[科普中国]-滤层干燥

滤层干燥的第一级干燥

滤层(filtermat)是一种多级干燥器的商品名，由两种极其成熟的干燥技术组成：喷雾干燥和连续传流带式干燥。在第一级干燥，高湿含量的进料被雾化进入特殊设计的喷雾室，与入口温度高的空气接触。这提供了水分的快速蒸发，短接触时间和低物料温度，进而导致宜人的产品质量和良好的过程经济性。滤层喷雾干燥器被设计成两种空气入口温度。高温空气进入雾化嘴附近的喷雾室，低温空气通过远喷嘴区进入干燥器。这种空气供给系统保证了干燥空气和雾化空气与湿进料的良好混合。即使在预干燥进料条件不是最佳时，生产厂家认为产品质量和过程效率能够通过控制变量得以维持（图1）。

滤层干燥的第二级干燥用于第二级干燥的带式干燥器，提供与低温空气较长的接触时间，这是完成干燥过程所必需的。在一次干燥室含有内部水分的半干产品被收集在一个连续移动的聚酯细丝编织的带上，它位于一次喷雾室的底部。因为当它沉积在带上时，低温干燥空气被连续地吸引穿过粉体物料，产品便形成多孔的团聚层。尽管喷雾干燥器出来的产品仍然潮湿和黏结，而且在传统的带式干燥器不容易干燥，在移动带上内在的多孔床层促进了进一步干燥。因而，通过控制停留时间和干燥空气温度，有可能经由降速干燥阶段成功地干燥产品。

带式干燥器的气室可以分割成几个不同温度的区域。因而，在所谓的保留区(retention zone)，能够得到特殊性质的粉体。例如，干燥空气流量小，使得结晶或其他适宜的转化发生。对于需要补充干燥的产品，让温热空气通入保留区。

滤层干燥的第三级干燥在第三级干燥，在温热空气下达到最终湿含量。当基本上干的产品到达最后操作阶段，吹入冷、低湿度空气，以降低产品温度，准备干燥后处理，如制粉、产品筛分、分级和最后包装。

在干燥器喷雾嘴的周围可选择性地安装粉体注入系统。微粉雾状物为粉体与液体雾滴提供紧密的和有控制的接触，促进稳定团聚体的形成。这导致新的湿表面，并且在与热干燥空气接触之前形成较大的颗粒。因而，通过控制团聚过程，滤层干燥器能够生产自由流动、易分散的、具有高堆积密度的产品。据称它特别适合于干燥黏结性物料，如橘子或其他果汁类(由于它们的糖分含量，易于团聚和黏结在干燥器壁上)。

已经存在工业化的滤层干燥器，蒸发量为230～5500kg/h。容纳该装置的建筑尺寸约为(长×宽×高)(12m×7.5m×14m)～(27m×16.5m×18m)1。

喷雾干燥喷雾干燥属于对流干燥，所谓喷雾干燥是指液态物料经喷雾成细微液滴呈分散状态进入热的干燥介质中转化为干粉料的过程，喷雾干燥适应的原料是液态物料，包括真溶液、胶体溶液、悬浮液、乳浊液、浆状物、可流动膏体等，食品工业喷雾干燥一般选用干热空气作为介质，喷雾干燥产品的形式有粉状、粒状、聚结成团块状等干粉料。

喷雾干燥设备在食品工业广泛用于生产乳粉、蛋粉、豆奶粉、低聚糖粉、蛋白质水解物粉、微生物发酵物、同体饮料等粉状制品的干燥作业以及微胶囊造粒工艺中。

喷雾干燥的工作原理：喷雾干燥设备经过喷雾机械作用，将液态的物料分散成很细的像雾一样的微粒，微细液滴与热介质接触，在一瞬间将大部分水分除去，从而使物料中固体物质干燥成粉末。体积为1m3溶液经雾化分散成直径为10μm的球型小液滴，表面积可增加1290倍，雾化大大增加水分蒸发面积、加速了干燥过程，物料受热时间短、受热强度低，产品品质得到可靠保证2。