定義物料烘干,利用熱能或結(jié)合其他方法把濕物料中的水分去除,從而獲得干燥物品的操作過程。相應(yīng)的有熱干模式、冷干模式、凍干模式等。其目的是為了提高物品的穩(wěn)定性,或便于后續(xù)工序處理(如粉碎、保存、運輸?shù)龋?,或其他特殊工藝要求(如蘋果干、柿餅等食品)
物料中的水分為使物料干燥后達到理想的狀態(tài),以及干燥過程中降低能耗,有必要了解物料中的水分組成狀態(tài)。從源頭分析,更有利于解決干燥問題。
物料中水分的狀態(tài)可以分為:結(jié)合水、非結(jié)合水、自由水、結(jié)晶水
結(jié)合水:主要有細胞中的細胞液、細小毛細管中的水分等兩部分。去除比較困難??梢越档臀锪媳砻鏉穸葋斫档图毎砻鏉舛?,讓細胞脫水,細胞內(nèi)水分通過細胞壁(膜)滲到細胞外非結(jié)合水:主要有存在物料表面的潤濕水分、物料空隙間的水分、物料粗大毛細管中的水分等三部分。極易從物料中除去自由水:空氣中凝結(jié)在物料中可去除的水分,或其他因素造成的物料表面水分。容易從物料中除去結(jié)晶水:化學結(jié)合水,如*、硫酸銅等。一般可以采用高溫分解反應(yīng)的方式除去結(jié)晶水水分的轉(zhuǎn)移內(nèi)部結(jié)合水—>非結(jié)合水—>水蒸氣
外部環(huán)境溫度、濕度影響,使得水蒸氣分壓力低于物料表面非結(jié)合水(及自由水)的水蒸氣壓力。物料表面的非結(jié)合水(及自由水)*的蒸發(fā)擴散到空氣中。物料表面的水分減少使得表面與內(nèi)部平衡水平衡打破(濃度高于內(nèi)部細胞液濃度),物料內(nèi)部水分不斷滲到表面。不斷蒸發(fā)、滲透直至物料含水量達到設(shè)定要求。
影響物料干燥的因素影響物料干燥主要可以分為兩方面:物料自身特性、外部因素。本文闡述同類物料外部因素的影響。外部因素主要有:
物料表面積物料表面積越大,表面水分蒸發(fā)越快,表面積與烘干速度成正比例關(guān)系
物料表面的氣流(風速)風速可以分兩方面講:一方面水分蒸發(fā)吸收熱量,空氣不流動的情況下,溫度會下降,導(dǎo)致蒸發(fā)速度下降。風速越快,傳送給物料的熱能越多,水分蒸發(fā)越快,成正比例關(guān)系;另一方面在相同溫度下,風速造成水蒸氣分壓力影響。風速越快蒸發(fā)越快,風速提高一倍,蒸發(fā)速度提高0.0174倍
環(huán)境氣壓氣壓越低,水分蒸發(fā)速度越快,采用負壓可以提高烘干速度。普通物料不建議刻意采用負壓方法,性價比不高。對于揮發(fā)性物質(zhì)含量較高的物料比較適合。
環(huán)境溫度溫度影響可以分兩方面講:首先溫度對水蒸氣分壓力的影響,溫度越高水分蒸發(fā)越快。舉例說明,在相同相對濕度50%的烘房內(nèi),溫度50℃是溫度40℃蒸發(fā)速度的1.67倍。其次溫度對物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響,一般物料溫度越高內(nèi)部水分子越活躍,干燥也就越快。不同物料對溫度的敏感性存在較大差異。同時,在烘干過程中要防止溫度過高對物料熱敏成分的破壞。
相對濕度相對濕度越低,蒸發(fā)速度越快。舉例:在50℃的烘房內(nèi),相對濕度50%是60%蒸發(fā)速度1.25倍
烘干工藝注意點每一種物料的烘干工藝要求都不一樣,如同樣是菊花,*、白菊、金絲皇菊的烘干工藝要求*不同;陜西、福建、廣西三地的柿子烘干工藝也不*相同。一萬種物料可能有二萬中工藝。在沒有完善的烘干工藝方案前,模仿傳統(tǒng)干燥模式是直接可靠的方法。再分析烘干過程中測試的數(shù)據(jù)逐步改進,完善烘干工藝方案
在烘干前充分了解物料特性是關(guān)鍵。比如
微生物含量較高的物料,一定要快速跳過微生物活躍階段(如溫度在35~41℃,高濕環(huán)境下微生物比較活躍)需要成分轉(zhuǎn)化的物料,必須要加長轉(zhuǎn)化階段時間,使得充分轉(zhuǎn)化(如柿子烘干過程中纖維素轉(zhuǎn)化為糖分階段)易碎物料在干燥的后階段要注意溫度的波動,溫度波動過大會引起熱脹冷縮,導(dǎo)致物料破碎表面顏色有要求的活性物料,干燥過程中不能破壞表面細胞壁??梢郧捌诘蜏孛撍绞匠ゼ毎麅?nèi)水分,也可以高溫殺青(軟化細胞壁)方式除去細胞內(nèi)水分熱敏感性強的物料一定要控制好溫度,高溫會造成成分(藥效)破壞一定要注意假干燥,外干內(nèi)濕。對于體積較大的物料一定要注意內(nèi)部水分“緩慢”干燥本文系原創(chuàng),如需轉(zhuǎn)載,請浙江維升環(huán)境設(shè)備有限公司