流化床技术在食品工业中的运用

《流化床技术在食品工业中的运用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、流化床技术在食品工业中的运用前言流态化技术适用于大规模生产的高效气固、液固或气液固三相操作过程，广泛应用于化工、能源、材料、生化、环保、食品和制药等领域[1]。在实际应用中传统流化床也存在着一些亟待解决的问题：气泡现象使流化不均匀，相间接触效率不高且工程放大较困难；一般只能处理松散的粉状和粒状物料，对于初始湿含量大的物料，须经过预干燥之后才能用普通流化床干燥器进行干燥；动力消耗大等[2]。1食品干燥的发展及制约条件随着环境的变化经济的发展科技的提高以及人们认识的深化，以绿色、方便、保健为特征的新食品工业得到了迅速发展，人们对食品的需求呈现出以下趋势:（1）副食比重继续加大，且趋向更多

2、样；（2）盛行保健食品，强化铁钙锌碘等，或低盐低糖；（3）无污染的绿色食品越来越多的受到人们的重视；（4）侧重感官品质的方便食品成为新宠，要求口感轻柔味道天然浓郁清淡鲜香等。目前市场所售食品除一小部分为新鲜食品外，大部分都是保鲜食品，食品的冷藏处理量日趋增长，使分销系统复杂易污染，从而使干燥食品具有广阔的前景。干燥食品，利用干燥技术加工而成的食品，不需冷藏，更易保存且长时间保鲜，并且有重量轻、食用方便等优点[3]。由于食品物料的特殊性，其干燥方法和干燥条件也与普通物料干燥不同。对于食品物料来说，在干燥过程中不仅需要除去水分，更重要的是在除去水分时能够保证食品的营养元素不被破坏，或者是

3、尽可能少的破坏，同时在食品加工中还需要考虑到加工之后的色泽、口感等一系列的技术指标。普通的流化床难以满足以上严格的技术指标要求，为了解决这些问题出现了各种流化床。2流化床在食品加工中的研究与应用2.1脉动流化床干燥脉动干燥是指按一定的规律交替变化干燥工艺参数的干燥技术；脉动流化床干燥则是改变传统流化床的恒定送风为周期性送风，通过调节气流的脉动频率或脉动气流导通率，使通过孔板的气体流量或流化区发生周期性变化，对物料进行干燥。脉动流化床用于不易流化的物料和有特殊要求的物料。最早被用来干燥粉末状物料，能有效克服沟流、死区和局部过热等传统流化床常见的弊端，因而可用于处理黏性大、易结团和热敏性

4、物料，传热系数可提高15%-30%，干燥时间缩短3-6倍，空气耗量减少20%-30%，电能耗量降低一半[4]。与传统流化床相比具有以下特点：(1)能够用于粒径范围较宽的物料；(2)无论颗粒大小均能实现气固间良好的接触；(3)提高了气-固间以及边界层与床层之间的传质、传热效率；(4)能够使用较高的气速，即使颗粒粒径较小也不会出现偏析现象[5]。实践表明，脉动流化床干燥器能处理直径从小到0.05mm的粉状物料到几个mm的大颗粒、晶体薄片、纤维，如豌豆、黄豆、小块蔬菜、糖、葡萄糖酸钙等[6]。研究认为，脉动流化床不仅能够节约能源，还能够针对热敏性物料提高干燥后的品质，降低干燥过程中营养成分

5、的损失。2.2流化床吸附干燥流化床吸附干燥是流化床中气流干燥作用和吸附剂脱水作用相结合的过程，它把流化床高效的传质传热能力与吸附干燥能在低温下除去物料中水分的优点相结合，具有传热传质效率高、能耗低干燥均匀等特点[7]。利用食品加工中的特点，将两种及多种物料混合，水分达到平衡，这种干燥操作可在低温下进行，食品营养成分得到保护，提高了产品质量[8-10]。不仅可用于悬浮液、颗粒物料及块状物料的干燥，还可用于难流化的大颗粒物料、易结块的膏状物料及一些热敏性物料的干燥。因此，流化床吸附干燥技术作为发展节能型干燥设备的先进技术之一，成为许多学者关注的热点。流化床吸附干燥有以下一些优点[6]：(

6、1)流化床吸附干燥在低温(常温)情况下进行，适用于干燥热敏性物料，能有效避免高温对食品等营养成分的破坏，很好地保持原有制品的品质，复水效果好；(2)流化床吸附干燥能耗低，利用低品位能源，对环境污染小；(3)流化床吸附干燥应用范围广，可用于悬浮液、膏状物料、颗粒物料及块状物料等难流化物料；(4)流化床吸附干燥干燥速率大，干燥效果好；(5)流化床吸附干燥设备结构紧凑，操作运行简便。综上所述，流化床吸附干燥适用于食品干燥，具有能耗低、营养成分保持好、环境污染小及应用范围广、干燥速率大、结构紧凑、便于操作等优点。对吸附流化床干燥的研究认为:流化床吸附干燥能够比较好地满足粮食以及生物性、热敏性

7、物料的干燥，干燥后的物料与普通流化床相比品质更好，干燥效果更均匀、将传统的食品加工工艺与流化床吸附干燥技术进行合理的组合，可制作高品质的食品，最大限度地保持其营养和色香味，这是现代食品加工的必然发展趋势[11]。2.3离心流化床离心流态化是相对于传统重力流态化的一种新型气-固接触技术工作原理是：固体物料随开孔的转鼓以一定的转速旋转，受离心力的作用，物料即均匀地分布在转鼓内壁上，形成环状固定床当气体以一定的速度沿垂直于转鼓轴线方向从转鼓外侧穿入转鼓中时，床层