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乾貨丨噴霧乾燥技術的基本原理和特點

噴霧乾燥技術的研究始於19世紀初期,隨着噴霧乾燥技術在工業上的廣泛應用,人們對它的基本原理和特點也進行了深入研究。

1.1 噴霧乾燥技術的原理

噴霧乾燥基本原理是物料經過過濾器由泵輸送到噴霧乾燥器頂端的霧化器,利用霧化器將液態物料分散成霧滴,由於霧滴半徑較小,比表面積和表面自由能大,且高度分散,霧滴表面溼分的蒸汽壓比相同條件下平面液態溼分的蒸汽壓要大,所以水分揮發極快,產品迅速得到乾燥。戴命和等根據質量守恆、能量守恆和牛頓第二定律推導了噴霧乾燥過程一維雙向靜態數學模型,從理論上研究了噴霧乾燥的熱乾燥機理,對提高噴霧乾燥的技術水平具有重要意義。

1.2 噴霧乾燥技術的特點

1.2.1 乾燥迅速,確保產品質量。食品中多含蛋白質和糖分,而蛋白質一般在60—80℃保持數分鐘會產生變性,在高溫下放置也會產生美拉德反應。利用噴霧乾燥,僅需 3-10s就能夠乾燥產品,這樣可有效抑制乾燥過程中食品的熱 變性和芳香成分的損失,確保了產品的質量。

1.2.2 乾燥產品具有良好的分散性、流動性和溶解性。對於乾燥產品而言,分散性、流動性和溶解性是產品質量的重要指標。在噴霧乾燥過程中,產品的乾燥是在熱空氣中進行的,所以產品基本上能保持與液滴相近似的球狀,從而具有良好的分散性、流動性和溶解性。

1.2.3 生產過程簡化、操作控制方便,適宜於連續化大規模生產。通過噴霧乾燥獲得的產品大部分都不需要再進行粉碎和篩選,從而減少了生產工序,簡化了生產工藝流程。產品的粒徑、鬆密度、水分,在一定的範圍內,可以改變操作條件進行調整,控制管理都很方便,而且能適應工業化大規模生產的要求。

1.2.4 防止發生公害,改善生產環境。由於噴霧乾燥是在密閉的容器中進行,能避免乾燥過程中造成的粉塵飛揚,避 免了環境污染。

1.3 噴霧乾燥存在的問題

噴霧乾燥技術的優點是顯著的,但是其不足之處也是不容忽視的。其缺點主要表現在動力消耗大,體積傳熱係數和熱效率均較低,設備體積大,易發生粘壁現象,一次性投資較大等。

尤其是粘壁問題,在噴霧乾燥過程中如果發生粘壁物料由於長時間停留在熱的內壁上,有可能被燒焦或變質,影響產品質量。周學永等對噴霧乾燥粘壁的類型和原因進行了分析,提出了噴霧乾燥粘壁的3種類型:半溼物料粘壁、低熔點物料的熱熔性粘壁和乾粉表面粘附,並提出瞭解決各種類型粘壁的方案。 

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