[科普中国]-多级干燥

简介

干燥过程包括恒速干燥阶段和降速干燥阶段,恒速干燥阶段是物料表面水分和物料内部大孔隙的非结合水分向表面移动所产生的水分蒸发过程，降速阶段是指物料内部向表面扩散而物料表面已不再维持其饱和润湿状态,此时空气传给物料的热量大于水分汽化的热量，造成物料的温度逐步上升,并接近于空气温度。在恒速阶段和降速阶段的结合部称为临界湿含量。临界湿含量往往大于产品所要求的最终含水量。为了去除最后的水分,节省能源，减少资源消耗，人们早在80年代就提出以多级干燥代替单一干燥的方法。1

来源由于干燥是借助于加热的作用,使物料中的水分汽化并除去,所以,干燥也是消耗大量热能的单元操作之一,但是干燥器的热效率较低(一般20%～60%),特别是以空气为介质的对流干燥,因此,在干燥过程中,节能显得尤为重要。2

应用原料进入第Ⅰ级干燥器,经干燥后,进旋风分离器,分离废气由引风机送入大气,被干燥的物料依次到第Ⅱ级…,第Ⅲ级,产品在第Ⅲ级干燥器出口达到工艺要求。新鲜空气经预热器加热至较高温度后,从底部进入各级干燥器,在干燥器内,热空气有一定的流速,使湿物料悬浮于上升的气流中,形成流化床,在流化床内,湿物料与热空气充分接触,热空气将热量传递给湿物料的同时,将湿物料中汽化的水分带走,但是,热空气的流速较大,离开干燥器时往往温度较高,在干燥过程中,有相当大的热量被废气带走,这部分热能的回收和利用是干燥过程值得重视的。2

乳品干燥时,由于蛋白质受热后容易引起表面结皮,使其临界湿含量为20%左右。而乳粉的最终含水量要求在4%以下。为了驱除最后的少量水分,不仅要求提高出口温度,而且相应的干燥容积加大,造成能耗较大、生产能力下降以及产品质量受到影响。由此，人们早在80年代就提出以多级干燥代替单一干燥的方法,多级干燥是以喷雾干燥为第一级，使乳品含水率达到8%,在干燥塔锥体内部设固定流化板，使乳品进一步干燥到4%,从塔底排出的乳粉进入振动流化床,它分两个区域,前区床层上喷卵磷醋,以促进乳粉的溶解性。后区下方进入50℃以下的除湿冷空气,使乳粉在较低温度下包装,以充分保证质量。多级干燥比单级喷雾干燥节能20%~25%,而且产品质量优于单级干燥。1