, 还面临诸多问题有待解决和提高。随着天然气管道板块的深入发展和科学技术的进步, 未来将会有更加先进和科学的干燥技术被投入实际使用, 不断推动干燥技术的发展。
摘要：在天然气的远距离管道传输过程中, 须确保天然气管道内无水分, 避免因天然气中的酸性气体与水混合后, 对管道内壁的腐蚀, 进而对管道的使用寿命和安全造成影响。本文将会对国内外现今采用的天然气管道干燥技术进行分析对比和介绍, 并针对我国现今采用的干空气干燥法和真空干燥法的从其基本原理和优缺点进行阐述。
关键词：天然气管道,干燥
参考文献
喷雾干燥大米活性肽工艺优化 篇7
关键词：喷雾干燥,大米活性肽,进风温度,进样速度,离心雾化器转速
大米活性肽是以大米蛋白粉为原料, 经蛋白酶水解得到的小肽混合物。研究发现大米活性肽具有促进抗氧化、提高免疫力和调节脂类代谢等作用。既可用于功能食品, 又可作为饲料添加剂开展绿色畜禽产品的生产。喷雾干燥法是将一定浓度的料液于干燥室中雾化后, 与热空气均匀混合, 水分迅速汽化, 将料液加工成粉状干燥产品的生产方法, 该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品, 可省去蒸发、粉碎等工序。且工艺简便, 成本低廉, 易于推广[1~2]。然而目前未见大米活性肽喷雾干燥制备工艺的相关报道。故本研究拟采用正交设计法, 以大米活性肽喷干粉得率和含水量为考察指标, 对影响喷雾干燥的3个主要因素 (进风温度、进样速度、离心雾化器转速) 进行考察, 以优选大米活性肽喷雾干燥工艺, 为其工业化生产奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料与设备
材料:大米活性肽样液 (长沙新起点生物科技有限公司) 。设备:LPG-5型高速离心喷雾干燥机, 分析天平, 电热恒温干燥箱。
1.2 试验设计
选取进风温度、进样速度、离心雾化器转速为考察因素, 每个因素设3个水平, 以喷干粉得率和含水量为指标, 进行L9 (34) 正交试验设计, 各因素和水平见表1。每组试验取2 L浓缩大米活性肽 (浓缩到固形物含量在30%左右) , 每组取3个样本, 分别喷雾干燥。干燥完毕, 收集集料筒粉末, 称重, 并测试喷雾干燥样品含水量。同时以大米活性肽中干物质为基准, 计算产品得率。
1.3 喷雾干燥粉指标测定
1.3.1 产品得率
产品得率 = 集料筒中收集的粉 / 喷雾干燥前样液的固形物含量×100%
1.3.2 含水量
参照GB6435-1986方法。
1.4 数据处理
试验数据用Excel 2003整理分析, 再用DPS3.01统计软件进行方差分析。
2 结果与分析
由表2~4可知, 进风温度方面, 在200℃下产品得率最高、含水量最低, 分别为87.25%和7.81%, 且二者与进风温度分别呈正、负相关。进样速度方面, 在45mL/min下产品得率最高, 为81.20%;在30mL/min下产品含水量最低, 为8.46%, 且其与进样速度呈正相关。离心雾化器转速方面, 在15000r/min下产品得率最高, 为79.87%;在25000r/min下产品含水量最低, 为8.64%。各因素对产品得率和含水量的影响主次顺序均为:进风温度>进样速度>离心雾化器转速, 其中进风温度对产品得率和含水量有极显著影响 (P<0.01) , 进样速度对产品得率和含水量有显著影响 (P<0.05) , 而离心雾化器转速对二者均无显著性影响 (P>0.05) 。
3 讨论
喷雾干燥过程中, 随着干燥的进行, 物料会发生“液态—橡胶态—玻璃态”的转变, 随着干燥后期物料温度进一步攀升, 物料可能由玻璃态又转变成黏流态, 出现热粘壁现象[3~4]。本试验中, 随进风温度的增加, 大米活性肽得率呈上升趋势, 而含水量呈先降后升趋势, 结果与苏东晓等[5]和陈启聪等[6]研究相似。可能由于空气中含有一定的水分, 使被干燥较低含水量的产品在空气中再次吸潮。
雾滴速度和喷雾比能均随喷雾流量呈正相关。进样速度越大, 料液被雾化呈雾滴后的粒径亦越大, 同时由于惯性作用, 其速度亦越大, 使其在干燥器中停留时间变短, 更易出现干燥不完全的现象, 导致产品含水量增加[7]。本试验中, 随进样速度的增大, 大米活性肽的得率先升高后降低, 含水量先降低后升高, 结果与Renata V等[8]研究相似。可能由于进样速度过大, 超出了雾化室的干燥能力, 导致粉末含水量增加, 发生粘壁现象, 从而影响到产品得率和含水量。
离心式喷雾即料液经高速旋转的雾化器小孔被分散成雾滴, 因此离心雾化器转速决定了雾滴离开雾化盘的速度和雾滴平均粒径的大小, 而雾滴的速度和粒径大小影响着雾滴与热空气接触的程度, 进而决定干燥产品的含水量[9]。实践表明, 离心雾化器转速对产品含水量及干燥过程中的粘壁程度均有重要影响。雾滴过大将使产品不易被干燥;雾滴过小会使雾化器的能耗很大, 并伴随震动噪声等问题, 且干燥的颗粒变小, 不利于产品回收而影响得率。本试验中, 大米活性肽得率随离心雾化器转速的增加呈下降趋势, 一是可能离心雾化器转速过大, 使雾滴在干燥器中停留时间缩短, 粉末含水量增加, 发生粘壁现象, 而使产品得率降低;二是离心雾化器转速过大, 使雾滴过小, 导致干燥的颗粒变小, 不利于产品回收而影响得率。大米活性肽含水量随离心雾化器转速的增加呈上升趋势, 一是可能进料量恒定, 转速的提高并不会使雾滴粒径无限的减小。过大的释出速度反而会加剧雾滴在干燥室中的无规则运动, 使小雾滴发生碰撞, 重新聚合成较大雾滴的概率加大, 导致产品含水量上升;二是空气中含有一定的水分, 使被干燥较低含水量的产品在空气中再次吸潮。
4 结论
本试验条件下, 大米活性肽喷雾干燥的最适工艺参数为进风温度200℃、进样速度45 mL/min和离心雾化器转速15 000 r/min。此时, 大米活性肽产品得率和含水量分别为89.62%和7.80%。
参考文献
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[6]陈启聪, 黄惠华, 王娟, 等.香蕉粉喷雾干燥工艺优化[J].农业工程学报, 2010, 26 (8) :331-337.
[7]邓巍, 丁为民, 何雄奎.PWM连续变量喷雾的雾滴速度和能量特性[J].农业工程学报, 2009, 25 (增刊2) :66-69.
[8]Renata V Tonon, Catherine Brabet, Miriam D Hubinger.Influence of process conditions on the physicochemical properties of acai (Euterpe oleraceae Mart.) pweder produced by spray drying[J].Journal of Food Engineering, 2008, 88 (3) :411-418.
刺梨鲜果块真空冷冻干燥工艺研究 篇8
刺梨 (Rosa roxbunghii) 为蔷薇科植物缫丝花的果实, 是滋补健身的营养珍果, 研究发现刺梨含有Vc、VB1、VB2、VB3、VB6、VB11、VE、VPP、VK1、VH、胡萝卜素和胆碱等12种维生素。其中果肉Vc含量平均为2087mg/100g;每100g果肉中含有能清除血液中氧自由基的物质—SOD (超氧化物歧化酶) 1380—54000μ。另外, 刺梨还含有十八种无机盐及微量元素。其中F e、Z n、C u、M n、S e等有保健疗效作用的元素含量较高;含有糖、酸、单宁、粗脂肪及原儿茶酸、β—谷甾醇、euscaphic acid (R—5) 、tormentic acid (R—6) 、五环三萜酸—刺梨酸、刺梨甙 (R—8) 等成份。经研究现已证实, 刺梨有防止人体各种器官发生肿癌的明显作用, 有良好的排出人体内重金属 (铅) 的功能, 有抗氧化、祛黄褐斑 (美容) 、促进消化作用, 有防治冠心病、抗心绞痛、平喘、抗菌、抗肿瘤、治疗皮肤癌和早期宫颈癌、防止胆固醇过高等多种疾病的疗效, 有抗衰老的功能。中医认为刺梨有清热解暑、消食和胃的功能, 用于暑热伤津、心烦口渴、小便短赤、饮食积滞、腔腹胀满、少食腹泻。刺梨的研究开发因而受到国内外的关注。贵州刺梨栽培已形成规模, 发展成为具有重大开发利用价值的特种地域经济植物资源。
真空冷冻干燥技术是把大量含有水物质, 预先进行降温冻结成固体, 然后在真空的条件下使水蒸气直接升华出来, 而物质本身剩留在冻结时的冰架中, 因此它干燥后体积不变, 而变得疏松多孔。真空冷冻干燥技术应用于热稳定性较差的生物活性成分的生产, 能最大程度地持活性成分的活性, 避免活性成分遭到破坏, 便于长期贮存、运输和销售, 因此冷冻干燥技术被认为是最适合生物活性成分干燥的方法之一。刺梨中所含有的SOD等物质是稳定性较差的生物活性成分, 采用一般的干燥方法, 破坏非常严重, 刺梨中的活性成分没有得到利用。因此, 采用真空冷冻干燥技术加工刺梨, 对于促进刺梨产业的发展, 提高刺梨行业的整体加工技术水平具有十分重要的意义。
省政府办公厅印发《贵州省推进刺梨产业发展工作方案 (2014-2020年) 》指出:2020年全省刺梨种植面积达到120万亩, 实现刺梨年总产值48亿元, 创建省内外知名品牌5~8个。目前市面上刺梨产品繁多, 有刺梨蜜饯、刺梨原汁、刺梨饮料、刺梨酒、刺梨茶、刺梨片等, 创建省内外知名的产品, 还需对产品品质改进。采用真空冷冻干燥技术对刺梨鲜果冻干, 比真空冷冻干燥对汁的冻干刺梨的营养更加全面, 提供优质的刺梨产品加工原料, 提高刺梨产品品质。
材料与方法
材料
刺梨鲜果, 贵州省黔南州龙里县茶香村刺梨基地。
设备
ZG-25m2型真空冷冻干燥机杭州创意真空冷冻干燥设备厂
实验方法
生产工艺流程
刺梨鲜果→挑选→清洗→切块 (去除萼片、果刺及种子) →预冻→升华干燥→解析干燥→刺梨冻干果块
操作要点
刺梨果挑选:采摘成熟期的刺梨果, 除去生果、损伤果, 虫果及其他杂物。
清洗:用水清洗干净。
切块:将刺梨鲜果去除萼片、果刺、种子等不可食部分, 切成4~6mm的果块。
预冻:将处理好的刺梨果块均匀平铺在冻干机托盘上, 放入预冻库进行快速冷冻, 预冻温度设定在-30℃以下, 在物料温度达到-30℃以下后, 保持1.5小时以上, 确保刺梨果块中水分全部冻结。
升华干燥:转换冷媒对捕水器制冷, 使捕水器温度迅速降至-50℃左右。将预冻好的刺梨果块转移到冻干仓, 观察真空度数值, 3h后开始对加热板缓慢升温, 真空度值维持在30-60pa, 此过程持续8-9小时。
解析干燥:该阶段虽然刺梨果块不存在冻结冰, 但还还有少量的水分, 为使产品达到合格的水分含量, 必须对产品进行进一步的干燥。在该阶段, 观察真空度的变化, 继续升高板层的温度, 真空度维持在10—30pa, 温度不能超过50℃, 维持到冻干结束为止。
ZG-25m2型真空冷冻干燥机装料量、冻干时间与能耗关系
将切成块状的刺梨均与铺放与冻干仓托盘上, 分别进行6个批次150kg、175kg、200kg、225kg、250kg、275kg刺梨过快的生产, 记录对每批生产各工艺过程参数, 优选出最佳的装料量、冻干时间及最低能耗。具体情况详见表1。
根据实际生产测定参数可知:ZG-25m2型真空冷冻干燥机刺梨果块最佳装料量200kg, 生产周期为16.5h左右, 每千克耗能最低。
200kg刺梨刺梨果块冻干时间、真空度及温度曲线图
冻干刺梨果块质量标准
感官指标:产品为浅黄色至黄色, 具有刺梨固有的香味及滋味。
理化指标:维生素C (以还原型抗坏血酸) ≥16000mg/100g, SOD (超氧化物歧化酶) 的含量5016.8U/g, 水分低于3%。
结论
黏土瓦坯干燥工艺的改进 篇9
该改进措施采用的主要技术手段是将一方与另方干燥车上逆向放置瓦坯。下面借助示意图详述干燥改进措施实例1。如图1所示, 在隧道式干燥室内炉床靠近干燥室中央处铺设两条轨道, 干燥车各在各轨道上行走。在两方行走道两外侧与干燥室侧壁间形成的各空间, 设置可来回行走的送风机, 由电机驱动叶片旋转, 由一方窑车外侧向侧送风, 同样由另方干燥车外侧向内侧送风。在各干燥车多层叠置的托架上排列放置多块瓦坯, 由送风机送风干燥, 这虽已是被采用的瓦坯干燥方法, 但该改进实例中, 托架上的各瓦坯上部弯曲的头端部朝向炉体中央端部, 其下部弯曲尾端部朝向干燥室侧壁排列放置, 一方与另方窑车的瓦坯方向呈逆向。因此, 两方干燥车托架上的瓦坯由后端同时接收由送风机送的风, 干燥变形也就相同, 干燥后保持所定形状。在保持瓦坯这样的排列下, 行走在一方窑车上的装坯托架保持原方式, 行走在另方窑车上的托架可以180°回转方式放在托架上, 或亦可两方窑车上的托架以同一方式放置, 只是另方的干燥车回转180°运行。
1-隧道式干燥炉;1a、b-炉侧壁;2-轨道;3-轨道;4-一方窑车行走道;5-另方窑车行走道;6-一方窑车;7-另方窑车;8、9-风机行走道;10-电机;11-叶片;12、13-风机;14-棚板;a-瓦坯;b-坯头部;c-坯尾部
1-隧道式干燥室;1a、b-炉侧壁;4-一方干燥车行走道;5-另方干燥车行走道;6-一方窑车;7-另方干燥车;14-托架;15-旋转体;16-窗孔;17-叶片;18-送风机
图2是改进措施实例2的示意图。留出炉中央处, 在靠近干燥室两边侧壁处设置干燥车行走道, 在各方干燥车上叠放的托架上排列放置多块瓦坯。在干燥室中央部设置送风机。送风机由低速旋转体与上部高速旋转的叶片构成, 通过叶片旋转, 由旋转体上方抽吸的空气经旋转体上设有的细长孔高速喷出, 通过旋转体旋转间歇地向两侧干燥车送风, 干燥瓦坯。虽这也已是被采用的干燥方法, 但该实例, 各瓦坯置于托架上时, 坯上部弯曲的头端部朝向窑侧壁, 下部弯曲的尾端部面向干燥室中央侧端排列。一方与另方干燥车上的瓦坯方向呈逆向。此实例同样达到实例1的效果。为了提高干燥效率, 有时干燥室内四列干燥车行走, 各两列为一组, 每组也适宜采用上述实例的干燥方法。