噴霧干燥機 摘要：隨著噴霧干燥機技術(shù)的日益完善，以及人們對于食品方面的嚴格要求，該技術(shù)在食品工業(yè)凸顯重要作用。本文綜述了噴霧干燥系統(tǒng)、其分類特點及在食品工業(yè)中運用。對未來該技術(shù)在各個領(lǐng)域中的運用進行了相應(yīng)的展望。 關(guān)鍵字：噴霧干燥；分類；食品工業(yè) 噴霧干燥機技術(shù)的研究始于19世紀初期，在世界上已有一百多年的歷史。早在 1865年，La Mont提出了用噴霧干燥方法來處理蛋品，這種由液態(tài)經(jīng)霧化和干燥在極短時間內(nèi)直接變成固體粉末的過程，在20世紀取得了長足的進展。而噴霧干燥技術(shù)在我國起步較晚，早是在20世紀50年代從前蘇聯(lián)引進噴霧干燥機用于染料的噴霧干燥 [1-2] 。目前，噴霧干燥技術(shù)已日漸成熟，在食品工業(yè)中的應(yīng)用也越來 越廣泛，如用于奶粉[3]、乳清粉[4]、豆奶粉[5]、蛋粉、果汁粉、速溶咖啡[6]等的生產(chǎn)。噴霧干燥機技術(shù)具有蒸發(fā)面積大、干燥速度快、物料溫度低、易于連續(xù)化生產(chǎn)等特點，在食品干燥中顯示出很強的優(yōu)越性。它使許多有價值但不易保存的物料得以大大延長保質(zhì)期，使一些物料便于包裝、貯存和運輸。同時，也簡化了一些物料的加工工藝[7]。近幾年來，噴霧干燥機技術(shù)在固體飲料中的應(yīng)用也日益廣泛，如草莓粉、乳粉、南瓜粉、番茄粉及各種植物蛋白fen 的加工等。本文闡述了噴霧干燥技術(shù)的分離及特點，同時綜述了噴霧技術(shù)在食品工業(yè)的運用，為進一步利用該技術(shù)及對其改進提供一些參考。 1噴霧干燥技術(shù)及分類 1.1噴霧干燥技術(shù) 噴霧干燥是以單一工序?qū)⑷芤骸⑷闈嵋?、懸浮液和漿狀物料加工成粉狀、顆粒狀、空心球或團粒狀干燥產(chǎn)品的一種干燥方法[8]，主要
是利用霧化器將料液分散成細小的霧滴，并在熱干燥介質(zhì)中迅速蒸發(fā)溶劑形成干粉產(chǎn)品的過程。一般噴霧干燥階段為料液霧化、霧群與熱干燥介質(zhì)接觸混合、霧滴的蒸發(fā)干燥、干燥產(chǎn)品與干燥介質(zhì)分離。料液的形式可以是溶液、懸浮液、乳濁液等經(jīng)泵可以輸送的液體形式，干燥所得產(chǎn)品可以是粉狀、顆粒狀或經(jīng)過團聚的[9]。與傳統(tǒng)的干燥方法相比，噴霧干燥機技術(shù)有很多優(yōu)點，其干燥速度快，時間短(3～10 s)，特別適合于熱敏性物料的干燥；干燥過程瞬間完成，可由液體直接得到干燥產(chǎn)品，避免了干燥過程中造成粉塵飛揚；無需蒸發(fā)、結(jié)晶、固液機械分離等操作；產(chǎn)品具有良好的分散性和溶解性，能極大地保留原料本身的色、香、味和營養(yǎng)成分；生產(chǎn)過程簡單，操作控制方便。但噴霧干燥方法也有一些不易克服的缺點，如動力消耗大、傳熱系數(shù)低導致熱效率低；干燥器的體積大、操作彈性小，易發(fā)生粘壁現(xiàn)象等 [10-11] 。 1.2噴霧干燥系統(tǒng) 噴霧干燥系統(tǒng)包括空氣加熱系統(tǒng)、供料系統(tǒng)、熱風分配系統(tǒng)、霧化和干燥系統(tǒng)、回收系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等。[12] 1.2.1加熱系統(tǒng) 工業(yè)性的噴霧干燥設(shè)備的空氣加熱形式很多，如蒸汽加熱、電加熱、導熱油加熱、燃煤熱風爐、燃氣熱風爐和燃油熱風爐等。實驗室用的噴霧干燥器由于干燥所需空氣量很少，所以選用了電加熱，這樣使得設(shè)備更緊湊，溫度調(diào)控便利，而且所需的電耗也少。此外，為了滿足生化產(chǎn)品的衛(wèi)生要求及工藝參數(shù)的可調(diào)性，加熱系統(tǒng)則包括空氣過濾器、電加熱器和調(diào)壓加熱等控制裝置。 1.2.2供料系統(tǒng) 工業(yè)性生產(chǎn)的噴霧干燥設(shè)備的供料系統(tǒng)一般采用螺桿泵加調(diào)節(jié)裝置。而微型噴霧干燥器選用醫(yī)用蠕動泵，可滿足小流量、可調(diào)節(jié)的要求。 1.2.3熱風分配系統(tǒng) 工業(yè)性生產(chǎn)的小型噴霧干燥機設(shè)備的熱風分配系統(tǒng)采用DAR型、DHS型或直通型，根據(jù)霧化方式進行選擇，通常對于JT-8000Y噴嘴型式霧化的采用直通型熱風分配器。對于二流體噴嘴霧化方式 ,采用改進型直通型熱風分配器。 1.2.4霧化系統(tǒng) 本系統(tǒng)包括空氣壓縮機、霧化器、壓縮空氣的流量調(diào)節(jié)等。霧化器包括壓力式、二流體及離心式三種?？諝鈮嚎s機采用增氧泵型，流量調(diào)節(jié)用轉(zhuǎn)子流量計。 1.2.5干燥系統(tǒng) 干燥系統(tǒng)主要指干燥室和相關(guān)的管路、控制等。干燥室采用耐熱玻璃作為干燥室直筒(250 mm×300 mm)，便于觀察，且直觀性好，下部采用不銹鋼錐體連接，錐體角度不同于工業(yè)性生產(chǎn)的噴霧干燥設(shè)備的錐體 55°或60°，采用30°錐體以有利于干粉的卸落和增加一定的干燥流程。在干燥室的進出口管道上裝有溫度檢測及顯示儀表。 在食品料滴表面形成的飽和蒸汽膜迅速進行蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度近似等于干燥空氣的濕球溫度。所設(shè)計的干燥室可提供有效的料滴逗留時間，使料滴在不發(fā)生熱降解的情況下被徹底干燥。從噴霧干燥器排出的產(chǎn)品溫度近似等于25～30℃, 低于干燥空氣排出口的溫度。在蒸發(fā)階段,霧化形成的料滴分布也是可變的，主要取決于產(chǎn)品要求的外觀形狀。 1.2.6回收系統(tǒng) 本系統(tǒng)包括旋風分離器、 增氧泵及產(chǎn)品收集器等。工業(yè)性生產(chǎn)噴霧干燥設(shè)備(JT-8000Y小型噴霧干燥機)的回收系統(tǒng)一般有旋風分離器、 濕式洗滌器和袋濾器等。一般采用兩種方式進行物料的有效回收：兩處排出，即從干燥室底部和旋風分離器排出；一處排出, 即粉料與干燥空氣一起從干燥室排出再經(jīng)旋風分離器回收。 2噴霧干燥分類 2.1按微?；椒ǚ诸怺13] 已知溶液在噴霧干燥時，其表面積越大，則干燥速度越快，所以，為了增大被gan燥溶液的表面積，必須使溶液微?；@是噴霧干燥非常關(guān)鍵的問題，微粒化的方法有三種，即壓力小型噴霧干燥機、離心小型噴霧干燥機和氣流小型噴霧干燥機。因氣流噴霧在食品工業(yè)中較少采用，故此處只做簡要概述。 2.1.1壓力噴霧干燥機 2.1.1.1壓力噴霧干燥原理 利用高壓泵使料液的壓力達到（200大氣壓），對于高粘度物料的高壓泵可達300-400大氣壓。在一定的初速度下以切線方向進入噴咀的旋轉(zhuǎn)室中,使料液形成旋轉(zhuǎn)運動。而聚化成直徑在10-20微米的霧狀微粒噴入干燥室，由于同熱空氣直接接觸，進行熱交換和水分的傳遞，其表面水分迅速蒸發(fā)，在很短的時間內(nèi)被gan燥成球狀顆粒，沉降千室底。旋轉(zhuǎn)速度與旋渦半徑成反比,故噴成的液霧呈空心園錐形。