實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

1.1傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)

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(dòng)床干燥器、噴霧干燥器、氣流干燥器等。這些傳統(tǒng)干燥技術(shù)發(fā)展歷史較長(zhǎng)、成熟可靠，在世界各國(guó)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。但相對(duì)的，傳統(tǒng)的干燥器工作效率低，對(duì)干燥食物損害大，耗能高，所以實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)革新勢(shì)在必行。

1.2實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)發(fā)展方向

目前,在世界范圍內(nèi)實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的主要技術(shù)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(jī)多用等。具體研究方向?yàn)?

1.1設(shè)計(jì)制造新的實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)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(duì)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(shè)備制造成本。

如在食品的節(jié)能干燥方面，重點(diǎn)發(fā)展太陽能干燥、微波和高頻干燥器、真空微波組合新型實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)、熱風(fēng)節(jié)能干燥。

2干燥技術(shù)的新發(fā)展

2．1實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的真空凍干技術(shù)

實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的真空凍干技術(shù)就是把含有大量水分的物料預(yù)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。用實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠大限度保持形、色、香、味不變,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分布均勻,復(fù)水性好。

2．2吸附流化冷凍干燥

在實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)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(dǎo)熱，在物料周圍的熱輻射或微波加熱等方式來實(shí)現(xiàn)。由于應(yīng)用了流態(tài)化技術(shù)，物料在與吸附劑的強(qiáng)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(jìn)行。

2.3實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的微波干燥技術(shù)

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(shí)加熱,既不需要傳熱介質(zhì),也不利用對(duì)流,食品內(nèi)外溫度同時(shí)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(shí)，實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的這種技術(shù)因?yàn)椴淮嬖谖锪蟽?nèi)部因毛細(xì)管表面張力作用下導(dǎo)致其微觀結(jié)構(gòu)改變而非常受到食品行業(yè)的追捧。

單獨(dú)使用常壓微波干燥,往往會(huì)導(dǎo)致食品內(nèi)部局部過熱而嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì),特別是在干燥后期。將微波和熱風(fēng)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,即實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的微波輔助干燥是當(dāng)前干燥技術(shù)研究和發(fā)展的方向之一。如實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的微波真空干燥是將微波技術(shù)和真空技術(shù)有機(jī)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(diǎn)低的特點(diǎn)。微波加熱技術(shù)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實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的紅外加熱干燥技術(shù)

紅外加熱以輻射方式傳遞熱量,當(dāng)被加熱分子受到某種頻率的紅外線照射時(shí),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(yùn)動(dòng),從而達(dá)到升溫加熱的目的。基于紅外加熱的機(jī)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(diǎn)。更兼設(shè)備規(guī)模小,投資省,壽命長(zhǎng),使其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,在食品行業(yè)中主要用于糧食加工。

2.5實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的吸附式低溫干燥技術(shù)

吸附式低溫干燥技術(shù)屬于熱泵干燥。熱泵干燥是目前應(yīng)用于食品干制加工的主要方法,它的實(shí)質(zhì)是冷風(fēng)干燥,能耗低,干燥氣流溫度在50以下,相對(duì)濕度在15%左右,但熱泵干燥壓縮機(jī)所用的制冷工質(zhì)CFCs會(huì)破壞大氣臭氧層,不利于環(huán)保。

而目前研究的吸附式低溫干燥技術(shù)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(duì)該干空氣進(jìn)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(dòng)力為主的新型干燥工藝,制品原色原味、營(yíng)養(yǎng)損失小、復(fù)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實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的超臨界CO2干燥技術(shù)

超臨界CO2干燥技術(shù)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實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的脈沖式氣流干燥技術(shù)

實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的熱空氣進(jìn)入干燥器后快速?zèng)_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(chǔ)上增加了較粗的緩沖管，目的是增加氣固兩相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(jī)械脫水。實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的的干燥時(shí)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實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)分類：

3.1實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的微波真空干燥

實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的微波真空是微波能技術(shù)與真空技術(shù)相結(jié)合的一種新型微波能應(yīng)用設(shè)備，它兼?zhèn)淞宋⒉罢婵崭稍锏囊幌盗袃?yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)真空干燥周期長(zhǎng)、效率低的缺點(diǎn)，在一般物料干燥過程中，可比常規(guī)方法提高工效4—10倍。實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)具有干燥產(chǎn)量高、質(zhì)量好，加工成本低等優(yōu)點(diǎn)。是在干燥過程中對(duì)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(chǔ)上，發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)、新工藝。

法國(guó)微波公司制造的微波真空干燥機(jī)，微波真空干燥室直徑為1.5m,長(zhǎng)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于噴霧干燥。國(guó)內(nèi)天津市包裝食品機(jī)械研究所吸收*的技術(shù),開發(fā)研制出的WTJ系列微波能實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī),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(yíng)養(yǎng)成分等特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于食品干燥領(lǐng)域。

實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

3.2吸附式低溫實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)

吸附式低溫實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)目前發(fā)展有三種：

3.2.1無熱再生吸附式實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的

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

3.2.2微熱再生吸附式實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)

與無熱再生吸附干燥機(jī)基本相同，不同點(diǎn)是它用于再生的低壓干燥空氣先經(jīng)過加熱再進(jìn)入再生塔使干燥劑脫濕，在結(jié)構(gòu)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組合吸附式實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)

新一代吸附式干燥器，綜合變壓吸附和變溫吸附之優(yōu)點(diǎn)，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(kuò)散和低分壓兩種機(jī)理的共同作用而得以*清除。

3.3超聲波真空實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)

超聲波真空實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)可以用于生產(chǎn)高活性的益生菌，可用于乳品行業(yè)。

3.4閃蒸實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)

閃蒸干燥機(jī)是一種帶有旋轉(zhuǎn)粉碎裝置的豎式流化床實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)，主要用于膏糊狀物料的干燥。其主體為一個(gè)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(jí)段組成，能同時(shí)完成物料的粉碎、干燥。3.5太陽能實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)

太陽能實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)是以太陽能利用為主的實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī),一般由集熱器和干燥室組成,還有其他如風(fēng)機(jī)、泵、輔助加熱設(shè)備等的輔助設(shè)備。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)的干燥系統(tǒng)內(nèi)氣流的流動(dòng)方式,可以把干燥系統(tǒng)分為自然對(duì)流型和強(qiáng)迫對(duì)流型;根據(jù)集熱器結(jié)構(gòu)形式,可將干燥系統(tǒng)分為溫室型、集熱器型、集熱器-溫室型。

實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥機(jī)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(jiǎn)單,價(jià)格低廉,產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)且穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn),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(shè)備。