吸湿现象:物料与相对湿度值比它的水分活度值大的空气相接触,由于蒸汽压差的作用,物料从空气中吸收水分,直至达到平衡,这种现象称为吸湿现象。
去湿现象:物料与相对湿度值比它的水分活度值小的空气相接触,物料将向空气中逸出水分,直至达到平衡,这种现象称为去湿现象。
固定床:流化床干燥物料时,当热空气速度较低时,固体颗粒间的相对位置不发生变化,所体在颗粒层的空隙中通过,此时的颗粒层通常称为固定床
流化床:当气体流速增加时,使原本固定的颗粒开始运动,悬浮在上升的气流之中作随机运动,颗粒与流体之间的摩擦力与其净重力相平衡,此时形成的床层称为流化床。
临界流化速度:由固定床转为流化床时气流速度即临界流化速度。
再湿法:是使已干燥的粉粒通过与的湿热空气或料液雾滴接触,逐渐附聚成为较大的颗粒,然后再度干燥而成为干制品。
直通法:是通过调整操作条件,使经过喷雾干燥的保持相对高的湿含量,在这种情况下,表面自身的热粘性促使其发生附聚作用。
二、填空题
1、液态物料包括溶液、胶体溶液和非均相的液态物料;固态湿物料包括晶体、胶体和生物组织体。胶体物料分为三类:弹性胶体、脆性胶体和具有胶质毛细孔的物料。
2、通常可简单地将食品物料中的水分分为结合水和非结合水。根据食品物料中水分同固体间架间结合形式可将物料中的水划分为化学结合水、物理化学结合水、机械结合水
3、相对湿度可以用来表示湿空气的不饱和程度。相对湿度越小,表示空气偏离饱和程度愈远,可接纳的水分愈多,干燥能力也愈大。
4、结合水与非结合水,平衡水分与自由水分是两个不同范畴的概念。水之结合与否是食品物料自身的性质,与空气状态无关;而平衡水分与自由水分除受物料的性质限制外,还与空气的状态有着极其密切的关系。
5、一般干燥过程可以分为两个阶段,恒速干燥阶段和降速干燥阶段,两个干燥阶段之间的交点称为临界点,与该点对应的物料湿含量称为临界湿含量。
6、按工作原理可以将干燥分为对流干燥,接触干燥,冷冻干燥和辐射干燥。其中对流干燥在食品工业中应用最多。
7、物料在干燥过程中会发生各种变化,主要是食品物料内部组织结构的物理变化以及食品物料组成成分的化学变化。
8、流化床干燥器具有结构简单,便于制造,活动部件少,操作维修方便等特点。
9、喷雾干燥器由雾化装置、干燥室、产品回收系统、供料及热风系统等部分组成。常用的雾化器有压力式、离心式和气流式三种。
10、微波干燥设备由直流电源,微波发生器、波导管、微波干燥器及冷却系统等组成。按被加热物料和微波场的作用形式或以分为驻波场谐振腔干燥器,行波场波导干燥器,辐射型干燥器和慢波型干燥器等几大类。
11、厢式干燥器属于间歇性干燥设备,多用于固体食品物料的干燥。
12、隧道式干燥器中,高温低湿空气进入的一端称为热端,低温高湿空气进入的一端称为冷端。湿物料进入的一端称为湿端,而干制品离开的一端称为干端。
13、按物料与气流运动的方向,隧道式干燥器可分为顺流式,逆流式,顺逆流组合式和横流式。
14、气流干燥过程中,物料在气流干燥器中的运动可分为起初的加速运动阶段和随后的恒速运动阶段。要提高气流干燥器的效率或降低干燥管的高度,应尽量发挥干燥管底部加速阶段的作用。
15、为了使分散且不均匀的粉粒能快速溶解,通常是通过附聚作用,制成组织疏松的大颗粒速溶制品。附聚的方法有两种:一种是直通法,另一种为再湿法。
16、单滚筒干燥器的加料方式有:浸没加料,洒溅加料,转筒加料,侧向加料
17、双滚筒干燥器的加料方式有:浸没加料,洒溅加料,中心加料,转筒加料
18、从装置的技术特征来分,冷冻干燥设备由制冷系统、真空系统、冻结系统、加热系统、冷凝系统、干燥室等几部分组成
19、食品物料吸收、反射辐射线和被辐射线透过的能力与食品物料的性质、种类、表面状况及射线的波长等因素有关。对于一定性质和种类的食品物料,则主要取决于辐射线的波长。
20、干制前的食品物料的状态可分为两大类:液态和湿固态
21、物料在干燥过程中出现表面硬化的原因:一、溶质在物料表面积累产生结晶硬化现象;二、干燥初期物料水分蒸发过于强烈,在表面形成干燥薄膜
三、判断题
1、不饱和空气的湿球温度低于其干球温度。
食品辐射干燥过程中,往往选择远红外线进行加热。
2、弹性胶体除去水分后会收缩,但仍保持其弹性。
3、脆性胶体除去水分后会变脆,干燥后可能转化为粉末。
4、具有胶质毛细孔的物料因其毛细管壁有弹性,脱水时要收缩,干燥后变脆。
5、空气的湿球温度一定小于干球温度。(×)
6、对流干燥又称热风干燥,它以热空气为干燥介质,热空气即是载热体又是载湿体。
7、流化床中的气固运动状态很像沸腾着的液体,并且在许多方面表面出类似液体的性质。
9、双滚筒干燥器干燥物料时,当滚筒的旋转方向为内侧向下时,滚筒间隙控制在0.5-1mm之间,
10、双滚筒干燥器干燥物料时,当滚筒的旋转方向为内侧向上时,其运转间隙几乎为0。
11、接触干燥仅适用于液状、胶状、膏状和糊状食品物料的干燥。
12、升华只有在三相点以下才可能发生。
13、传导和辐射是冷冻干燥所采用的主要传热方式。
14、食品干燥过程中,最容易去除的水分为机械结合水。
16、食品湿物料在干燥中所除去的水分主要是机械结合水和部分物理化学结合水。
17、食品干燥过程不能代替食品必要的消毒灭菌处理。
18、不饱和空气的湿球温度低于其干球温度。其湿度愈高,则其湿球温度也愈高。
四、简答题
1、与气流干燥器相比,流化床干燥优点:
气速低,阻力小,气固易分离,物料及设备磨损轻
流化床干燥器特点:
结构简单,便于制造,活动部件少,操作维修方便。
2、如何有效地控制干燥过程的进行?(6分)
答:合理处理好物料内外部的传热与传质的关系即能有效地控制干燥过程的进行。
干燥初期提高介质温度,降低介质湿度,改善介质与物料之间的流动和接触状况都有利于提高干燥速率。
干燥后期减少料层厚度,缩短水分在内部的扩散距离;使物料堆积疏松,采用空气穿流料层的接触方式以扩大干燥表面积;采用接触回执和微波加热的方法,使深层料温高于表面料温,温度与温度梯度同向加快内部水分的扩散。
3、干燥的作用有哪些?(5分)
答:延长保存期;降低重量,缩小体积,便于贮藏运输;改变制品品质。
4、喷雾干燥具有哪些特点?(4分)
答:蒸发面积大,干燥过程中液滴的温度较低,过程简单,操作方便,适宜于连续化生产。但是单位产品耗热量大,设备的热效率低。
5、冷冻干燥具有哪些优点?(4分)
答:冷冻干燥时,可以保留新鲜食品的色香味和维生素及其化营养成分
冷冻干燥制品不会失去原有的固体形状,并且具有良好的速溶性和复水性。
冷冻干燥过程中避免了物料表面硬化现象
冷冻干燥热能利用率高
6、影响厢或干燥器的热效率因素有:
热风速度,
物料层的间隔和物料层的厚度,
风机风量
是否多次空气加热和进行废气的再利用
7、顺流式隧道干燥物料特点:(4分)
物料不会产生过热现象,
但物料外层会出现轻微收缩现象,
进一步干燥时,物料内部容易开裂并形成多孔状结构,
最终制品含水量相对高(>10%)
8、逆流式隧道干燥物料特点:(3分)
不易出现表面硬化和收缩现象,
干制品水分含量低,
但湿物料载量不宜过多,否则物料可能出现腐败变质甚至发酸发臭现象。
9、气流干燥器干燥特点:
优点:(5分)
缺点:(3分)
10、红外线干燥物质机理(3分):
构成物质的分子总以自己固有的频率在振动着,若入射的红外线频率与分子本身固有的振动频率相等,则该物质就具有吸收红外线的能力。红外线被吸收后,产生共振现象,引起原子、分子的振动和转动,从而就产生热而使物质温度升高。水、有机物和高分子物质具有很强的吸收红外线的能力,特别是水。因此,用红外线进行含水食品的干燥是非常合适的。又因为食品中很多成分在3-10μm的远红外区有强烈的吸收性,所以食品干燥往往选择远红外线进行加热。
11、远红外加热元件由哪些部件组成?(3分)
金属或陶瓷的基体,基体表面发射远红外线的涂层以及使基体涂层发热的热源。
13、多数空气加热有何优点?
多次空气加热,可以使与物料接触的空气温度不会太高,干燥速率比较均匀。
14、废气循环再利用优点?
废气循环再利用可以灵活准确的控制空气进入干燥器的湿度和温度,使干燥推动力相对均匀,同时又利用了废气中的余热。
15、物料处于恒速干燥阶段,可采用哪些措施提高干燥速率?
提高介质温度,降低介质湿度,改善介质与物料之间的流动和接触状况都有利于提高干燥速率。
16、降速干燥阶段可通过哪些措施,提高干燥速率?
减少料层厚度,缩短水分在内部的扩散距离;使物料堆积疏松,采用空气穿流料层的接触方式以扩大干燥表面积;采用接触回执和微波加热的方法,使深层料温高于表面料温,温度与温度梯度同向加快内部水分的扩散。