干燥是指在受控條件下施加熱量,通通過蒸發去除物料中的水分,從而產生固體產品。它與蒸發不同,蒸發產生濃縮的液體產物。干燥機的主要目的是通過減少食品在水中的活性來延長其保質期。導致物料變質和腐爛的微生物,以及促使食物化學成分發生不希望的變化的許多酶,在缺乏足夠的水的情況下無法生長、繁殖或發揮作用(食品、飲料和乳制品行業的良好可行技術)。
干燥機是種利用熱能降低物料水分的機械設備,用于對物體進行干燥操作。干燥機通過加熱使物料中的濕分(一般指水分或其他可揮發性液體成分)汽化逸出,以獲得規定濕含量的固體物料。干燥的目的是為了物料使用或進一步加工的需要。如木材在制作木模、木器前的干燥可以防止制品變形,陶瓷坯料在煅燒前的干燥可以防止成品龜裂。另外干燥后的物料也便于運輸和貯存,如將收獲的糧食干燥到一定濕含量以下,以防霉變。由于自然干燥遠不能滿足生產發展的需要,各種機械化干燥機越來越廣泛地得到應用。
干燥機的典型應用包括乳制品(牛奶、乳清、奶精)、咖啡、咖啡代用品、茶、香料、粉狀飲料、加工谷物食品、馬鈴薯、淀粉衍生物、甜菜漿、水果、蔬菜等。從濕發芽谷物中去除水分用于麥芽的生產,這一過程被稱為干燥。對于麥芽加工過程,干燥步驟是必不可少的,并且需要產生所需的顏色和風味。
干燥機的干燥過程需要消耗大量熱能,為了節省能量,某些濕含量高的物料、含有固體物質的懸浮液或溶液一般先經機械脫水或加熱蒸發,再在干燥機內干燥,以得到干的固體。
干燥機在干燥過程中需要同時完成熱量和質量(濕分)的傳遞,保證物料表面濕分蒸汽分壓(濃度)高于外部空間中的濕分蒸汽分壓,保證熱源溫度高于物料溫度。
熱量從高溫熱源以各種方式傳遞給濕物料,使物料表面濕分汽化并逸散到外部空間,從而在物料表面和內部出現濕含量的差別。內部濕分向表面擴散并汽化,使物料濕含量不斷降低,逐步完成物料整體的干燥。
物料的干燥速率取決于表面汽化速率和內部濕分的擴散速率。通常干燥前期的干燥速率受表面汽化速率控制;而后,只要干燥的外部條件不變,物料的干燥速率和表面溫度即保持穩定,這個階段稱為恒速干燥階段;當物料濕含量降低到某一程度,內部濕分向表面的擴散速率降低,并小于表面汽化速率時,干燥速率即主要由內部擴散速率決定,并隨濕含量的降低而不斷降低,這個階段稱為降速干燥階段。 |