热风流化床干燥谷物的效果对比研究及设备的改进

张晓艳

（赤峰学院 化学化工学院，内蒙古 赤峰 024000）

热风流化床干燥谷物的效果对比研究及设备的改进

张晓艳

（赤峰学院 化学化工学院，内蒙古 赤峰 024000）

通过实验对LHGZ-2型热风流化床对谷物干燥的工艺的研究，实验使用绿豆、黄豆、豇豆、小麦作为实验原料，浸泡六小时称取湿重，并用封口袋密封样品，考察了干燥室温度为80℃的条件下，物料的干燥速率曲.实验数据中绿豆、豇豆、小麦曲线R2的值均大于0.97.曲线的复相关系数R值均与1较为接近，说明数据与曲线的复合度较高.计算得知绿豆、黄豆、豇豆、小麦的平均干燥速率分别为0.010、0.039、0.078、0.081.根据计算结果比较干燥速率为：小麦＞豇豆＞黄豆＞绿豆.并通过分析对装置进行了改进.

热风；谷物；蔬菜；比较；改进

1 前言

流化床干燥机，冷冻干燥机等已经在食品颗粒状物料、医药的干燥中得到了实际的应用.其中冷冻干燥是一个耗时、耗能的操作,如果工艺条件得不到优化的话,完成干燥过程可能需要几天甚至几周时间.所以,干燥产品的稳定性及耐储性和工艺时间是实现冷冻干燥工艺最优化的两个考虑的主要因素[1].对比而言流化床干燥容易操作而且具有以下优点：（1）由于气体和颗粒状物料充分接触,实现了最佳的热、质传质效率,从而得到了较高的干燥速率；（2）节省空间；（3）较高的热效率；（4）设备购置、维护费用低；（5）工艺条件容易控制.很多食品物料都适合于流化床干燥,例如,豆类、快状蔬菜、水果颗粒、洋葱片和果汁粉等[2].目前流化床干燥包括普通流化床干燥机、振动流化床干燥机（卧式振动流化床干燥机、立式振动流化床干燥机、双质体振动流化床干燥机）、内加热流化床干燥机、搅拌流化床干燥机、惰性粒子流化床干燥机[3].

2 实验研究

本实验通过对谷物的干燥实验,流化床干燥采用热风流动对物料进行气—固二相悬浮接触的质热传递达到湿颗粒干燥.其采用对流方式干燥，气固两相大面积接触，表现出料床温差小、干燥速度快、成品含水均匀等沸腾干燥特点[4].了解了流化床干燥设备.热风通过金属网穿过物料层，可大大提高传热传质效率，但物料必需有一定的形状以防漏料[5]，通过实验对本设备金属网板及流化床与旋风分离器的接口处提出改进.

2.1 实验装置

1.入料漏斗 2.旋风分离器 3.U管压差器 4.流化床 5.采样口与出料口 6.电控箱 7. 备用口 8.孔板流量计 9.旁通阀 10.风机 11.电加热器 12.网

2.2 实验内容及分析

本实验使用绿豆、黄豆、豇豆、小麦作为实验原料，操作步骤如下(以一组绿豆为例)

⑴称取干绿豆0.5kg.

⑵浸泡六小时称取湿重616.3g，并用封口袋密封样品.

⑶在称取的绿豆中采湿样，并用封口袋密封样品，并做好标号.

⑷把剩余的绿豆倒进封口袋密封保存.

⑸在电控箱设定热风温度为80℃左右

⑹将初样倒进流化床内开动风机及电热器，并开始记时[6].

⑺每隔一段时间从采样口中采样，并用封口袋密封样品.

⑻待物料干燥后，停机.

⑼用电热箱把各个封口袋的样品烘干至绝干，并称取绝干重.

表1 绿豆采样记录及数据处理

表2 黄豆采样记录及数据处理

表3 豇豆采样记录及数据处理

表4 小麦采样记录及数据处理

图1 不同谷物干燥速率随时间的变化

3 结论

3.1 实验数据中绿豆、豇豆、小麦曲线R2的值均大于0.97.曲线的复相关系数R值均与1较为接近，说明数据与曲线的复合度较高.

3.2 计算得知绿豆、黄豆、豇豆、小麦的平均干燥速率分别为 0.010、0.039、0.078、0.081. 根据计算结果比较干燥速率为：小麦＞豇豆＞黄豆＞绿豆.

1.入料漏斗 2.旋风分离器 3.U管压差器 4.流化床 5.采样口与出料口 6.电控箱 7.备用口 8.孔板流量计 9.旁通阀 10.风机 11.电加热器 12.网 13.网

3.3 实验室实验装置的改进

⑴取料口的下边缘与网在一个平面上，或布风板的边缘在风口的上面.这样可以防止取料时因为床壁碰到取料勺而阻碍取料.

⑵在流化床与旋风分离器的接口处加上一个网，防止物料因太轻而被热风带入旋风分离器中损失物料.

⑶改进后的装置图：

〔1〕Xianlin(Charlie)Tang,Michael J Pikal.Design of freeze-drying processes for pharmaceuticals:practicaladvice[J].Phar-maceuticalResearch,2004.21(2).191～200.

〔2〕张慜，张鹏.食品干燥新技术的研究进展[J].食品与生物技术学报，2006，25（2）：116～119.

〔3〕万风岭，谢苏江，周昭军.干燥设备的现状及发展趋势[J].化工装备技术，2006，27（1）:11.

〔4〕邹龙贵.流化床技术在制药工业应用的现状及前景[J].机电信息,2005（16）:11.

〔5〕刘广文.我国干燥设备的技术进展及未来趋势[J].通用机械,2005（4）：20.

〔6〕向飞，杨晶，王立.小麦流态化干燥实验关联式及在热泵流化床谷物干燥中的应用[J].北京科技大学学报，2005（27）：109～113.

S226.6

A

1673-260X（2012）08-0034-03