1、1,华中农业大学工学院,内容串讲,2,1、技术经济指标的概念及其要素,技术经济指标：指力求用最低成本制造出最实用的机械设备，并能用这些机械设备以最低的成本制造出最合乎要求的各种食品（成品或半成品）。 5项指标： 单位生产能力： 消耗系数： 设备性能价格比： 管理费用： 生产总成本：,3,2、食品生产的特点和材料选用的原则,（一）食品生产的特点 湿度大、温差大、压力大、磨损大 （二）材料选用原则机械性能、物理性能、耐腐蚀性能、制造工艺性、对食品无害和不受或少物料介质的破坏,4,3、食品机械中常用的金属材料和非金属材料有哪些？,常用的金属材料：不锈钢和耐酸钢，碳钢和铸铁有色金属：铜和铜合金，铝和铝
2、合金 常用的非金属材料： 非合成材料：搪瓷、金刚砂、玻璃钢、木材 合成材料：尼龙、聚烯、聚碳酸酯、氟塑料、有机硅,5,4、食品输送机械的种类及其特征,带式有挠性牵引 刮板式固体物料 斗式无挠性牵引 螺旋式振动式 有动力类 气力输送离心泵、螺杆泵液体物料 齿轮泵真空吸料装置 无动力类： 依靠物料自重,6,5、离心泵的工作原理和主要结构,工作原理：启动前，先将泵壳内灌满被输送的液体。启动后，泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。叶片间液
3、体以较高的压力，从排出口进入排出管，输送到所需的场所。离心泵的主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置三种形式叶轮的结构特点及适用对象。p25,7,6、带式输送机由哪几部分组成？有何优缺点？防止跑偏常用的方法有哪些？,由输送带、托轮、传动轮、传动装置及张紧装置等组成。 特点：优点：输送平稳，噪音小，输送中不损伤物料；连续输送能力强，动力消耗小，输送效率高；输送距离长，工作速度范围广；能倾斜和水平输送；结构简单，工作可靠，使用维修方便；能够向机身任何地方装、卸物料。缺点：输送不密封，输送轻质粉状物料时易飞扬；设备成本高，输送带易磨损；即使采用网纹带，也不适于倾角过大的场合。 防止跑偏的常用方法： 设置一组
4、槽形调心托辊。 偏斜安装支撑辊柱。,8,7、斗式提升机有哪几种上料和卸料的方式？有哪几种畚斗形式？各适用什么场合？,斗式提升装料方式有吸取装入（即挖取法）、直接装入（撒入法）和混合法。 斗式提升机根据斗的提升速度不同有三种卸料方式：重力式、离心式和混合式。(注意极点位置) 深斗前臂斜度小，斗口与后壁夹角大（65），斗深且大，适于输送散落性好的粒状物料。 浅斗前臂斜度大，斗口与后壁夹角小（45），斗浅且小，适用于输送潮湿或散落性差的粉料。 无底畚斗-常用于高效提升机上，畚斗510只为一组连续排列，最后一只为有底畚斗。 圆形畚斗-是一种新型畚斗，容量大，制造方便,9,8、分选的概念及其作用，分选的
5、方法有哪些？,概念：指按原料的尺寸大小、形状、成熟度、密度、结构和颜色等方面的差异进行划分、确定级别。 方法：筛分、风选、水流分选 、光电色选、比重法分选、磁选、静电感应、嗅觉检测（电子鼻）等方法。 作用：1、保证产品的规格和质量指标；2、降低加工过程原料的损耗率，提高原料利用率，从而降低产品成本；3、提高劳动生产率，改善工作环境；4、有利于生产的连续化和自动化；5、有利于降低产品成本。,10,9、比重去石机工作过程？,当颗粒物料从机台顶端的进料斗落到筛面中段后，由于筛面的振动作用，使比重较大的石块沉到下层，物料颗粒浮于上层，产生分层现象。自下而上的气流更进一步促成了自动分级的形成，使石子沉到
6、下层紧贴筛面，而原料被抛离筛面呈松散飘浮状态。随着物料的不断进入，处在上层的物料，由于受进口物料的拥挤及倾斜筛面的振动，逐渐下滑而排出机外。而紧贴在筛面上的砂石等重物，当筛面正向运动时，由于受鱼鳞状筛孔凸出边缘的阻挡和筛孔下气流的吹送作用，很难跳过筛孔边缘而下滑，当筛面反向运动时，砂石即向上爬行，从上端流出。,11,10、筛面的组合方式有哪三种？常见的筛体运动方式有哪些？,筛面的种类：栅筛面、板筛面、金属丝编织筛面、绢筛面 筛面的组合：筛余物法（先提细粒后提粗粒）、筛过物法（先提粗粒后提细粒）、混合法 筛体的运动方式：静止筛面、往复振动筛面、高速振动筛面、回转筛面、旋转筛面等,12,11、筛面
7、的开孔率和筛面分级效率的概念,筛面的开孔率（又称筛面利用系数或筛孔系数）：是指整个筛面上筛孔所占面积与整个筛面面积的比例。一般的开孔率为50%60%为宜。 分级效率：是指过筛物重量与原物料中所含可过筛物重量的比值。,13,12、筛体的平衡 平衡重平衡和双筛体平衡。平衡重装置的方位应与筛体运动方向相平行，当曲柄连杆机构转到水平位置时，平衡重所产生的离心惯性力恰好与筛体产生的惯性力方向相反而起到平衡作用。但当转到垂直方向，反而会产生不平衡的惯性力。在实际生产和理论上，为了避免垂直方向产生过大的载荷，并不要求全部消除水平惯性力，只平衡它的6070即可。,14,13、滚筒式分级机的工作原理,工作原理：
8、物料由进料斗流入到滚筒中，通过滚筒运转，物料在滚筒内一边回转，一边依靠滚筒内壁螺旋带或一定的倾斜度向前移动（35），在此过程上通过滚筒上不同等级的孔流入到收集料斗达到分级。 清筛装置的种类 机械式：木制滚轴、橡胶轴 水冲式： 毛刷式：颗粒状，粉粒体,15,14、何谓粉碎？粉碎有哪些基本方式？,概念：利用外力的作用，克服物料分子间的内聚力，使其分裂的加工过程。（教材上：粉碎是指用机械力的方法克服固体物料内部凝聚力达到使之破碎的单元操作。） 干法粉碎(含水量不超过4%)与湿法粉碎(含水量超过50%) 物料粉碎的基本方法包括压碎（压应力达到其抗压强度极限）、劈碎（拉应力达到或超过物料拉伸强度极限）、
9、折断（弯曲应力达到物料的弯曲强度极限）、磨碎（剪应力达到物料的剪切强度极限）和冲击破碎（受到时间极短的变载荷）等形式。,16,15、锤片式粉碎机粉碎机理及锤片的排列方式？,粉碎机理：当物料由进料口进入机膛时，立即受到高速旋转的锤片的打击而破碎，破碎的物料抛到撞击破碎衬板上再次粉碎，当物料在机膛内连续多次撞击而粒度小到能通过底下的筛面的筛孔时，就进入底膛，由风机叶片旋转所造成的负压将物料吸出，经由风机叶片吹到指定的沉降设备。排列原则：沿粉碎室宽度方向锤片运动轨迹均匀分布，物料不推向一侧，有利于转子的动平衡。有4种排列方式：螺旋线排列；对称排列；交错平衡排列；对称交错排列。,17,16、茎杆类物料
10、切碎机,切刀的要求： 钳住物料，保证切割； 切割功耗要小； 切割阻力矩均匀。 切刀的形状：直刃口、折刃口、凸刃口、凹刃口 多功能切菜机的结构及其主要结构的功能。,18,16、螺旋式连续榨汁机螺杆在结构和运动上有何特点？,压榨螺杆一般分为两段： A 喂料螺旋：直径不变而螺距逐渐变小，输送物料，初步挤压 B 压榨螺旋：根径带有锥度，螺距逐渐变小，不断增加挤压程度，两段螺旋转速相同，转向相反，物料经第一段挤压后翻转进入第二段螺旋，受到更大的压力，因而提高榨汁率。 注意：A段与B段螺旋之间转速相同而方向相反，旋向相反。,19,17.分离的方法和分类,1.扩散式分离方法：蒸发、蒸馏、干燥等（根据挥发度或
11、汽化点的不同）；结晶（根据凝固点的不同）；吸收、萃取、沥取等（根据溶解度的不同）；沉淀（根据化学反应生成沉淀物的选择性）；吸附（根据吸附势的差别）；离子交换（用离子交换树脂）；等电位聚焦（根据等电位Ph的差别）；气体交换、热扩散、渗析、超滤、反渗透等（根据扩散速率差） 2.机械分离方法：过滤、压榨（根据截流性或流动性）；沉降（根据密度或粒度差）。沉降分离可分为重力沉降和离心沉降分离。后者包括离心分离和旋流分离，分离设备分别为离心机和旋流分离器。磁分离（根据磁性差）；静电除尘、静电聚结（根据电特性）；超声波分离（根据对波的反映特性）。在以上分离方法中，过滤、离心分离和旋流分离被称为食品分离中的三
12、大主要机械分离方法。,20,18、过滤分离的工作过程,过滤操作过程一般包括过滤、洗涤、干燥和卸料四个过程。 过滤：悬浮液在推动力作用下，克服过滤介质的阻力进行固液分离； 洗涤：停止过滤后，滤饼的毛细孔中包含有许多滤液，须用清水或其他液体洗涤，以得到纯净的固粒产品或尽量多的滤液； 干燥：用压缩空气吹或真空吸，把滤饼毛细管中存留的洗涤液排走，得到含湿量较低滤饼； 卸料：把滤饼从过滤介质上卸下，并将过滤介质洗净，以备重新进行过滤。,21,19、板框压滤机的主要结构、工作过程等。,22,20、转鼓真空过滤机结构、原理、工作过程。,转鼓、分配头、滤浆槽、搅拌器、刮刀、洗涤装置、各种阀腔、真空系统、压缩空
13、气机、传动系统。 过滤第一次吸水 洗涤第二次吸水卸饼滤布再生等项操作工序同时在转鼓的不同部位上进行，转鼓每回转一周，完成一个操作循环，自动连续完成作业。,23,21.离心分离机中分离因数的概念及其分类,分离因数*：是指物料所受离心力与重力的比值，也等于离心加速度与重力加速度的比值。它是衡量离心分离机分离性能的主要性能指标。 常速离心机：Kc3000，主要用于分离颗粒不大的悬浮液和物料的脱水； 高速离心机：3000 Kc 50000，主要用于分离乳状和细粒悬浮液； 超高速离心机： Kc50000,24,22. 离心分离的方式：,过滤式离心机：转鼓上有孔，过滤分离，分离因数小，适用于易过滤的晶体悬
14、浮液和较大颗粒悬浮液的分离及脱水处理。沉降式过滤机：转鼓上无孔，沉降分离，分离因数中，适用于分离不易过滤的悬浮液。分离式离心机：转鼓无孔，转速高，分离因数大，用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。,25,23. 搅拌、均质、混合概念，搅拌混合目的,搅拌: 指借助于流动中的两种或两种以上物料在彼此之间相互散布的一种操作。作用：可以实现物料的均匀混合、促进溶解和气体吸收、强化热交换等物理及化学变化。对象：主要是流体。均质：指借助于流动中产生的剪切力将物料细化、将脂肪球碎化的操作。作用：将食品原料的桨、汁、液进行细化、混合、均质处理，以提高食品的质量和档次。混合：指使两种或两种以上不同的物料从不均匀
15、状态通过搅拌或其他手段达到相对均匀状态的过程。搅拌混合的目的：混合后即为最终产品（混合后的物料可以是食品或饲料工业中的最终产品，也可以作为实现某种工艺操作的需要组合在工艺过程中）、用搅拌混合方法来实现吸附、浸出、溶解、结晶、防止悬浮物沉淀以及加热或冷却等过程。,26,24.搅拌混合的机理,对流混合(对于互不相溶组份，依靠搅拌装置的运动部件或重力，使物料各部分作相对运动)：主要取决于运动状况 扩散混合(对于互溶组分中的混合以扩散为主，也存在对流过程的这种混合称为扩散混合)：主要取决于分散尺度的大小 剪切混合(剪切混合主要因剪切力的作用)：主要取决于混合物料的黏度 习惯上，通常将以液相为主者称作搅
16、拌设备，以粉粒料为主者称作混合设备，以粘稠团块物料为主者称作捏合设备或调和设备。,27,25.搅拌器的类型及安装方式,搅拌器的作用:是通过自身运动使搅拌容器中的物料按某种特定的方式运动，从而达到某种工艺要求。这种特定方式的流动（流型）是衡量搅拌装置性能最直观的重要指标。 两大类型： （1）小面积叶片高速运转的搅拌器，属于这种类型的搅拌器有涡轮式、旋桨式等，多用于低粘度的物料； （2）大面积叶片低速运转的搅拌器，属于这种类型的搅拌器有框式、垂直螺旋式等，多用于高粘度的物料。 安装型式 立式中心搅拌安装型式 偏心式搅拌安装型式 倾斜式搅拌安装型式 底部搅拌安装型式 旁入式搅拌安装型式,28,26.
17、各种搅拌桨叶的流型,平直叶与流型：径向流型桨叶，当低速运转时为环向流，当转速增大时，液体的径向流动就逐渐增大。 螺旋面桨叶与流型：推进式桨叶，当桨叶旋转时，此种类型桨叶产生的流动状态不但有水平环流、径向流，而且也有轴向流动，其中以轴向流量最大。此类桨叶称轴流型桨叶。 垂直螺杆式桨叶与流型:螺旋面可以看成是许多折叶的组合，这些折叶的角度逐渐变化。所以，此类型螺旋面桨叶产生的流型有水平环向流、径向流和轴向流，其中以轴向流量最大。 根据以上几种桨叶结构所产生的流型比较可以看出，以主要排液方向为依据，可将桨叶排液的流向特性分成径流型和轴流型两种。平直叶式、涡轮式属于径流型，螺旋面桨叶的螺杆式、旋桨式属
18、于轴流型，折叶桨则属于两者之间，一般认为折叶式更接近于轴流型。,29,27.各种形式搅拌器的特点及重要参数,框式与锚式搅拌器：起搅拌作用的框架能增大搅拌范围，并带走容器壁面上的残留物料液层。（局部剪切效应有限） 涡轮式搅拌器：叶片周围能产生高度湍动的剪切效应，剪切效应较强； 旋桨式搅拌器：流型为轴流型，在高速下强烈剪切液体并使之快速流动，造成强烈的湍动； 行星式搅拌器：能激起强烈的涡流，产生良好的搅拌效果 平桨式搅拌器： 螺带式与螺杆式搅拌器： 见教材p156-157表,30,28.搅拌器的选择,一般选择搅拌器时主要应从介质的粘度高低（随粘度增高的各种搅拌器选用的顺序为旋桨式、涡轮式、桨式、锚
19、式和螺带式等）、搅拌过程和目的（对照搅拌器造成流动状态做出判断来选择。低粘度均相的液液混合，搅拌难度小，旋桨式循环能力强，动力消耗少，最适用。平桨式结构简单，成本低，适宜小容量液相混合。涡轮式动力消耗大，增加费用 ）、容器的大小、转速范围、动力消耗以及结构特点等几方面因素综合考虑。也可以通过小型试验进行选择，通常可采用经验类比的方法，以某台实际使用的机型为参考，在相近的工作条件下进行类比选型。,31,29、容器固定和容器转动式混合机混合机理。,容器转动式混合机：通过混合容器的旋转形成垂直方向运动，使被混合物料在器壁或容器内的固定抄板上引起折流，造成上下翻滚及侧向运动，不断进行扩散，从而达到混合
20、的目的 容器固定式混合机：固定容器式混合机的特点是容器固定，靠旋转搅拌器带动物料上下及左右翻滚，以对流混合为主，主要适用于混合物理性质差别及配比差别较大的散体物料。,32,30.影响混合效果的因素,1、粉料的物料特性（颗粒大小、形状、密度、附着力、表面、粗糙度、流动性、含水量和结块倾向等） A 大小均匀的颗粒混合时，密度大的趋向器底。 B 密度近似时，小的和形状近圆球形的趋向器底。 C 粘度越大，温度越高，越易结块或结团，不易均匀分散。 2、混合容器的运动方式 A 固定容器式 B 旋转容器式 3、容器的形状和内表面粗糙度（圆筒形、双锥形、V形、正方形） 4、容器内物料的装料量 过多，则混合空间
21、少，过少，生产率低，一般30%50%为宜。 5、混合机的转速,33,31、各种型式混合机的主要特点比较,水平型圆筒混合机：粉料的流型简单，粉粒沿水平轴线的运动困难，容器内两端位置有混合死角；卸料不方便。因此混合效果不理想，混合时间长，一般采用的较少。 倾斜型圆筒混合机：其容器轴线与回转轴线之间有一定的角度，因此粉料运动时有3个方向的速度；流型复杂，加强了混合能力；此类混合机的工作转速约在40r/min-100r/min之内，常用于混合调味粉料的操作。 双锥型混合机：克服了水平圆筒式混合机中物料翻滚不良的缺点；双锥型混合机操作时，粉料在容器内翻滚强烈，由于流动断面的不断变化，能够产生良好的横流效
22、应；易流动食品，混合较快。 V型混合机（双联混合机）：转速625r/min，混合时间4min/次；容器非对称性，操作时，物料时聚时散，效果比双锥型更好；适用于干粉类食品。 正方体型混合机：混合机工作时，容器内粉料三维运动，其速度随时改变，因此重叠混合作用强，混合时间短；由于沿对角线转动，因而没有死角产生，卸料也较容易；这种混合机很适宜混合咖啡等粉料。,34,32.均质的原理、高压均质机的工作原理以及二级均质阀的作用。,均质的原理：通过机械作用或流体力学效应造成高压、挤压冲击、失压等，使物料在高压下挤研，强冲击下发生剪切，失压下膨胀，在这三重作用下达到细化和混合均质的目的。 高压均质机的工作原理
23、：高压均质机是以物料在高压作用下通过非常狭窄的间隙（一般小于0.1mm），造成高流速（150m/s200m/s），使料液受到强大的剪切力，同时，由于料液中的微粒发生高速撞击以及液料流在通过均质阀时产生的漩涡作用，使微粒碎裂，从而达到均质的目的。,35,均质阀(Valve)：工作原理见图539，图中为双级均质阀的工作原理。第一级为高压流体，其压力高达200250大气压，主要作用是使脂肪球破碎，经过第一级后的流体压力下降至35大气压左右，第二级的主要作用是使脂肪球均匀分散。由于高压物料的高速流动，阀座与阀芯（阀盘或称均质头）的磨损是相当严重的。,36,33、高压均质机结构及其主要部件的功能，并说明
24、为何高压均质机采用三柱塞泵而不用单柱塞泵，并用图加以说明。,均质机工作过程的机理学说：剪切学说、撞击学说、空穴学说 采用三柱塞泵而不用单柱塞泵的原因：往复泵在活塞来回一次中，只吸入和排除液体各一次的泵称为单动泵。由于单动泵的吸入活阀和排出活阀均装在活塞的一侧，吸液时就不能排液，因此排液不连续。由于活塞由连杆和曲轴带动，活塞在左右两点之间的往复运动不是等速度，所以，排液量也就随着活塞的移动而有相应的起伏。为了改善单动泵的不均匀性，多采用双动泵或三联泵。双动往复泵的工作原理如图所示，在活塞两侧的泵体内部装有吸入阀和排出阀，无论活塞向那一边运动，总有一个吸入阀和一个排出阀打开，即在活塞往复一次中，吸
25、液和排液各进行两次，使吸入管路和排出管路总有液体流过，使送液连续，但流量曲线仍有起伏；为保持排出液的连续且均匀，通常采用三联泵，三联泵的实质是三台单动泵并联构成，通常又称为三柱塞泵。,37,34.影响均质效果的因素,1、温度：主要是在空穴效应发生时，能量强烈释放，产生局部的高温高压。T不同，液体的饱和蒸汽压也不同。当T升高，饱和蒸汽压也高，均质时空穴易形成，因此为了提高均质效果，在保证质量不变的条件下，T可适当高一些，可促使脂肪球进一步粉碎和分散。但T过高，易引起空穴腐蚀及液料变质、焦化等现象，且不利于热稳定性，常利用冷却措施，按不同的物料作相应的调整。 2、压力：直接关系到空穴效应的程度；由
26、于液体中形成的汽泡与压裂交替进行，伴随压力的变化，应控制压力变化，防止空穴失控或减少；均质压力调节装置改变阀心压力，阀座与阀杆间隙来调节压力大小；调节装置有液压调节和手工调节两种。 3、均质阀形式：平面型和非平面型两大类 4、液料的性质：粘度的高低、均质前粒度的大小及粘度的均匀度、热特性（热敏性及吸热或放热比例等）,38,35.蒸发的概念和蒸发的必要条件是什么？,蒸发：将稀溶液加热沸腾，使溶剂汽化而将溶液浓缩的过程。 蒸发过程的完成： A、对设备而言的有两个必要条件： 1）热能的供应：它包括维持沸腾的温度、补充因溶剂汽化所带走的热量、设备消耗的热量等； 2）溶剂蒸汽的排除； B、对食品而言：既
27、要提高其浓度，又要保持食品溶液原有的色、香、味，其营养成分不发生变化。,39,36.简述蒸发浓缩设备的分类和蒸发浓缩设备的选择依据，蒸发浓缩设备的一般由哪几部分构成。,1、物料自身的特性 热敏性、结垢性、发泡性、结晶性、粘滞性、腐蚀性 2、满足工艺要求：如浓缩比，浓缩比的收缩率，能否保持溶液特性； 3、传热效果好，传热系数高，热利用率高； 4、结构合理紧凑，操作清洗更换方便，且安全可靠 5、尽可能小的功率消耗，如搅拌动力或真空动力消耗等 6、合理选择材质和制造维修方便； 7、符合食品卫生法要求； 8、有一定的安全防护措施；,40,37、单效真空浓缩设备的特点是什么？,1、真空下蒸发浓缩，配有抽
28、真空装置； 2、蒸汽一次利用，热能利用率高，但是二次蒸汽未充分利用； 3、结构简单，操作方便，传热系数高，操作控制容易； 4、传热面积小（管道），生产能力低，料液循环差，盘管表面易结垢。 5、清洗困难。,41,38.简述中央循环管式浓缩锅的基本结构和工作原理。,工作原理：料液经过加热气体（管道）进行加热，由于传热产生重度差，通过自然循环或强制循环，液面上的水蒸气向上部负压空间迅速蒸发，从而达到浓缩的目的。,42,39.简述液膜式蒸发浓缩设备的特点及其分类；,1、特点 料液在管壁或器壁上分散成液膜的形式流动（上升、下降或上升与下降组合），从而使蒸发面积增加，提高浓缩效率。 2、分类 1）按液膜形
29、成方式分：自然循环式蒸发器和强制循环式蒸发器； 2）按液膜运动方向分：升膜式蒸发器、降膜式蒸发器和升降膜式蒸发器。,43,40.升膜式蒸发器与中央循环管式浓缩锅的区别、中央循环管式浓缩锅的特点,料液是依靠传热产生的重度差排浓缩液，液面上的二次蒸汽靠负压排出。而升膜式蒸发器是依靠膨胀的二次蒸汽产生向上的升力，二次蒸汽浓缩液进入分离器。 特点： A、一般为单流型，即料液经一次浓缩基本达到成品浓度而排出； B、管内静液面低，由静压头产生的沸点升高很小； C、蒸发时间短，几秒至十余秒，适用于热敏性物料； D、高速二次蒸汽破沫性能好，适用于易起泡沫的物料； E、二次蒸汽螺旋上升，料液易粘壁，不适用于粘度
30、大的物料。,44,41.升膜式与降膜式蒸发器的区别,与升膜式一样，都属于自然循环的液膜式蒸发浓缩设备，构造与升膜式相似，主要区别是料液由加热器顶部加入，液体在重力作用下，沿管内壁成液膜状向下流动，由于向下加速，克服加速压头比升膜式小，沸点升高也小，且加热蒸汽与料液温差大，所以传热效果较好。 关键：使料液均匀分布于各加热管,45,42.说明汽液分离器和蒸汽冷凝器的作用、类型和相关特点,一、汽液分离器（又称捕沫器、捕液器和除沫器）的作用：将蒸发过程中产生的雾沫中的溶液聚集并与二次蒸汽分离，减少料液的损失，同时防止污染管道及其它浓缩器的加热面。类型：碰撞型、离心型、过滤型 二、蒸汽冷凝器的作用：将真
31、空浓缩所产生的二次蒸汽进行冷凝，并将其中的不凝性气体（如空气、二氧化碳等）分离，以减轻真空系统的容积负荷，同时保证达到所需的真空度。类型：大气式、表面式、低水位、水力喷射器,46,43.干燥的目的与必要条件,干燥的目的：去掉物料中多余的水分，提高有效成分的比例，以利于包装、储藏、运输和提高食品的食用方便性。 干燥的必要条件：水分的吸热汽化；水蒸汽的不断排除。,47,44.人工干燥法的分类,1、机械除湿法：用压榨、离心、过滤等固液分离方法除去物料中部分自由水； 2、加热干燥法：将物料加热，使物料中的水分汽化； 3、化学除湿法：利用吸湿剂除去气体、液体、固体物料中的少量水分。在食品工业中主要采用加
32、热干燥法。,48,45.食品干燥的特点,食品物料在干燥过程中会发生一系列的变化，如收缩、表面硬化、呈多孔性、疏松性和复原不可逆性等物理变化及营养成分损害、风味改变和褐变等化学变化，因而应根据物料的特性（形状、含水量、热敏特性等）采用不同的干燥操作（必要的时间、温度、水分汽化量、传热量等），因干燥食品的类型、品种、规格、数量不同，干燥机的形式繁多。,49,46、喷雾干燥的概念及其特点,喷雾干燥：将液态食品物料通过机械的作用（如使用压力和离心力等）分散成雾一样的细小液滴（直径约为1020um），使其表面积大幅度地增加，当被分散的细小液滴在与热空气的接触中，水分瞬时就被除去大部分的方法。 喷雾干燥的
33、特点： 干燥速度快，物料受热时间短。 干燥条件和产品的质量指标易于调节。 生产效率高，操作人员少。 生产过程简化，后续工序少。 设备较庞大，投资费用、动力和热能消耗均较大。回收被废气夹带的成品粉未的装置复杂,50,47.喷雾干燥的原理及基本过程,工作原理：使液料在机械力的作用下，雾化成直径为10100um的雾滴，从而增大制品的表面积，每一升料液经雾化后，其表面积可高达100600平方米，一旦与干燥介质接触，将在瞬间（0.010.04s）进行强烈的热交换，使其中绝大部分水分不断被干燥介质带走而除去，大约经1530s的干燥，便可得到符合要求的产品。 基本过程（三个阶段）：A、将浓缩液分散成细小的微
34、滴；B、将细小微滴与热气流混合，使水分迅速蒸发；C、将干燥的粉粒体颗粒从干燥空气中分离出来。,51,48.对以下典型的喷雾干燥流程图加以说明并简要说明其主要结构的功能。,52,49.喷雾干燥对设备的要求,1物料在干燥过程中，凡与物料相接触的设备部位，必须便于卸料、清理、及消毒。 2为了便于检查生产运转情况，应配置温度、压力指示记录仪等装置和在干燥室上设置人孔、视孔、灯孔等。 3.为了提高微粉回收率，应选用高效率的捕粉装置。 4.为了提高产品的溶解度及保藏性，干燥后的产品应迅速从干燥室卸出并及时进行冷却。 5.针对产品的要求，合理地选用雾化方式和雾化器。 6.减少和避免杂质对产品的影响，应选用高
35、效及易于清洁的空气过滤器，对送风的管道、加热器要充分考虑防止铁锈对产品的影响。 7.为防止热风吹入口产生的涡流及逆流，设计或配备合理的热风分配器，使干燥塔内风量分配均衡。 8.为保证干燥系统的安全性，干燥室顶部或雾化料液达不到的“死角”，应附有良好的绝热层，要有冷却系统，排风温度不能超过100度。,53,50、压力喷雾干燥设备的组成及其功能,（1）送风系统：空气过滤器、空气除湿器、鼓风机、空气加热器、空气分配器等。 （2）送料系统：平衡槽、料液过滤器、高压泵等 （3）雾化器：压力式* （4）干燥室：立式干燥塔* （5）排料系统：鼓形阀、粉碎器、吹粉器、鼓风机、流化床和筛粉机 （6）排风系统：旋
36、风分离器、引风机等,54,51、压力喷雾干燥的雾化原理及其影响雾化效果的因素,压力喷雾器是利用高压泵给予料液的压力能，将料液以一定的速度送入喷雾室，在喷雾室中，料液在压力能的作用下，沿切线方向进入喷嘴旋转室，经涡旋室、孔板或旋转斜槽等装置，使料液得以加速，最后由喷孔高速喷出。 雾化取决于湍流速度，影响因素有液流压力、流速、喷嘴形状及物料特性。,55,52、喷雾干燥中热风与料液的干燥形式,1）顺流式（并流式）：热风与料流同向。开始时干燥的推动力大，适合于热敏性物料 2）逆流型热风与料流运动反向整个过程中，干燥推动力不大，可能形成夹杂其它颗粒的多孔状粗颗粒干燥物；不适宜热敏性物料。 3）混流型热风
37、与料流的运动流向呈不规则状况。可在运动过程中产生交混，接触充分，可产生有利于热交换的“骚 动”，提高干燥效果，但会造成运动紊乱，出现涡流，使雾滴流动半径加大，出现粘壁现象或造成焦化。,56,53、离心喷雾干燥的雾化机理,利用在水平方向作高速旋转运动的圆盘上注入料液，使料液在离心力的作用下以高速甩出，形成薄膜、细丝或液滴。被甩出的料液，受到因圆盘高速转动而带动旋转空气的摩擦、阻碍和撕裂等作用而被分散成微小的液滴。由于在雾化上，受到两种力的作用，即离心力和重力作用下的加速度和与周围空气的摩擦而产生雾化。故雾化情况与料液的物性、流量、离心盘直径、转速有关。,57,54、滚筒式干燥机的分类,按滚筒数量
38、分：单滚筒、双滚筒和多滚筒式干燥机；按操作压力分：常压滚筒和真空式滚筒；按布料方式分：浸液式、喷溅式、棍铺式等形式,58,55、单滚筒干燥机的主要结构及其功能,滚筒：内通加热蒸汽干燥物料； 刮刀：刮下滚筒上的干燥物料；（要求： 1、刀片在滚筒整个长度方向均匀一致；2、压紧力足够；3、刀刃锋利，保证物料清理彻底） 料液槽：盛待干燥物料； 排液虹吸管：加热滚筒内冷凝水； 传动装置、螺旋输送器等。 进、排气管：,59,56、流化床的概念,流化床是指在一个设备中，将颗粒物料堆放在分布板上，当气流由设备下部通入床层，随着气流速度加大到某种程度，固体颗粒在床内会产生沸腾状态，这种床层称为流化床，那么采用这
39、种方法进行物料干燥的称为流化床干燥。从上述概念中可以看出，采用热空气为流化介质干燥湿食品时，热空气既是流化介质又是干燥介质，起了双重作用，而被干燥的物料则在热气流中一方面被吹起、翻滚、相互混合和摩擦碰撞，另一方面又进行传热和传质，从而达到干燥的目的。,60,57、流化床的特点,优点：1）物料与干燥介质接触面大，搅拌激烈，表面更新机会多，热容量大，热传导效果好，利用设备的效率高，可实现小规模设备大生产；2）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；3）物料在干燥时内停留时间可由出料口控制，容易控制物料的含水率；4）装置简单，设备造价低，本身无机械运动装置，保养容易，维修费低；5
40、）密封性能好，机械运转部分不直接接触物料，对卫生指标要求较高的食品干燥十分有利。 缺点：1）对被干燥物料颗粒度有一定的限制，不小于30um，又不大于46mm。2）不适于易结块物料和易与设备壁间粘结的物料，主要用于物料粒度在0.46mm范围的物料的干燥；3）该设备单层流化床难以保证物料干燥均匀，一般为三层，设备高；4）微细粒子易被风吹散飞扬，部分粒子易破碎； 实际应用中应注意沟流与腾涌现象发生。,61,58、流化过程,1第一阶段固定床：湿物料进入干燥器，先落在设备底部设有金属制的多孔板（又分布板）上，在热气流未足以使其运动时，物料颗粒层虽与气流接触，但固体颗粒不发生相对位置的变动，称之固定床。
41、2.第二阶段流化床阶段：当通入的气流速度进一步增大，增大到足以把物料颗粒吹起，使颗粒悬浮在气流中自由运动，物料颗粒间相互碰撞、混合，床层高度上升，整个床层呈现出类似液体般的流态，这时，再增加流速，压力降亦保持不变。 3第三阶段气流输送：气流流速继续增加，当气流速度大于固体颗粒的沉降速度，这时，床层高度大于容器高度，固体颗粒被气流带走，空隙度增加，床层压力减少。这种当流速增大到某一数值，使流速对物料的阻力和物料的阻力的实际重量相平衡的流速，称为“悬浮速度”、“最大流化速度”、“带出速度”，当气流速度稍高于“带出速度”，被干燥物料则被气流带走，这一阶段称之为气流输送阶段。,62,59、流化床的结构
42、及其功能,A、热风输送系统： 加热器、鼓风机、空气过滤组成，输送干燥介质； B、多孔板（分布板）：其作用是 1）支承固体颗粒物料； 2）均匀分布气体； 3）分散气流，在分布板上方产生较小气泡； C、湿物料输送系统： 皮带或螺旋输送器、抛料机等加料器，将湿物料送入干燥室； D、排风系统： 有旋风除尘器、集灰斗、星形下料器、料仓及抽风机组成，抽出蒸发的水分和灰尘等轻物，并回收杂物； E、卸料系统：卸料管及螺旋输送器，排除干物； F、流化床体：绝热风罩、通风室等。,63,60、单层流化床干燥的结构、工作过程与特点,64,工作过程：颗粒状食品由供料装置撒布在多孔板上，由热风输送系统输送热空气穿过多孔板
43、，流经堆积在多孔板上的颗粒食品层分为两部分：一部分颗粒层在热风穿过和吸湿过程中被干燥，后由卸料系统排出；另一部分吸湿过的低温空气不断上升，通过绝热吸风罩外逸，由排风系统排出。而干燥床上的物料层的深度和物料在干燥床内停留时间由出口的挡板高度来调节，流化床干燥可实现连续作业。 特点：此干燥器结构简单，操作方便，生产能力大，能连续作业，一般使用于床层颗粒静止高度较低（300400mm）情况下，生产能力可达5001000kg/h.m2,空气消耗量312kg/h，适宜较易干燥或要求不严格的湿粒状物料，单层的缺点是干燥仍存在相对不均匀，实际中用多层好。流化床易出现的现象：沟流和腾涌。,65,61、冷冻干燥
44、的原理及特点,原理：冷冻干燥又称真空冷冻干燥，是先将湿物料冻结到其晶点温度以下，使水分变成固态的冰，然后在适当的真空度下，使冰直接升华为水蒸汽，再用真空系统中的水气凝结器将水蒸汽冷凝，从而获得干燥制品的技术。 特点：（1）物料在低压下干燥，使物料中的易氧化成分不致氧化变质，同时低压缺氧能杀菌或抑制某些细菌的活力；（2）物料在低温下干燥，使物料中的热敏成分能保留下来，营养成分和风味损失很少，可以最大限度地保留食品原有成分、味道、色泽和芳香；（3）由于物料在升华脱水以前先经冻结，形成稳定的固体骨架，所以水分升华以后，固体骨架基本保持不变，干制品不失原有的固体结构，保持着原有形状，因此，多孔结构的食品具有理想的速溶性和快速复水性；（4）由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在，原溶于水中的无机盐类溶解物质被均匀分配在物料之中，升华时溶于水中的溶解物质就地析出，避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象；（5）脱水彻底，重量轻，适合长途运输和长期保存，在常温下，采用真空包装保质期可达35年。设备投资和运转费用高，冻干过程时间长，产品成本高。,
