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    干燥，是一個(gè)古老的加工技術(shù)。追溯歷史，石器時(shí)代的人類就有利用太陽光干燥、保存食品的記錄，但直到20世紀(jì)50年代，人類才研制開發(fā)出了能生產(chǎn)高質(zhì)量食品的干燥加工技術(shù)與機(jī)械。實(shí)踐證明，適宜的干燥方法和技術(shù)不僅可減少食品加工、貯存和輸送的費(fèi)用，而且可以延長食品的貨架期，減少食品的腐敗和保持其風(fēng)味和色澤。
    已開發(fā)和應(yīng)用的干燥技術(shù)和干燥烘干機(jī)械種類很多，適宜加工的物料范圍也很廣。但在食品工業(yè)中，由于其加工物料的理化指標(biāo)的特殊性，在針對一種特定的食品物料和制定相應(yīng)的加工工藝時(shí)，如何正確地選擇干燥工藝與干燥烘干機(jī)，使其能滿足食品加工工藝要求，保持其特有的物化指標(biāo)，則是食品加工業(yè)加工中不可忽視的問題。
    本文結(jié)合國內(nèi)外干燥烘干機(jī)的現(xiàn)狀，就干燥烘干機(jī)的干燥工藝、加熱方式、結(jié)構(gòu)等問題對干燥烘干機(jī)進(jìn)行了必要的分類，并對各種干燥烘干機(jī)的工作原理和特點(diǎn)作了簡述，以期能對食品加工專業(yè)的工作者在制定產(chǎn)品的加工工藝和選擇干燥烘干機(jī)時(shí)能有一個(gè)幫助，富通新能源生產(chǎn)銷售木屑顆粒機(jī)、木屑烘干機(jī)等生物質(zhì)燃料成型烘干機(jī)機(jī)械設(shè)備。
1、干燥烘干機(jī)的分類
    干燥烘干機(jī)的分類通常有多種形式，每種干燥烘干機(jī)根據(jù)操作方式、結(jié)構(gòu)原理、加熱方式、物料的運(yùn)動形式、傳熱原理、干燥室的壓力等都有不同的分類方法。如根據(jù)操作方式，可分為間歇和連續(xù)兩種；按加熱方式，可分為對流、傳導(dǎo)與輻射等，其間又可分為直接加熱與間接加熱；而按結(jié)構(gòu)原理，可分為箱式、隧道式、滾筒式、塔式、盤式等。如此多的分類形式，使得在實(shí)際的運(yùn)用當(dāng)中，尤其是非干燥專業(yè)的技術(shù)人員，怎樣選擇、應(yīng)用干燥技術(shù)與干燥烘干機(jī)來為特定的加工工藝服務(wù)，就感到無從下手。如何將這些分類方法與本專業(yè)的加工工藝有機(jī)的結(jié)合起來，并能在實(shí)際工作起到一定的指導(dǎo)作用，使更多的領(lǐng)域能很好的運(yùn)用干燥技術(shù)來為之服務(wù)，則是值得研究的問題。
    由于干燥烘干機(jī)的種類很多，而干燥技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也相當(dāng)廣泛，一種綜合分類使其能涵蓋所有的干燥烘干機(jī)和應(yīng)用領(lǐng)域是不可能的，本文僅在食品工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，對當(dāng)前較成熟的干燥烘干機(jī)進(jìn)行大致的分類。
    首先根據(jù)操作方式，將干燥烘干機(jī)分成批式和連續(xù)式兩種干燥烘干機(jī)，再根據(jù)加熱方式、傳熱原理和干燥室的壓力等進(jìn)行進(jìn)一步不同分類，最后按結(jié)構(gòu)分類。具體分類見下圖。
2、各種干燥烘干機(jī)的簡單工作原理及特點(diǎn)
2.1箱式、隧道式干燥烘干機(jī)：這種干燥烘干機(jī)的使用是非常簡單的，可以是連續(xù)和批式的。加工時(shí)，將要加工的物料以一定的厚度裝入物料盤中，物料可以是固體也可是液體，然后將盤分別裝入干燥箱中或?qū)⒈P首先裝入一個(gè)小車中，在將此車送入干燥箱中。對批式干燥烘干機(jī)可以是常壓和真空兩種。
    對隧道式（連續(xù)式）干燥烘干機(jī)，小車是緩慢地在隧道中運(yùn)動，通常隧道被分為兒個(gè)區(qū)，在隧道內(nèi)熱空氣掠過物料，使物料加熱，廢氣通過一個(gè)或幾個(gè)風(fēng)扇排除。連續(xù)式一般都是常壓干燥烘干機(jī)，該類干燥烘干機(jī)經(jīng)常用于蔬菜、水果和蜜錢等物料的加工。
    特點(diǎn)：物料不混雜，對箱式干燥烘干機(jī)，物料干燥較均勻，維修費(fèi)用低，產(chǎn)量低；但對隧道式干燥烘干機(jī)，當(dāng)隧道較長時(shí)，需加裝空氣變換系統(tǒng)，否則易造成上下物料的干燥不均勻：適應(yīng)性廣，對顆粒料和液體料均能加工：物料不易破損：但這類干燥烘干機(jī)物料裝卸不變，熱效率低，產(chǎn)品的復(fù)水性差。
2.2皮帶式干燥烘干機(jī)：這類干燥烘干機(jī)一般的工作方式都是連續(xù)、常壓。該機(jī)由若干個(gè)獨(dú)立的單元段組成，每個(gè)單元段包括循環(huán)風(fēng)機(jī)、加熱裝置和單獨(dú)或公用的進(jìn)排氣系統(tǒng)。一般帶式干燥烘干機(jī)有上吹風(fēng)和下吹風(fēng)的不同結(jié)構(gòu)。皮帶通常用穿孔或不穿孔的不銹鋼薄板制成，由于物料隨輸送帶同步移動，干燥介質(zhì)穿過干燥物料層時(shí)，物料中水分汽化的強(qiáng)度大體相同，故物料具有基本相同的干燥時(shí)間。這對于物料的色澤變化或濕含量均勻至關(guān)重要的干燥過程來說，帶式干燥烘干機(jī)是非常適合的。
    帶式干燥烘干機(jī)另一優(yōu)點(diǎn)是可以將微波發(fā)生器安裝在輸送帶的上方，而作為單獨(dú)的加熱源，又可以將微波發(fā)生器作為對流干燥的輔助熱源。
    帶式干燥烘干機(jī)有一層和多層干燥型式。該機(jī)一般適用于玉米、谷物、水果等物料的干燥，由于微波加熱源的應(yīng)用，該機(jī)還可用于小食品的干燥、烘焙、燒烤等加工。
    特點(diǎn)：物料的色澤變化和濕含量指標(biāo)一致：物料的形狀不易受到損壞．更不會產(chǎn)生破碎現(xiàn)象；結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；由于是單元系統(tǒng)運(yùn)行，干燥介質(zhì)的質(zhì)量、溫度、濕度和排氣的循環(huán)量等干燥因素，可根據(jù)工藝的需要，對各單元實(shí)施單元控制：但皮帶式干燥烘干機(jī)的占地面積大，運(yùn)行時(shí)噪聲較大，加工后的產(chǎn)品復(fù)水性差，不適于粘性物料。
2.3滾筒式干燥烘干機(jī)：滾筒式干燥烘干機(jī)可制成連續(xù)和批式兩種型式。一般應(yīng)用于耐高溫物料的干燥，濕物料從一端的上部喂入，經(jīng)過圓筒的內(nèi)部時(shí)，與通過筒內(nèi)的熱風(fēng)或加熱壁面進(jìn)行有效的接觸而被干燥，干燥后的產(chǎn)品從另一端的下部輸出。通常，滾筒式干燥烘干機(jī)的體積相對較大，在干燥過程中，物料借助于圓筒的緩慢轉(zhuǎn)動，在重力的作用下，物料從較高的一端向較低的一端移動。筒體內(nèi)一是內(nèi)壁裝有抄板（或類似的裝置），把物料不斷的杪起、灑下，使之和熱風(fēng)進(jìn)行有效的接觸，以達(dá)到增加干燥速率的目的。二是在簡體內(nèi)的中心部分設(shè)有一氣體分配器，而簡體內(nèi)無抄板。加熱的干燥介質(zhì)是通過氣體分配器，將熱風(fēng)通過多根垂直插入于物料中的小風(fēng)管，使熱風(fēng)吹入螺旋線移動的物料中，物料與熱風(fēng)充分的接觸，達(dá)到干燥的目的。
    對于連續(xù)式來說，物料從一端進(jìn)，（物料喂入的型式取決于喂入物料的成份），干燥后的物料從另一端出。
    對于批式干燥烘干機(jī)，物料從水平滾筒的頂部喂入后，關(guān)閉喂入口，通上熱源，滾筒開始旋轉(zhuǎn)，直到物料完全干時(shí)，停止轉(zhuǎn)動，卸下物料。批式干燥烘干機(jī)適用于負(fù)壓操作，可對易氧化和氧化褐變物料進(jìn)行干燥。
    特點(diǎn)：生產(chǎn)能力人，可連續(xù)操作：結(jié)構(gòu)簡單，操作方便：故障少，維修費(fèi)用低；適應(yīng)范圍廣，對于附著性顆粒物料也能干燥：易清掃，不易產(chǎn)生物料間的污染。但該機(jī)設(shè)備較大，一次性投資多：由于磨擦和碰撞的作用，加工后的產(chǎn)品破損較大。
2.4噴霧干燥烘干機(jī)：該機(jī)適用于可用泵輸送的液體或半液體狀物料。物料由泵送入霧化裝置，該裝置將物料在加熱的氣流（空氣、氨氣、過熱蒸汽）中噴成不連續(xù)的小滴。由于產(chǎn)生了高的表面面積，因而，蒸發(fā)和干燥的速率極快。產(chǎn)品溫度最高達(dá)到干燥介質(zhì)的濕球溫度，而這僅在幾秒鐘之內(nèi)，因此，可適應(yīng)于熱敏物料的干燥。干燥產(chǎn)品根據(jù)需要可制成粉狀、顆粒狀、空心球或團(tuán)粒狀。
    特點(diǎn)：物料干燥時(shí)間短，物料溫度不高；操作上靈活性大，可以滿足各種產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)；工藝流程簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化于自動化：對大氣的污染小，勞動環(huán)境好。但該機(jī)設(shè)備龐大：加熱介質(zhì)低于150℃時(shí)，傳熱系數(shù)低：汽固料的分離要求高，一般需兩級除塵；熱效率不高。
2.5攪拌盤式干燥烘干機(jī)：該類干燥烘干機(jī)是一種高效節(jié)能的干燥設(shè)各。其主要結(jié)構(gòu)是空心加熱盤和安裝其上的起攪拌和排料作用的耙臂及耙葉等部件，空心加熱盤是干燥器的主要部件，分大小兩種，在機(jī)器內(nèi)部呈交錯排列，物料由機(jī)器上部的喂入口喂入后，依靠重力，物料在盤上作由內(nèi)向外和由外向內(nèi)的迂回運(yùn)動，即物料由第一層的內(nèi)園落下后，再從第二層的外緣落下，依次循環(huán)，直至排除機(jī)外。加熱盤的內(nèi)部通以加熱蒸汽、熱水或?qū)�熱油來作為加熱介質(zhì)。故加熱盤實(shí)際是一個(gè)壓力容器。為了提高加熱介質(zhì)在空心盤中的擾流作用，強(qiáng)化傳熱效率，及增加空心盤的剛度，提高承載能力，在其加熱盤的內(nèi)部都焊有折流板或短管。
    特點(diǎn)：熱效率高，能耗低、干燥時(shí)間短；可調(diào)控性好。產(chǎn)品干燥均勻，質(zhì)量好；被干燥物料的破損少：對環(huán)境的無污染；無振動，低噪聲：設(shè)備直立安裝。占地面積小。
2.6薄膜轉(zhuǎn)鼓干燥烘干機(jī)：薄膜轉(zhuǎn)鼓干燥烘干機(jī)是一種內(nèi)加熱傳導(dǎo)型轉(zhuǎn)動干燥設(shè)備。可應(yīng)用于常壓和負(fù)壓作業(yè)。主要工作部件就是一個(gè)內(nèi)部可加熱的轉(zhuǎn)鼓。在干燥過程中，熱量由鼓內(nèi)壁傳到鼓外壁，濕物料在轉(zhuǎn)鼓外壁上首先獲得以導(dǎo)熱方式傳遞的熱量，隨之形成一個(gè)薄膜來達(dá)到脫除水分的目的，在轉(zhuǎn)動到一定的弧長后，物料薄膜被干燥到所要求的濕含量之后，由刮刀將薄膜從轉(zhuǎn)鼓上自動刮下，
    特點(diǎn)；操作彈性大、適應(yīng)性廣；干燥的熱效率高、速率大；干燥時(shí)間短，可適應(yīng)于熱敏物料的干燥。
2.7真空冷凍干燥烘干機(jī)：1813年美國人W.H.Wollaston發(fā)現(xiàn)水的飽和蒸汽壓和水的溫度有關(guān)，在真空的條件下，水容易汽化，水在汽化的同時(shí)將導(dǎo)致溫度的降低。真空冷凍干燥烘干機(jī)正是利用這一原理，首先將物料凍結(jié)到共晶點(diǎn)溫度以下，使物料中的水分變成固態(tài)的冰，然后在較高的真空條件下，使冰直接升華為水蒸汽，再利用真空系統(tǒng)中的水汽凝結(jié)器將水蒸汽冷凝，從而獲得干燥制品。對熱敏物料、生物物料及芳香類物料該機(jī)尤為適合。
    特點(diǎn)：物料不易氧化；產(chǎn)品干燥后的形狀基本上不發(fā)生變化，有較高的速溶性和復(fù)水性：干燥產(chǎn)品無表面硬化現(xiàn)象；脫水徹底，易于長期保存；對環(huán)境無污染。但真空冷凍干燥烘干機(jī)的一次性投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高，  冷凍干燥的時(shí)間長，產(chǎn)品成本較高。
2.8氣流、流化床、噴動床干燥烘干機(jī)：這三種干燥烘干機(jī)的基本工作原理都是使加熱介質(zhì)（空氣、惰性氣體、燃?xì)饣蚱渌鼩怏w）和被干燥的物料直接接觸，并使被干燥個(gè)物料懸浮于流體中，以求盡量增大兩相接觸面面積，達(dá)到強(qiáng)化傳質(zhì)的目的。不同的是，氣流干燥中物料在介質(zhì)中的滯留時(shí)間很短（氣流干燥也稱為瞬時(shí)干燥），噴動床次之，流化床相對時(shí)間最長。
    特點(diǎn)：干燥時(shí)間短、處理量大，適應(yīng)熱敏物料的加工；結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，制作方便：氣流和流化床干燥烘干機(jī)的適應(yīng)性比噴動床廣。由于物料在干燥過程中有一定的碰撞和磨擦，物料表面易受損傷。
3、干燥烘干機(jī)的選擇
3.1加工n[藝對干燥烘干機(jī)的要求
    加工工藝對干燥烘干機(jī)的要求，主要是針對產(chǎn)品加工工藝的要求來選擇干燥烘干機(jī)，初步選擇的首要因素應(yīng)該是：
    ①確定食品加工工藝對干燥工序的要求型式，即為批式加工還是連續(xù)式加工：
    ②產(chǎn)品在加工中所要求的生產(chǎn)率，以及今后發(fā)展對生產(chǎn)率的要求：
    ③物料在干燥工序前后的狀態(tài)，如液態(tài)懸浮液，糊狀物：膏狀物：擠壓成形的薄片物料；顆粒
    物料等。
    ④干燥烘干機(jī)的安裝，包括空間和可利用的高度，可利用的能量，現(xiàn)行法律環(huán)境因素限制。
3.2加工工藝對干燥工藝的要求
    在當(dāng)今食品加工領(lǐng)域中，干燥已從狹義的“脫水”單元操作，轉(zhuǎn)變成整個(gè)加工工藝中的中間或最終加工單元，此時(shí)的物料脫水量和加熱溫度及加熱時(shí)間，應(yīng)根據(jù)后續(xù)加工所要求獲得的理化指標(biāo)而需得到相應(yīng)的控制。因此在考慮整體加工工藝時(shí)，確定干燥工藝是至關(guān)重要的，這里需注意的問題是：
    ①物料的特性，包括從干燥烘干機(jī)中喂入和輸出，以及在干燥烘干機(jī)中的特性等：
    ②干燥特性，包括初始含水率和臨界含水率（如果存在的話），允許的最高物料溫度和期望的干燥時(shí)間；
    @干燥產(chǎn)品的特殊要求，包括衛(wèi)生要求，理化成份的保持量，最終水分含量，物料形狀與尺寸和容積密度；
    ④物料在干燥- -序前后的品質(zhì)情況，包括熱敏物料：易氧化物料；褐變物料（酶促褐變和非酶褐變）；色澤變化等。
    ⑤產(chǎn)品的損失。
3.3干燥烘干機(jī)及干燥烘干機(jī)型的選擇
3.3.1 干燥烘干機(jī)的選擇
根據(jù)加工工藝對干燥烘干機(jī)和干燥工藝的要求。為了縮小干燥烘干機(jī)選擇范圍，應(yīng)就以下三個(gè)方面對干燥烘干機(jī)進(jìn)行初選：
  ①原料和產(chǎn)品形狀及要求：
  人多數(shù)的干燥烘干機(jī)都可以烘干顆粒物料，但是只有少數(shù)干燥烘干機(jī)適合于烘干漿狀或薄片狀物料。因此當(dāng)物料形狀一經(jīng)確定，便可以排除一部分干燥烘干機(jī)。但是選型時(shí)還應(yīng)考慮原料的多樣性或加工后的處理要求。一個(gè)粘性材料或難處理的物料可以與干粉返混或擠壓成塊再進(jìn)行干燥，這種情況選型時(shí)也應(yīng)考慮。
    大部分干燥烘干機(jī)所干燥的原材料和產(chǎn)品具有相似形狀（粒狀），當(dāng)原料是液狀或漿狀時(shí)產(chǎn)品往往也是粒狀或粉狀。因此原料和產(chǎn)品形狀不同時(shí)，應(yīng)特別注意，慎重選型。
    產(chǎn)品的特性和要求對選型也有很大的影響。例如，對液體物料，噴霧干燥的產(chǎn)品精細(xì)，粉狀，通常有較好的流動性．而轉(zhuǎn)鼓式干燥烘干機(jī)的產(chǎn)品密度高，片狀，流動性差，但有較高的可溶性。而對產(chǎn)品要求保存香味或某種微量成分，則只有選用真空冷凍干燥烘干機(jī)了。對高熱敏物料和芳香類物料，真空干燥直至真空冷凍干燥應(yīng)是首先的方案。而對一般性熱敏物料，則有相對有較多的加工方法，對液體物料可采用噴霧干燥、薄膜轉(zhuǎn)鼓干燥和流化床及噴動床干燥。這里需注意的問題是，熱敏物料在加工過程中，溫度只是一個(gè)影響因素，但不是主要因素，主要因素是物料在干燥過程中的加熱時(shí)間、物料的含水率及物料的最終溫度。
    對固體與半固體物料可適宜的干燥烘干機(jī)種類很多，但要慎重的選擇。對裸露時(shí)間長而不易氧化的物料，可選擇滾筒干燥烘干機(jī)、隧道干燥烘干機(jī)和帶式干燥烘干機(jī)，對裸露時(shí)間要求短的物料，可選擇氣流、流化床或噴動床干燥烘干機(jī)。
    ②操作運(yùn)行方式：
    按操作運(yùn)行方式可將干燥烘干機(jī)分成批式或連續(xù)式。批式干燥烘干機(jī)以小型為主，工作時(shí)勞動強(qiáng)度較大，因?yàn)槊亢嬉慌�都要裝料卸料。因此小生產(chǎn)率、長的滯留時(shí)間比較適宜。反之則應(yīng)當(dāng)選用連續(xù)流動式干燥烘干機(jī)，某些情況下可選用半連續(xù)式干燥烘干機(jī)．一般言之，生產(chǎn)率在1000kg/h以上時(shí)不選用批式干燥烘干機(jī)，生產(chǎn)率低于5 0kg/h時(shí)很少使用連續(xù)式干燥烘干機(jī)。
    ③加熱方式：對連續(xù)式干燥烘干機(jī)，當(dāng)物料所含成份不一樣時(shí)，由于不同物料有不同的操作工藝條件，在干燥烘干機(jī)選擇時(shí)因注意防止氣味間的交叉污染。
    熱源選擇是一個(gè)很復(fù)雜的問題。目前物料干燥用的主要加熱方式是對流和接觸加熱，輻射和介電也有所采用，此外還有組合加熱方式。
    對流干燥烘干機(jī)一般采用高風(fēng)量，傳熱速率較高，因而干燥速度快，但是排氣的熱損失較大，此外有害氣體和灰塵排放量較高。如果環(huán)境污染絕對禁止時(shí)則應(yīng)采用接觸式干燥方法．如果對物料溫度有嚴(yán)格要求，最好采用真空式傳導(dǎo)干燥。相反，如果要求高溫快速則最好用對流干燥，也可以用燃燒爐的廢氣作為干燥介質(zhì)。
    干燥烘干機(jī)的生產(chǎn)能力對選型有重要影響。大多數(shù)對流干燥烘干機(jī)均可以處理大量的固體物料，而且結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。相反，接觸式干燥烘干機(jī)的生產(chǎn)能力不可過大，水分蒸發(fā)率也不能過高，這是因?yàn)樗�受到結(jié)構(gòu)限制，不能保證足夠大的傳熱面積。當(dāng)然管束式滾筒干燥和水平攪拌式干燥烘干機(jī)是個(gè)例外，它們的傳熱面積還是比較大的。
    其它加熱方式有其特殊性，可用于特殊干燥方式。高溫或低溫輻射加熱經(jīng)常結(jié)臺對流加熱進(jìn)行干燥，這種方式可以強(qiáng)化內(nèi)部傳遞過程，加速干燥過程，但是能耗偏大，成本較高。
    以上干燥烘干機(jī)的選擇，均是對單一千燥技術(shù)與機(jī)械的分析和選擇．對一些特殊的物料，物料在干燥過程中有時(shí)干燥速率或物料流動特性會發(fā)生較大的變化，在加工中，可根據(jù)不同的工藝情況，選擇兩種或兩種以上的干燥技術(shù)或兩種類型不同的干燥烘干機(jī)組合使用來保證產(chǎn)品質(zhì)量。例如流化床與氣流干燥組合使用，或者在臨界水分以上采用一種干燥工藝而臨界水分以下（降水段）采用另一種干工藝，也可以在同一干燥烘干機(jī)內(nèi)采用多級干燥，各級采用不同的風(fēng)溫和風(fēng)速以適應(yīng)物料特性的變化。
    干燥烘干機(jī)的選擇除了以上的技術(shù)因素外，經(jīng)濟(jì)因素在社會主義市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)行機(jī)制下，也是一個(gè)不可忽視的重要因素。因此，在選擇干燥技術(shù)和干燥烘干機(jī)時(shí)，因以適用，滿足物料工藝技術(shù)要求為判別準(zhǔn)則，切不可追求無味的高指標(biāo)，造成投資浪費(fèi)和加工成本的提高。