杀菌是食品加工中一个重要的工序,杀菌的目的是杀死食品中致病菌、腐败菌及破坏食品中的酶活性,使食品在特定的环境条件下有一定的保存期,并且保护食品的营养成分及风味。在杂粮制粉的工艺过程中一般原料的熟化蒸煮、烘炒以及干燥过程也是杀菌灭酶的作用。杂粮粉的干燥杀菌是使杂粮干燥,水分含量降低,减少杂粮的体积和重量,有效地防止微生物在杂粮产品中的繁殖,使杂粮粉便于贮存和提高杂粮粉食用方便性。一般干燥杀菌的设备有喷雾干燥设备、振动流化床干燥机、隧道式烘干机等。
1.喷雾干燥设备
喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散为雾滴,并用热气体(空气、氮气或过热水蒸气)干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。喷雾干燥的目的是使杂粮的水分降低,从而防止微生物繁殖,有效杀菌。在杂粮粉加工中,营养杂粮粉中营养成分的添加等会使物料含有较大的水分,一般用喷雾干燥产品,干燥产品根据需要可制成粉状、颗粒状、空心球或团粒状。
将料液分散为雾滴的雾化器是喷雾干燥的关键部件,目前常用的有3种雾化器:①气流式雾化器。采用压缩空气或蒸汽以很高的速度(≥300 m/s)从喷嘴喷出,靠气液两相间的速度差所产生的摩擦力,使料液分裂为雾滴。②压力式雾化器。用高压泵使液体获得高压,高压液体通过喷嘴时,将压力能转变为动能而高速喷出时分散为雾滴。③旋转式雾化器。料液在高速转盘(圆周速度90~160 m/s)中受离心力作用从盘边缘甩出而雾化。
喷雾干燥的典型流程如图4-16(a)(b)所示,包括空气加热系统、原料液供给系统、干燥系统、气固分离系统以及控制系统。闭路循环喷雾干燥系统流程图见图4-17。
图4-16 喷雾干燥的典型流程
图4-17 闭路循环喷雾干燥系统流程图
2.振动流化床干燥机
普通流化床干燥机在干燥颗粒物料时,可能会存在下述问题:当颗粒粒度较小时形成沟流或死区;颗粒分布范围大时夹带会相当严重;由于颗粒的返混,物料在机内滞留时间不同,干燥后的颗粒含湿量不均;物料湿度稍大时会产生团聚和结块现象,而使流化恶化等。为了克服上述问题,出现了数种改型流化床,其中振动流化床就是一种较为成功的改型流化床。振动流化床就是将机械振动施加于流化床上。调整振动参数,使返混较严重的普通流化床在连续操作时能得到较理想的活塞流。同时,由于振动的导入,普通流化床的上述问题会得到相当大改善。一般杂粮粉加工中,营养杂粮粉的加工中会使用流化床干燥机干燥产品,食品工业应用中已出现了许多不同结构形式的振动流化床。(www.xing528.com)
对流型振动流化床工作时,由振动电机或其他方式提供的激振力,使物料在空气分布板上跳跃前进,同时与分布板下方送入之热风接触,进行热、质传递。下箱体为床层提供了一个稳定的具有一定压力的风室。调节引风机,使上箱体中床层物料上部保持微负压,维持良好的干燥环境并防止粉尘外泄。空气分布板支撑物料并使热风分布均匀。图4-18为振动流化床干燥机及配套设备系统图。
图4-18 对流型振动流化床干燥机示意图
操作时,物料经给料器均匀连续地加到振动流化床中,同时,空气经过滤后,被加热到一定温度,由给风口进入干燥机风室中。物料落到分布板上后,在振动力和经空气分布板均匀的热气流双重作用下,呈悬浮状态与热气流均匀接触。调整好给料量、振动参数及风压、风速后,物料床层形成均匀的流化状态。物料粒子与热介质之间进行着激烈的湍动,使传热和传质过程得以强化。干燥后的产品由排料口排出,蒸发掉的水分和废气经旋风分离器回收粉尘后,排入大气。调整各有关参数,可在一定范围内方便地改变系统的处理能力。
3.隧道式烘干机
隧道式烘干机是利用热风循环烘干经蒸汽杀菌后的食品包装袋(罐)表面水分后直接装箱打包。它能适用于流水生产线上,也可单机使用。该干燥机由鼓风机、风道、热交换器、隧道式炉膛、网带输送链、电磁调速电动机、减速器、测温、控温仪表、电控箱等部分组成。工作原理:风机送出来的冷风沿风道经过热交换器后变成热风进入隧道式炉膛,待烘干的包装食品从炉膛的进口端由网带徐徐地输送到炉膛的出口端,在整个输送过程中被热风烘干并逐渐降温。图4-19即300S型烘干机,本机热交换器的功率分挡可调,烘干温度连续可调并自动控温。输送带的速度连续可调。对不同类型包装物,可采取可调温度及可调输送速度,适用于软包装食品及易拉罐等包装食品的表面除湿干燥。主要技术性能见表4-1。
图4-19300S型烘干机
表4-1 主要技术性能
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