当前位置: 烘干 >> 烘干优势 >> 流化床技术在卡拉胶干燥烘干中的应用
卡拉胶(Carrageenan)从红藻中的角叉菜属、杉藻属、麒麟菜属、银杏藻属、叉枝藻属等海藻中提取,从结构来说,所有的卡拉胶都是由1,3苷键键合的β-D-吡喃半乳糖残基和1,4苷键键合的αD-吡喃半乳糖残基交替连接而成的线性多糖类硫酸酯的钾、钠、镁、钙盐和3,6-脱水半乳糖直链聚合物所组成,作为优良的增稠剂、凝固剂、悬浮剂、稳定剂和澄清剂,可广泛应用于食品工业、日用化工、医药、纺织、造纸、印刷等方面数百种产品中,具有极高的应用价值。商品卡拉胶一般为白色或浅褐色的颗粒或粉末,无臭、无味,粗制的卡拉胶会略带海藻的腥味。卡拉胶可以溶于80℃的热水中,形成黏性、透明或轻微乳白色的易流动的溶液,当卡拉胶溶液冷却后又可以形成凝胶,这种凝胶为热可逆性的。卡拉胶的研究与应用于上世纪80年代兴起,至今方兴未艾,美国、丹麦、法国占到了世界产量的90%。麒麟菜属是制取卡拉胶的优良原料,在我国主要分布于海南省、西沙群岛、东沙群岛、台湾省及澎湖列岛等暖海区域,资源十分丰富,为我国卡拉胶工业的发展奠定了得天独厚的条件。
一、卡拉胶生产现状:
目前,卡拉胶的生产一般以麒麟菜属的海藻
为主资源。粗制卡拉胶、精制卡拉胶的生产一般采取如下生产工艺。
粗制卡拉胶的生产:原料→分拣→碱处理→漂洗→干燥→粉碎→粗制成品。
精制卡拉胶的生产:原料→分拣→碱处理→漂洗→煮胶→过滤→清液→加盐→冷却成胶→脱水→干燥→粉碎→精制成品。
干燥是卡拉胶生产的关键步骤之一,对卡拉胶产品的性能,质量和得率至关重要。
目前,卡拉胶生产中的干燥操作普遍采用日晒的方法,即将通过机械脱水后的胶片在阳光下暴晒约2d至含水25%左右。但是,这种方法有很多缺点一直困扰着生产厂家:一是占用场地大,干燥效率低,限制生产规模的扩大;二是露天操作,污染严重,影响产品品质;三是受天气影响,逢雨季经常造成停产及半成品变质而影响生产连续性。
二、卡拉胶的干燥特性和干燥方式的选择:
由于在卡拉胶生产中待干燥物料属胶体片状物,干燥前物料经过机械脱水或其它方法脱水后含水率不大于32%。水分与物料的结合形式有两种,临界含水率以上的水分为自由水,其余为毛细血管结合水和渗透结合水。水分与物料的结合方式不同,干燥的特性亦不同,自由水的干燥是等速干燥,同等条件下干燥强度较大。结合水的干燥是降速干燥,随着物料中水分的减少,干燥速度也随之降低。因此在干燥机中应该创造外部质热传递适应内部质热传递的条件,使干燥强度尽可能增大。自由水的等速干燥,需具备的条件是气速大、温度高、介质湿度低,而结合水干燥,降水过程是物料内部湿分扩散,温度越高,内部温升越快,内部湿分扩散速度越大,此时物料含水率很低,用一般干燥方式难以达到。
根据卡拉胶的上述干燥特性,同时考虑到为保持卡拉胶的原有色泽和品质,干燥后物料温升不能太高,我们认为卡拉胶用流化床干燥时间适中,效率较高,能够一次性达到干燥效果。经过反复研究与实践,通过在卡拉胶生产中采用流化床干燥,克服了传统方法的缺点,取得了良好的效果,并确定了合理的操作参数,对生产具有一定的指导意义。
三、卡拉胶流化床干燥机,卡拉胶干燥机,卡拉胶烘干机的主要结构和工作原理:.一.二
风机使用高压离心通风机,其选型是否合理,对整个系统的电耗水平影响较大,需经过理论计算和试验确定。流化床干燥器是物料与热空气发生强烈热质交换、快速脱水的关键部件,考虑采用多室多层流化床结构。料仓用于贮存干物料。分离器的作用是将气流中的物料分离出来,要求其安全、工作可靠、分离效果好,减少细小粉尘随尾气排走,增加卡拉胶的得率,在此选用旋风分离器。考虑到卡拉胶生产工序中要进行碱处理,同时考虑到其产品广泛应用于食品、医药等领域,必须确保其色泽和品质不被污染,所以,卡拉胶原料干燥设备采用不锈钢材质。
工作原理:冷空气经过散热器加热升温至℃,由风机进入流化床,在流化床中,经过流化的物料与固体颗粒充分混合,大大强化了空气和物料间的热质传递,水分被迅速蒸发到气流中,物料温度上升,含水率下降,而空气温度下降,含湿量增加,最上层物料经过流化干燥后由左室进入右室,经关风机进入第二层,依次通过第二层左室和右室,然后经关风机进入第三层,依次通过第三层左室和右室,最后经关风机排出进入料仓贮存。整个干燥过程仅需十几分钟,物料温度均匀,不超过70℃。
本设备生产能力为kg干料/h,湿物料含水率"32%,干燥后物料含水率为5%~8%,出料温度#70℃。本设备采用三层流化床结构,在前二层干燥阶段,考虑有少量物料凝聚现象,多孔板孔径取4mm,在等速可降速干燥阶段,由于物料颗粒较小,多孔板孔径取2.5mm,开孔率为22%。热风速度的确定、风量的确定、分布板面积S的确定、床层压力损失等参数参照《现代干燥技术》及《化工工艺设计手册》提供的公式进行计算并通过实验进行修正,在此其计算过程从略,不累述。