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當(dang)前位(wei)置(zhi):首頁 > 技(ji)術文章(zhang) > 小(xiao)型(xing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)研究(jiu)進展(zhan)
噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji) 摘(zhai)要:隨(sui)著(zhe)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)技(ji)術的日益完(wan)善,以(yi)及人(ren)們對於(yu)食(shi)品(pin)方(fang)面(mian)的嚴(yan)格(ge)要求,該(gai)技(ji)術在食(shi)品(pin)工(gong)業(ye)凸(tu)顯(xian)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。本(ben)文綜述(shu)了噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)系(xi)統、其分(fen)類特(te)點(dian)及在食(shi)品(pin)工(gong)業(ye)中(zhong)運用(yong)。對未來該(gai)技(ji)術在各(ge)個(ge)領(ling)域(yu)中的運用(yong)進行(xing)了相(xiang)應(ying)的展(zhan)望(wang)。 關(guan)鍵(jian)字:噴霧(wu)幹(gan)燥(zao);分(fen)類;食(shi)品(pin)工(gong)業(ye) 噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)技(ji)術的研究(jiu)始(shi)於(yu)19世(shi)紀初(chu)期,在世(shi)界(jie)上(shang)已有壹(yi)百(bai)多(duo)年(nian)的歷史(shi)。早在 1865年(nian),La Mont提出(chu)了用(yong)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)方(fang)法來處理(li)蛋(dan)品(pin),這種(zhong)由液態(tai)經(jing)霧化(hua)和幹燥(zao)在短時間(jian)內直接(jie)變(bian)成固(gu)體粉(fen)末的過程,在20世(shi)紀取得(de)了長(chang)足的進展(zhan)。而噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術在我(wo)國起步較(jiao)晚(wan),Z早是在20世(shi)紀50年代(dai)從(cong)前蘇(su)聯(lian)引進噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)用於(yu)染料的噴霧(wu)幹(gan)燥(zao) [1-2] 。目前,噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術已(yi)日(ri)漸(jian)成熟,在食(shi)品(pin)工(gong)業(ye)中(zhong)的應用也越(yue)來 越(yue)廣泛(fan),如用於(yu)奶(nai)粉(fen)[3]、乳清粉(fen)[4]、豆奶(nai)粉(fen)[5]、蛋粉(fen)、果汁(zhi)粉(fen)、速(su)溶咖(ka)啡(fei)[6]等(deng)的生產。噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)技(ji)術具有蒸發面積大、幹(gan)燥(zao)速(su)度(du)快(kuai)、物料溫(wen)度(du)低、易(yi)於(yu)連續(xu)化(hua)生產等特(te)點(dian),在食(shi)品(pin)幹(gan)燥(zao)中(zhong)顯示(shi)出(chu)很強的性。它(ta)使(shi)許多(duo)有價值(zhi)但(dan)不(bu)易(yi)保(bao)存的物料得(de)以(yi)大大延(yan)長(chang)保(bao)質(zhi)期,使壹(yi)些物料便(bian)於(yu)包裝、貯(zhu)存和(he)運輸(shu)。同(tong)時(shi),也簡化(hua)了壹(yi)些物料的加工(gong)工(gong)藝[7]。近(jin)幾(ji)年(nian)來,噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)技(ji)術在固(gu)體飲(yin)料(liao)中(zhong)的應用也日(ri)益(yi)廣(guang)泛,如草莓粉(fen)、乳粉(fen)、南瓜粉(fen)、番茄粉(fen)及各種植物蛋白(bai)粉(fen)的加工(gong)等。本(ben)文闡(chan)述(shu)了噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術的分(fen)離及(ji)特(te)點(dian),同(tong)時(shi)綜述(shu)了噴霧(wu)技(ji)術在食(shi)品(pin)工(gong)業(ye)的運用(yong),為進壹(yi)步利用該(gai)技(ji)術及(ji)對(dui)其(qi)改進提(ti)供壹(yi)些參考(kao)。 1噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術及(ji)分(fen)類 1.1噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術 噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)是(shi)以(yi)單壹(yi)工(gong)序將(jiang)溶(rong)液、乳濁(zhuo)液、懸(xuan)浮(fu)液和漿(jiang)狀物料加工(gong)成粉(fen)狀、顆粒(li)狀、空心(xin)球或(huo)團(tuan)粒(li)狀幹燥(zao)產(chan)品的壹(yi)種(zhong)幹燥(zao)方(fang)法[8],主要(yao)
是(shi)利用霧(wu)化(hua)器將料(liao)液(ye)分(fen)散(san)成細小(xiao)的霧滴,並在熱(re)幹燥(zao)介(jie)質中(zhong)迅(xun)速(su)蒸發溶劑(ji)形(xing)成幹粉(fen)產品的過程。壹(yi)般噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)階段為(wei)料(liao)液霧化、霧群(qun)與(yu)熱(re)幹燥(zao)介(jie)質接(jie)觸(chu)混(hun)合、霧滴的蒸發幹燥(zao)、幹(gan)燥(zao)產(chan)品與幹(gan)燥(zao)介(jie)質分(fen)離。料(liao)液(ye)的形(xing)式可以(yi)是溶液、懸(xuan)浮(fu)液、乳濁(zhuo)液等經泵(beng)可以(yi)輸送的液體形(xing)式,幹(gan)燥(zao)所(suo)得(de)產品(pin)可以(yi)是粉(fen)狀、顆粒(li)狀或經過團(tuan)聚(ju)的[9]。與傳統的幹燥(zao)方(fang)法相比(bi),噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)技(ji)術有很多(duo)優點,其(qi)幹(gan)燥(zao)速(su)度(du)快(kuai),時間(jian)短(3~10 s),適合於(yu)熱(re)敏性物料的幹燥(zao);幹(gan)燥(zao)過(guo)程瞬(shun)間(jian)完(wan)成,可由液體直接(jie)得(de)到幹(gan)燥(zao)產(chan)品,避免(mian)了幹(gan)燥(zao)過(guo)程中(zhong)造(zao)成粉(fen)塵(chen)飛揚;無(wu)需蒸發、結晶(jing)、固(gu)液機(ji)械(xie)分(fen)離等(deng)操(cao)作(zuo);產(chan)品(pin)具有良好(hao)的分(fen)散(san)性和(he)溶(rong)解性,能(neng)大地(di)保(bao)留原(yuan)料本身(shen)的色(se)、香、味(wei)和營(ying)養(yang)成分(fen);生產(chan)過(guo)程簡(jian)單(dan),操(cao)作(zuo)控(kong)制(zhi)方便(bian)。但(dan)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)方(fang)法也有壹(yi)些不易(yi)克服的缺點,如動力消耗(hao)大(da)、傳熱(re)系數(shu)低導(dao)致(zhi)熱(re)效率低;幹燥(zao)器(qi)的體積大、操(cao)作(zuo)彈(dan)性小(xiao),易(yi)發生粘壁現象等 [10-11] 。 1.2噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)系(xi)統 噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)系(xi)統包括空氣(qi)加熱(re)系統、供料系統、熱(re)風分(fen)配系統、霧化和幹(gan)燥(zao)系(xi)統、回收系統以(yi)及控(kong)制(zhi)系統等。[12] 1.2.1加熱(re)系統 工(gong)業(ye)性的噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)設(she)備的空氣加熱(re)形(xing)式很多(duo),如蒸汽加熱(re)、電加熱(re)、導(dao)熱(re)油加熱(re)、燃煤(mei)熱(re)風爐、燃氣(qi)熱(re)風爐和(he)燃油(you)熱(re)風爐等(deng)。實驗(yan)室用(yong)的噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)器(qi)由於(yu)幹燥(zao)所(suo)需空氣(qi)量很少(shao),所(suo)以(yi)選用(yong)了電(dian)加熱(re),這樣使得(de)設備更(geng)緊湊(cou),溫度(du)調(tiao)控(kong)便(bian)利,而且(qie)所(suo)需的電耗也少(shao)。此外(wai),為了滿(man)足生化(hua)產品(pin)的衛生要求及工(gong)藝參(can)數(shu)的可調(tiao)性,加熱(re)系統則包括空氣(qi)過濾器(qi)、電(dian)加熱(re)器和調(tiao)壓(ya)加熱(re)等控(kong)制(zhi)裝置(zhi)。 1.2.2供料系統 工(gong)業(ye)性生(sheng)產(chan)的噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)設(she)備的供料系統壹(yi)般采(cai)用(yong)螺(luo)桿(gan)泵(beng)加調(tiao)節(jie)裝置(zhi)。而微型(xing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)器(qi)選用(yong)醫(yi)用蠕(ru)動泵(beng),可滿足小(xiao)流量、可調(tiao)節(jie)的要求。 1.2.3熱(re)風分(fen)配系統 工(gong)業(ye)性生(sheng)產(chan)的小(xiao)型(xing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)設備的熱(re)風分(fen)配系統采(cai)用(yong)DAR型(xing)、DHS型(xing)或(huo)直通(tong)型(xing),根(gen)據霧化(hua)方(fang)式進行(xing)選擇(ze),通常(chang)對於(yu)JT-8000Y噴嘴型(xing)式(shi)霧化的采(cai)用(yong)直通(tong)型(xing)熱(re)風分(fen)配器。對於(yu)二流體噴嘴霧(wu)化方式(shi) ,采(cai)用(yong)改進型(xing)直通(tong)型(xing)熱(re)風分(fen)配器。 1.2.4霧化(hua)系統 本系統包括空氣(qi)壓縮(suo)機、霧化器、壓縮(suo)空氣的流量調(tiao)節(jie)等。霧(wu)化(hua)器包括壓力(li)式、二(er)流(liu)體及離心(xin)式(shi)三(san)種(zhong)。空(kong)氣壓縮(suo)機采(cai)用(yong)增(zeng)氧泵(beng)型(xing),流(liu)量調(tiao)節(jie)用轉(zhuan)子(zi)流量計(ji)。 1.2.5幹(gan)燥(zao)系(xi)統 幹燥(zao)系(xi)統主要指幹(gan)燥(zao)室和(he)相(xiang)關的管路、控(kong)制(zhi)等。幹(gan)燥(zao)室采(cai)用(yong)耐熱(re)玻璃(li)作(zuo)為(wei)幹(gan)燥(zao)室直筒(tong)(250 mm×300 mm),便(bian)於(yu)觀察(cha),且直觀性好(hao),下(xia)部采(cai)用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼錐(zhui)體連接(jie),錐(zhui)體角(jiao)度(du)不(bu)同(tong)於(yu)工(gong)業(ye)性生(sheng)產(chan)的噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)設(she)備的錐(zhui)體 55°或60°,采(cai)用(yong)30°錐(zhui)體以(yi)有利於(yu)幹粉(fen)的卸(xie)落和增(zeng)加的幹燥(zao)流(liu)程。在幹(gan)燥(zao)室的進出(chu)口(kou)管(guan)道(dao)上(shang)裝有溫(wen)度(du)檢測(ce)及顯(xian)示(shi)儀(yi)表(biao)。 在食(shi)品(pin)料(liao)滴(di)表(biao)面形(xing)成的飽和蒸汽膜(mo)迅(xun)速(su)進行(xing)蒸發,蒸發溫度(du)近(jin)似(si)等(deng)於(yu)幹燥(zao)空(kong)氣的濕球溫(wen)度(du)。所(suo)設(she)計(ji)的幹燥(zao)室可提供有效(xiao)的料滴逗(dou)留時(shi)間(jian),使料滴(di)在不(bu)發生熱(re)降解的情況下被幹燥(zao)。從(cong)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)器(qi)排(pai)出(chu)的產品溫度(du)近(jin)似(si)等(deng)於(yu)25~30℃, 低於(yu)幹燥(zao)空(kong)氣排(pai)出(chu)口(kou)的溫度(du)。在蒸發階段,霧(wu)化(hua)形(xing)成的料滴分(fen)布也(ye)是可變的,主要取決(jue)於(yu)產品要求的外(wai)觀形(xing)狀。 1.2.6回收系統 本系統包括旋(xuan)風(feng)分(fen)離器(qi)、 增(zeng)氧泵(beng)及(ji)產(chan)品收(shou)集器等(deng)。工(gong)業(ye)性生(sheng)產(chan)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)設(she)備(JT-8000Y小(xiao)型(xing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji))的回收系統壹(yi)般有旋(xuan)風(feng)分(fen)離器(qi)、 濕(shi)式(shi)洗(xi)滌(di)器(qi)和袋(dai)濾器(qi)等(deng)。壹(yi)般采(cai)用(yong)兩(liang)種方(fang)式進行(xing)物料的有效(xiao)回(hui)收(shou):兩(liang)處排(pai)出(chu),即(ji)從(cong)幹(gan)燥(zao)室底部和(he)旋(xuan)風(feng)分(fen)離器(qi)排(pai)出(chu);壹(yi)處(chu)排(pai)出(chu), 即(ji)粉(fen)料與幹燥(zao)空(kong)氣壹(yi)起從幹燥(zao)室排(pai)出(chu)再(zai)經(jing)旋(xuan)風(feng)分(fen)離器(qi)回(hui)收(shou)。 2噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)分(fen)類 2.1按微(wei)粒(li)化方法(fa)分(fen)類[13] 已(yi)知(zhi)溶(rong)液(ye)在噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)時(shi),其表(biao)面積越(yue)大,則(ze)幹(gan)燥(zao)速(su)度(du)越(yue)快(kuai),所以(yi),為了增(zeng)大(da)被(bei)幹(gan)燥(zao)溶(rong)液的表(biao)面積,使溶(rong)液(ye)微粒(li)化,這是(shi)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)關(guan)鍵的問題,微粒(li)化的方法有三(san)種(zhong),即(ji)壓(ya)力小(xiao)型(xing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)、離心(xin)小(xiao)型(xing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)和氣流(liu)小(xiao)型(xing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)。因(yin)氣(qi)流(liu)噴霧(wu)在食(shi)品(pin)工(gong)業(ye)中(zhong)較(jiao)少(shao)采(cai)用(yong),故(gu)此處只(zhi)做簡(jian)要(yao)概述(shu)。 2.1.1壓力噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji) 2.1.1.1壓力噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)原(yuan)理 利用高(gao)壓(ya)泵(beng)使(shi)料(liao)液的壓力達(da)到(200大(da)氣(qi)壓(ya)),對於(yu)高粘度(du)物料的高壓泵(beng)可達(da)300-400大氣(qi)壓(ya)。在的初(chu)速(su)度(du)下(xia)以(yi)切(qie)線(xian)方(fang)向(xiang)進入(ru)噴咀(ju)的旋(xuan)轉(zhuan)室中(zhong),使(shi)料液形(xing)成旋(xuan)轉(zhuan)運動(dong)。而聚(ju)化(hua)成直徑(jing)在10-20微(wei)米(mi)的霧狀微粒(li)噴入(ru)幹(gan)燥(zao)室,由於(yu)同(tong)熱(re)空氣直接(jie)接(jie)觸(chu),進行(xing)熱(re)交(jiao)換(huan)和(he)水(shui)分(fen)的傳遞,其表(biao)面水(shui)分(fen)迅速(su)蒸發,在很短的時間(jian)內被幹(gan)燥(zao)成球狀顆粒(li),沈(chen)降千室底。旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)與(yu)旋(xuan)渦(wo)半(ban)徑成反比(bi),故(gu)噴成的液霧呈(cheng)空心(xin)園錐(zhui)形(xing)。 2.1.1.2壓力(li)噴霧(wu)微(wei)粒(li)化裝置(zhi) 壓力噴霧(wu)微(wei)粒(li)化裝置(zhi)是保證(zheng)成品質(zhi)量,提高(gao)幹燥(zao)效(xiao)率的關鍵性部(bu)件(jian),目前較為常(chang)用的有“M "型(xing)和(he)“S "型(xing)兩(liang)種。小(xiao)型(xing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)噴嘴壹(yi)般均有使(shi)液(ye)流(liu)產(chan)生旋(xuan)轉(zhuan)的導(dao)溝結(jie)構。 2.1.2離(li)心(xin)小(xiao)型(xing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji) 2.1.2.1離心(xin)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)的原理 小(xiao)型(xing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)機(ji)是利用在水(shui)平方(fang)向(xiang)作(zuo)高(gao)速(su)旋(xuan)轉(zhuan)的圓盤(pan)給(gei)予溶(rong)液(ye)以(yi)離心(xin)力(li),使(shi)其(qi)以(yi)高速(su)甩出(chu),形(xing)成薄膜(mo)、細(xi)絲(si)或(huo)液(ye)滴,同(tong)時(shi)又受到(dao)周圍空氣的摩擦、阻(zu)礙(ai)與(yu)撕裂(lie)等作(zuo)用(yong),此時作(zuo)用(yong)的兩(liang)種力(li)是:由料液(ye)與(yu)熱(re)風界面(mian)之間(jian)的相對速(su)度(du)而(er)產(chan)生(sheng)的摩擦力(li);料(liao)液(ye)進入(ru)到(dao)離(li)心(xin)盤(pan)周(zhou)緣處(chu)的慣性產(chan)生(sheng)的離心(xin)力(li)。隨(sui)著(zhe)圓盤(pan)旋(xuan)轉(zhuan)而(er)產(chan)生(sheng)的切(qie)向(xiang)速(su)度(du)與(yu)離(li)心(xin)力(li)作(zuo)用(yong)而(er)產(chan)生的徑向(xiang)速(su)度(du),結(jie)果以(yi)壹(yi)合速(su)度(du)在圓盤(pan)上(shang)運動(dong),其運動(dong)軌跡可設想為(wei)壹(yi)螺(luo)旋(xuan)形(xing),液體沿著此螺旋(xuan)線(xian)自圓盤(pan)上(shang)拋出(chu)後(hou),就(jiu)分(fen)散(san)成很微(wei)小(xiao)的液滴以(yi)平均速(su)度(du)沿著圓盤(pan)切(qie)線(xian)方(fang)向(xiang)運動(dong),同(tong)時(shi)液滴又(you)受到地(di)心(xin)吸(xi)力(li)的作(zuo)用(yong)向(xiang)下落。由於(yu)微灑出(chu)的微粒(li)大小(xiao)不同(tong),因(yin)而(er)它(ta)們飛行(xing)距(ju)離也(ye)就(jiu)不同(tong),因(yin)此在不(bu)同(tong)的距離落下的微粒(li)形(xing)成壹(yi)個(ge)以(yi)轉軸中心(xin)對(dui)稱的圓柱(zhu)體。 2.1.2.2離心(xin)噴霧(wu)器(qi)結(jie)構(gou) 它(ta)與壓力噴霧(wu)不(bu)同(tong),不(bu)用高壓(ya)也可獲得(de)很大(da)的速(su)度(du),當(dang)溶液(ye)進入(ru)旋(xuan)轉(zhuan)盤(pan)而(er)獲得(de)旋(xuan)轉(zhuan)運動(dong)時,因(yin)離(li)心(xin)力(li)的作(zuo)用(yong),成薄膜(mo)狀的溶液以(yi)不斷增(zeng)長(chang)的速(su)度(du),向(xiang)盤(pan)邊(bian)緣移動(dong)而噴出(chu)成微細(xi)的霧狀。對於(yu)較優良的離心(xin)盤(pan)設(she)計(ji),要(yao)求潤(run)濕(shi)周邊(bian)長(chang),能(neng)使溶液達(da)到高(gao)轉(zhuan)速(su),噴霧(wu)均勻。離心(xin)盤(pan)本(ben)身結(jie)構(gou)要求堅(jian)固(gu)、質輕(qing)、結構簡(jian)單(dan)、*、易(yi)拆(chai)洗(xi)、並有較(jiao)大(da)的生產率。 目前在工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)采(cai)用(yong)離(li)心(xin)盤(pan)的式樣很多(duo)。對(dui)於(yu)碟式、碗式、僧(seng)帽(mao)式(shi)而(er)言(yan),它(ta)們均有較(jiao)大(da)的潤(run)濕(shi)周邊(bian),使(shi)溶液(ye)形(xing)成扁(bian)平(ping)之薄(bo)膜(mo),有利於(yu)霧化,結構也(ye)較簡(jian)單(dan),其缺點是因(yin)表(biao)面平(ping)滑,溶(rong)液(ye)在轉(zhuan)盤(pan)內(nei)產生(sheng)較(jiao)大的滑動(dong),使(shi)之不(bu)能(neng)得(de)到較(jiao)高(gao)的噴霧(wu)速(su)度(du)。另(ling)壹(yi)方(fang)面,碟(die)式(shi)離(li)心(xin)盤(pan)在加料時(shi),易(yi)發生液(ye)滴飛濺,碗式離心(xin)盤(pan)上(shang)的螺釘易(yi)脫(tuo)落,造成危險。 2.1.3氣(qi)流(liu)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao) 利用空(kong)氣(qi)的動能(neng)如二流體(噴咀(ju))霧化(hua),從噴咀(ju)噴出(chu)的氣體速(su)度(du)壹(yi)般為200-300米(mi)/秒,有時(shi)甚(shen)至達(da)到聲(sheng)速(su)或超(chao)音(yin)速(su),但(dan)溶(rong)液流出(chu)的速(su)度(du)並不(bu)太(tai)大(da),因(yin)此在二(er)種流(liu)體之間(jian)存在很大(da)的相對速(su)度(du),由此而產(chan)生的摩擦,使(shi)料(liao)液(ye)成為細(xi)絲(si)狀,然後斷裂(lie)為(wei)微(wei)細霧(wu)滴。由細絲(si)狀斷裂為細(xi)霧(wu)滴(di)的快(kuai)慢是(shi)與料(liao)液粘度(du)和(he)二(er)流(liu)體之間(jian)的相對速(su)度(du)有關(guan)。 2.2按幹(gan)燥(zao)室形(xing)式分(fen)類[14] 可根(gen)據幹燥(zao)室中(zhong)熱(re)風和被(bei)幹燥(zao)顆(ke)粒(li)之間(jian)運動(dong)方向(xiang)來分(fen)類,壹(yi)般分(fen)作(zuo)並流(liu)型(xing)、逆流型(xing)和(he)混(hun)流(liu)型(xing)三(san)種。但(dan)是(shi)在食(shi)品(pin)工(gong)業(ye)中(zhong),如牛(niu)奶(nai)、果汁(zhi)、雞(ji)蛋(dan)液(ye)等等,都(dou)是熱(re)敏感物質,故(gu)絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)采(cai)用(yong)並流(liu)型(xing),也(ye)有采(cai)用(yong)混(hun)流(liu)型(xing)的。並流(liu)型(xing)的主要優點可采(cai)用(yong)較(jiao)高(gao)進風(feng)溫(wen)度(du)來幹燥(zao),而(er)不影響產品(pin)質(zhi)量,因(yin)為(wei)幹(gan)燥(zao)至Z後的產品溫度(du),取(qu)決(jue)於(yu)幹燥(zao)室的排(pai)風溫(wen)度(du),溶(rong)浪(lang)與(yu)熱(re)風在幹(gan)燥(zao)室同(tong)壹(yi)邊(bian)進入(ru),而(er)在水(shui)平的噴矩(ju)下(xia)進行(xing)工(gong)作(zuo),稱為(wei)水(shui)平並流(liu)型(xing),僅(jin)適用(yong)於(yu)壓力噴霧(wu),我(wo)國老式嘖(ze)霧(wu)設備多(duo)采(cai)用(yong)此法。其(qi)缺點是當(dang)處理(li)量增(zeng)加時,需(xu)增(zeng)加壓力(li)噴槍(qiang)數(shu)目,但(dan)由於(yu)噴霧(wu)距(ju)離(li)小(xiao),噴霧(wu)角(jiao)等受(shou)到限(xian)制(zhi),在清(qing)掃(sao)產(chan)品時(shi)存在問(wen)題不(bu)小(xiao),漸(jian)漸(jian)被(bei)淘(tao)汰。 3噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術在食(shi)品(pin)工(gong)業(ye)中(zhong)的運用(yong) 3.1在食(shi)品(pin)添(tian)加劑(ji)中(zhong)的應用 在食(shi)品(pin)添(tian)加劑(ji)中(zhong),微膠囊香料是Z早應用(yong)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術的此技(ji)術的應用,大大(da)提(ti)高(gao)了香料耐氧光(guang)熱(re)的能(neng)力,提高了各(ge)種(zhong)香料和風味(wei)物質的可加工(gong)性,延(yan)長(chang)了貯(zhu)存期限,大(da)大拓(tuo)寬了香料和風味(wei)物質的使用範圍(wei)[15]。如木瓜蛋白(bai)酶作(zuo)為(wei)壹(yi)種(zhong)酶制(zhi)劑(ji),易(yi)被(bei)氧化(hua)失(shi)活,且耐熱(re)性差(cha),易(yi)與(yu)金(jin)屬離子(zi)發生反應;用(yong)β-環糊(hu)精(jing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)制(zhi)成微膠囊可防止其氧化(hua)失(shi)活,減輕(qing)木瓜的特殊氣(qi)味(wei),提高(gao)其(qi)熱(re)穩定(ding)性和(he)利用率,從(cong)而(er)拓(tuo)寬了它(ta)的應用範圍(wei)[16]。幾乎(hu)所有的油脂如芝(zhi)麻油、花生油(you)、棉籽(zi)油(you)、大(da)豆(dou)油、色(se)拉油(you)、豬油(you)、玉米(mi)油(you)、椰子油(you)等均可經噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)制(zhi)成微膠囊,將(jiang)其轉(zhuan)化(hua)成固(gu)體粉(fen)末油脂,從而可以(yi)方便(bian)地(di)用(yong)作(zuo)各(ge)種(zhong)食(shi)品(pin)添(tian)加劑(ji)[17]。以(yi)大豆蛋白(bai)與麥(mai)芽糊(hu)精(jing)為壁材(cai),將(jiang)姜油樹脂噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)制(zhi)成微膠囊,在改變(bian)姜(jiang)油樹(shu)脂狀態(tai)的同(tong)時(shi),也滿足了作(zuo)為(wei)香料快(kuai)速(su)釋放的要求[18]。 3.2在乳(ru)制(zhi)品中(zhong)的運用(yong) 乳制(zhi)品幹(gan)燥(zao)Z廣(guang)泛應用(yong)的技(ji)術是(shi)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)。由於(yu)乳制(zhi)品中(zhong)含(han)有許(xu)多(duo)生(sheng)物活性成分(fen)及營(ying)養(yang)物質,因(yin)而(er)不(bu)進行(xing)強烈(lie)的熱(re)處理,且(qie)允許(xu)產品在常(chang)溫條件下(xia)貯(zhu)存是(shi)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術的優勢所(suo)在。[19]對(dui)於(yu)奶(nai)粉(fen)粘壁問題(ti),L Ozmen等(deng)人(ren)研究(jiu)了脫(tuo)脂奶(nai)粉(fen)玻璃(li)態(tai)轉(zhuan)化溫(wen)度(du)和(he)粘點溫度(du)的對應關系(xi),用(yong)試(shi)驗(yan)證(zheng)明了粘點曲線和玻(bo)璃(li)態(tai)轉(zhuan)變溫(wen)度(du)曲(qu)線(xian)之(zhi)間(jian)的正(zheng)向(xiang)對應(ying)關(guan)系(xi),得(de)出(chu)可以(yi)用DSC(差(cha)式量熱(re)掃(sao)描(miao)儀(yi))測(ce)定(ding)玻璃(li)態(tai)轉(zhuan)化溫(wen)度(du)曲(qu)線(xian)來模(mo)擬和(he)研究(jiu)顆(ke)粒(li)掛壁現象。[20] 從而通過(guo)粘點曲線這壹(yi)半(ban)定(ding)量標(biao)準(zhun) 對(dui)產品進行(xing)壹(yi)次(ci)評估,有利於(yu)後續(xu)工(gong)藝的改善。此外(wai),乳制(zhi)品制(zhi)粉(fen)後如何(he)提高其速(su)溶性也(ye)是(shi)研究(jiu)的方向(xiang),在此過程中(zhong)加熱(re)程度(du)、顆(ke)粒(li)直徑(jing)等(deng)因(yin)素(su)都(dou)會(hui)對(dui)其有影(ying)響。MAA Cruz等用(yong)實(shi)驗(yan)型(xing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)塔生產高質(zhi)量的速(su)溶全(quan)脂奶(nai)粉(fen),采(cai)用(yong)的條件是(shi):較(jiao)低的進料(liao)量和進口(kou)溫(wen)度(du)(1.4 kg/h,160℃),較(jiao)高(gao)的噴霧(wu)轉(zhuan)速(su)(50 000 rpm);得(de)到的奶(nai)粉(fen)參數(shu)為(wei):水(shui)分(fen)含(han)量4.0%,Hausner比(bi)值(zhi)1.6,表(biao)觀密度(du)531 kg/m3[21]。隨(sui)著(zhe)自動(dong)化及信(xin)息(xi)化(hua)技(ji)術的完(wan)善,如今可通過技(ji)術模(mo)擬來進行(xing)產(chan)品的預(yu)測(ce),從而(er)在保(bao)證(zheng)高質(zhi)量的同(tong)時(shi)降低成本的輸出(chu)。 3.3在速(su)溶茶(cha)飲(yin)料(liao)中(zhong)的應用 茶(cha)飲(yin)料(liao)具有良好(hao)的功(gong)能(neng)性,其(qi)中(zhong)含(han)有豐富的營(ying)養(yang)物質以(yi)及對人(ren)體有益(yi)活性成分(fen)。為了擴大(da)茶(cha)飲(yin)料(liao)市(shi)場,通過(guo)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)制(zhi)備的茶(cha)飲(yin)料(liao)也(ye)日(ri)益(yi)受到廣大(da)消費(fei)者的歡迎(ying)。由於(yu)種類較(jiao)多(duo),因(yin)此噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術參(can)數(shu)上(shang)有的差(cha)異(yi)。庫爾班江等[22]采(cai)用(yong)正(zheng)交(jiao)試(shi)驗(yan)的方法,優化了菊(ju)花速(su)溶茶(cha)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)工(gong)藝,確(que)定(ding)的Z佳工(gong)藝為(wei)進口(kou)溫(wen)度(du)為(wei)200℃,噴霧(wu)壓(ya)力(li)為(wei)180kPa,料(liao)液相對密度(du)為(wei)1.05。周(zhou)天(tian)山(shan)等(deng)[23]在去(qu)苦味(wei)冷溶(rong)型(xing)速(su)溶綠(lv)茶(cha)的加工(gong)工(gong)藝中(zhong)采(cai)用(yong)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)參(can)數(shu)為(wei):進口(kou)溫(wen)度(du)135℃,出(chu)口(kou)溫(wen)度(du)75℃,進樣速(su)度(du)為(wei)10mL/ min。談(tan)鴻(hong)斌(bin)等[24]在速(su)溶茶(cha)粉(fen)的生產中指(zhi)出(chu),進風(feng)溫(wen)度(du)為(wei)250℃,使(shi)用(yong)壓力噴嘴,操(cao)作(zuo)壓(ya)力(li)為(wei)2.5~3.0MPa時就(jiu)可以(yi)得(de)到串(chuan)珠狀顆粒(li)。周建華[25]在桑椹(shen)速(su)溶茶(cha)的研制(zhi)中所(suo)采(cai)用(yong)的噴霧(wu)條件是(shi):進料(liao)液(ye)溫度(du)45~50℃,進風(feng)溫(wen)度(du)為(wei)200~220℃,排(pai)風溫(wen)度(du)為(wei)80~90℃,幹(gan)燥(zao)室溫(wen)度(du)保(bao)持85~95℃,轉速(su)為800~1500 r/ min。
3.4在果蔬粉(fen)加工(gong)中的應用 在水(shui)果和蔬菜中(zhong),利用噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)法(fa)加工(gong)成粉(fen)的,Z多(duo)的是番茄[26]。番茄紅素(su)(Lycopene)是(shi)番茄內Z主要(yao)的類胡蘿蔔素(su),是(shi)壹(yi)種(zhong)不飽(bao)和(he)碳氫化合物,是人(ren)體血(xue)清中(zhong)存在的Z主要的類胡蘿蔔素(su)。它(ta)通過捕捉(zhuo)單(dan)線(xian)態(tai)氧和(he)過(guo)氧化(hua)自由基發揮抗氧化(hua)作(zuo)用(yong),但(dan)番茄紅素(su)的穩定(ding)性很差(cha),易(yi)發生順反異(yi)構化(hua)和(he)氧化(hua)降(jiang)解。果蔬漿(jiang)含(han)有大(da)量的小(xiao)分(fen)子糖(tang),主(zhu)要有葡(pu)萄(tao)糖(tang)和(he)果糖(tang),它(ta)們的玻璃(li)態(tai)轉(zhuan)化溫(wen)度(du)(g)分(fen)別是(shi)31℃和 50℃[27]。其粘性大(da),很難進行(xing)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao),且(qie)在噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)過(guo)程中(zhong),果蔬粉(fen)會(hui)因(yin)它(ta)的熱(re)塑性和(he)吸(xi)濕性而(er)出(chu)現(xian)結(jie)塊(kuai)問(wen)題[28]。劉元軍(jun)以(yi)明膠與蔗糖(tang)為(wei)壁材(cai),研究(jiu)了番茄紅素(su)微(wei)膠囊化(hua)工(gong)藝技(ji)術[27],將(jiang)番茄紅素(su)封(feng)閉在囊(nang)膜(mo)內(nei)與(yu)外(wai)界環境隔離(li),提(ti)高了對(dui)光(guang)和(he)氧的穩定(ding)性,從(cong)而(er)起到保護作(zuo)用(yong),可減少損(sun)失,也(ye)有利於(yu)產品的包裝和(he)運輸(shu)。 3.5在保(bao)健食(shi)品(pin)中(zhong)的應用 目前我國保(bao)健食(shi)品(pin)的功(gong)能(neng)多(duo)集中在免(mian)疫調(tiao)節(jie)抗衰老、抗疲(pi)勞(lao)等領(ling)域(yu),而未來的發展(zhan)趨(qu)勢是產品(pin)功(gong)能(neng)分(fen)布將(jiang)逐(zhu)步發散(san),趨(qu)向(xiang)合理,中藥(yao)保健食(shi)品(pin)、老年保(bao)健(jian)食(shi)品(pin)、職(zhi)業(ye)保(bao)健(jian)食(shi)品(pin)、昆(kun)蟲(chong)保健(jian)食(shi)品(pin)、海(hai)洋保(bao)健(jian)食(shi)品(pin)等(deng)是(shi)我國保(bao)健食(shi)品(pin)未來的發展(zhan)方向(xiang)[29]。如蜂(feng)膠具有抗菌(jun)、抗病(bing)毒、抗高(gao)血(xue)壓、抗癌(ai)、促(cu)進組(zu)織(zhi)再(zai)生(sheng)、增(zeng)強免(mian)疫功(gong)能(neng)等功(gong)效,用麥(mai)芽糊(hu)精(jing)等壁材(cai)包埋成包埋率高(gao)的微膠囊粉(fen)末,大大提高了蜂(feng)膠的保質期[30]。天(tian)然維(wei)生素(su)E是(shi)生育酚類化(hua)合物的總稱,它(ta)是油(you)溶(rong)性的熱(re)敏性物質,難以(yi)與水(shui)溶性物質混(hun)溶(rong),因(yin)此不易(yi)均勻地(di)添(tian)加於(yu)食(shi)品(pin)、化(hua)妝(zhuang)品、藥(yao)品等水(shui)溶性產(chan)品(pin)中,用(yong)水(shui)溶性壁材(cai)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)制(zhi)成微膠囊,既(ji)能(neng)保持天(tian)然
維(wei)生素(su)E的固(gu)有特(te)性,又(you)能(neng)彌補(bu)其易(yi)氧化(hua)和(he)不易(yi)溶(rong)於(yu)水(shui)溶性產(chan)品(pin)的缺點[15]。 3.6在其(qi)他食(shi)品(pin)領(ling)域(yu)的應用 近(jin)年(nian)來隨(sui)著(zhe)各種(zhong)方(fang)便(bian)食(shi)品(pin)的開(kai)發,酸味(wei)劑(ji)的品種也越(yue)來越(yue)豐富 但(dan)如果把某些酸味(wei)劑(ji)直接(jie)添(tian)加到食(shi)品(pin)配料中,酸(suan)味(wei)劑(ji)會(hui)與(yu)果膠、蛋白(bai)質、澱(dian)粉(fen)等成分(fen)發生反應,使(shi)食(shi)品(pin)發生變(bian)質。目前,微膠囊化(hua)檸檬酸(suan)乳(ru)酸、蘋果酸等產品(pin)已(yi)商(shang)品化(hua),廣(guang)泛(fan)應用(yong)於(yu)餡餅填(tian)充物、點心(xin)粉(fen)、固(gu)體飲(yin)料(liao)及(ji)肉(rou)類等(deng)食(shi)品(pin)加工(gong)業(ye)中(zhong)。在實(shi)際應(ying)用中(zhong),微(wei)膠囊化(hua)防腐(fu)劑(ji)類產(chan)品(pin)主要(yao)利用微(wei)膠囊的控(kong)制(zhi)釋放及緩釋(shi)的特點,避免(mian)在加工(gong)過程中(zhong)由於(yu)直接(jie)加入(ru)山(shan)梨(li)酸、苯甲酸等防(fang)腐(fu)劑(ji)而(er)影響食(shi)品(pin)質(zhi)量[15]。 4展(zhan)望(wang) 噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術在生(sheng)產加工(gong)中的應用越(yue)來越(yue)廣泛(fan),又(you)因(yin)其(qi)本(ben)身(shen)的優點,既(ji)克服了物料不(bu)易(yi)貯(zhu)藏(zang)的缺點,又保(bao)留了物料的營(ying)養(yang)價值(zhi),為人(ren)們的健康提供了更(geng)好(hao)的保障(zhang)。而且,隨(sui)著(zhe)人(ren)們生活水(shui)平的提高和生(sheng)活節(jie)奏的加快(kuai),人(ren)們對食(shi)品(pin)的色(se)、香、味(wei)要求越(yue)來越(yue)高,對(dui)方(fang)便(bian)、營(ying)養(yang)的食(shi)品(pin)需(xu)求量越(yue)來越(yue)大[31]。同(tong)時(shi),在其(qi)基礎(chu)上(shang)發展(zhan)起來的噴霧(wu)冷(leng)凍(dong)技(ji)術、食(shi)品(pin)泡(pao)沫噴霧(wu)技(ji)術、噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)微(wei)膠囊化(hua)、無(wu)菌(jun)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術等(deng)也(ye)都(dou)將邁上(shang)壹(yi)個(ge)新的臺階。單壹(yi)的噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術的日益完(wan)善,使得(de)噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)與(yu)流化床(chuang)幹(gan)燥(zao)聯(lian)用技(ji)術在工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)中形(xing)成,而聯(lian)用技(ji)術更(geng)能(neng)滿足大批(pi)量的工(gong)業(ye)化(hua)需(xu)要(yao)。此外(wai),生產中噴霧(wu)幹(gan)燥(zao)技(ji)術將(jiang)漸(jian)漸(jian)擴展(zhan)到壹(yi)些酶的包埋、食(shi)品(pin)添(tian)加劑(ji)的制(zhi)取、微(wei)膠囊化(hua)食(shi)品(pin)的生產等,其(qi)在食(shi)品(pin)領(ling)域(yu)中有著(zhe)廣(guang)闊(kuo)的發展(zhan)前景(jing)。
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