食品烘箱干燥機的基本原理可以概括為:通過電加熱管或蒸汽換熱器產(chǎn)生熱空氣,由風機驅(qū)動,使熱空氣在箱體內(nèi)強制、均勻地循環(huán),不斷與食品表面接觸。熱空氣作為“載體”,同時完成兩項任務(wù):1)將熱量傳遞給食品;2)帶走從食品中蒸發(fā)出來的水蒸氣。 整個過程是一個持續(xù)的傳熱和傳質(zhì)過程。
詳細工作流程與關(guān)鍵環(huán)節(jié)
可以將其分解為以下幾個核心環(huán)節(jié):
1. 熱風生成與循環(huán)(核心動力系統(tǒng))
加熱:安裝在烘箱風道中的電加熱管或蒸汽翅片換熱器被激活,對通過它的空氣進行加熱。
驅(qū)動與循環(huán):大功率離心風機或軸流風機啟動,從箱體工作室內(nèi)吸入空氣,強制使其通過加熱器,變成干燥的熱空氣。
均勻分布:加熱后的熱風通過專門設(shè)計的風道(通常位于烘箱頂部、底部或兩側(cè))和均風板(多孔板),被均勻地水平或垂直吹向托盤上的食品。這是保證箱內(nèi)各處溫度均勻性的關(guān)鍵。
2. 熱質(zhì)交換(發(fā)生在食品表面及內(nèi)部)
傳熱:流動的熱空氣與溫度較低的食品表面接觸,熱量通過對流和傳導的方式傳遞給食品。
水分蒸發(fā):食品獲得熱量后,其內(nèi)部的水分(自由水和部分結(jié)合水)獲得能量,從液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)(水蒸氣),從食品表面逸出。
傳質(zhì):食品表面形成了一層潮濕的飽和空氣層(也叫“邊界層”)。流動的熱風會迅速吹散這層濕空氣,將其替換為干燥的熱空氣,從而維持食品表面與空氣之間的濕度差(即“驅(qū)動力”),使水分得以持續(xù)蒸發(fā)。
3. 排濕與溫度控制(維持干燥動力)
排濕:吸收了水蒸氣的熱空氣(此時已變?yōu)闈駸峥諝?在風機的作用下,一部分會通過可調(diào)節(jié)開度的排濕口被排出箱外。排濕是為了持續(xù)降低箱內(nèi)空氣的相對濕度,防止達到飽和而停止蒸發(fā)。
補風:同時,箱外的新鮮空氣通過補風口被吸入(通常經(jīng)過粗效過濾),與箱內(nèi)循環(huán)的空氣混合,再次被加熱和利用。這個 “排濕-補風” 過程是動態(tài)平衡的,確保干燥過程高效進行。
溫控:溫度傳感器(如PT100)實時監(jiān)測箱內(nèi)溫度,并將信號傳遞給智能溫控儀(PLC或PID控制器)。溫控儀通過控制加熱器的通斷或調(diào)節(jié)蒸汽閥門的開度,來精確維持設(shè)定的干燥溫度,防止溫度過高或過低。
4. 食品內(nèi)部的水分遷移
對于較厚的食品,干燥過程不僅發(fā)生在表面。食品內(nèi)部的水分會因為濃度梯度(內(nèi)部濕、外部干)和溫度梯度(外部熱、內(nèi)部較冷)而逐漸向表面擴散,然后在表面被熱風帶走。這個過程通常比表面蒸發(fā)慢,因此是整個干燥過程的限速步驟。