设备结构与工作原理
出处：按学科分类—农业科学 中国轻工业出版社《肉类工业手册》第607页（7010字）
肉制品的干燥过程是除去水分的过程。任何食品含水量多，容易腐败，含水量少就不易腐败。食品中的水分由结合水和游离水构成，游离水含量的多少直接与贮藏性有关。游离水可以自由进行分子热运动，并具有溶剂的性能，因此必须减少游离水含量，才能提高食品的贮藏性。减少游离水分，就是要提高食品的含固量，降低食品的水分活性(Aw)。
不同型式的干燥设备，其结构也是各不相同的，这里介绍几种常用的肉类干燥设备。
(一)换气干燥设备
利用直接或间接加热使干燥设备内的空气产生对流来进行干燥作业，由于设备简单，投资少，费用低廉，这类设备往往是与自然干燥结合起来使用，效果比较好。
图3－6－4所示为直接火式自然换气干燥室，干燥架用金属制造，上下可放置数层，干燥盘有用不锈钢、铝合金制造，也有用竹木制造，从前面门放入架上，肉制品放入盘内，均匀堆放，干燥室用砖砌，下部炉膛则用耐火砖砌造，炉栅与最下层的盘架应保持足够安全的高度，烟囱底部设有调节器，当关小时，室内空气产生对流，热空气会穿过盘子通过肉制品表面被加热，水分汽化后成为湿气从干燥室上部排出。但这种设备在干燥过程中上下盘需要换盘处理，使上下盘之间制品干燥，水分基本保持一致。
图3－6－4 直接火式自然换气干燥室
间接加热干燥设备的干燥室结构基本上与直接火式相似，不同之处在于燃烧炉产生的烟道气先加热加热器(锅炉或金属管等)，室内空气被间接加热后产生对流，湿气从上部排出，虽然热效率较低，但比较干净卫生。为方便换盘，固定盘架可改为盘架小车从侧面推入。有的工厂使用蒸气热源则更为合理。
(二)热风干燥设备
热风干燥设备是一种强制循环送热风的干燥方法，设备型式较多，有强制循环干燥机(图3－6－5)、隧道式干燥设备(图3－6－6)、多层网带式干燥机等。
图3－6－5 强制循环干燥机
1－空气过滤器 2－调节器 3－干燥室 4－送风机 5－加热器 6－干燥台车 7－温度计
图3－6－6 隧道式干燥设备
1－小车 2－吊门 3－减速器 4仪表箱 5－分汽缸 6－空气加热器 7－进风管 8－主导风机 9－空气滤器 10－操作平台11－烘干箱 12－调节阀 13－辅助风机 14－侧门 15－电加热器 16－空气过滤器 17－循环风管 18－调节阀 19－排风管
1．强制循环干燥机
强制循环干燥机是肉制品当中广泛使用的设备，干燥室有用砖砌的，而较多的是采用金属结构，骨架用型钢焊接而成，两面用金属薄板，中间有绝热层，也有的内壁采用石棉板，外表面则采用不锈钢薄板或彩色涂塑薄钢板装饰。室内可放置多台干燥台车，每层架上放置烘盘，烘盘之间的距离根据物料大小设计，但必须保证上层盘底和下层物料顶面不小于50mm的空隙距离，以便热风流通，排除湿气，如果距离太大，则热风与物料表面热交换面积减少，影响热效率的提高。鼓风机一般采用离心式通风机，较大的干燥室可采用多台并联风机。空气进入鼓风机前应作过滤处理，以防空气中的尘埃污染物料。调风阀用来调节风量，在加热蒸汽面积和使用蒸汽恒定的情况下，关小调节阀就会使热风温度提高。空气加热器常用的有翅片式散热器，具有散热面积大、体积小的优点。干燥室的中部设有一个或多个温度计，为了使室内空气流通均匀，避免死角，在台车两侧设有导风板装置，引导热风吹向料盘物料表面。使用过程中当干燥进入降速阶段时，湿气中湿含量较低，部分热风可以混入冷空气回用，以节省热源。
2．隧道式干燥设备
图3－6－6所示的隧道式干燥设备是由上海神州食品工程设备有限公司近年来开发的大型热风干燥设备。隧道宽2900mm，长18200mm，内可放置17辆干燥用台车，每车可放置7层烘盘，隧道采用槽钢焊接，内壁用1．5mm厚的不锈钢制造，用硅酸铝纤维作绝热层，外壁采用涂塑薄钢板装饰，空气经过滤后由离心式通风机鼓入加热器，蒸汽使用压力为0．3～0．5MPa，隧道的中段设备为2个电加热器和2个辅助风机，用以增加风量和提高热风温度。循环风管可使未达到饱和状态的湿气作部分循环使用。隧道两端采用电动式升降门，启闭十分方便。在仪表箱上设有温度显示器和多点式温度自动记录仪，测定热风温度、室内温度和排风温度，方便调节和控制。用于肉制品时的热风温度一般都在60～80℃范围内调节，温度过高，制品中的脂肪会融化分离，影响质量，低温、大风量是获得优质干燥产品的有效措施。
在隧道式干燥设备基础上发展起来的网带式干燥设备其不同之处是用不锈钢网带代替烘干小车，网带是多层的物料在网带上自上层至下层运送，每通过一层就会翻动一次，能获得较均匀的干燥制品质量，并能形成连续化生产作业。网带式干燥机的长度一般为4～8m，不需要辅助风机和辅助电加热装置。
隧道式干燥设备(烘车)使用与操作
开车步骤：
(1)将肉料均匀疏松地铺在烘盘上，以保持良好的通气性。
(2)烘盘由上而下搁置在小车上。
(3)将小车推入干燥隧道内，两端应让出进风口与排风口。
(4)关闭两端吊门，启动汽缸将门顶紧，保持气密性。
(5)打开蒸汽阀，启动主导风机，并将热风调节至所需温度，最高温度应小于100℃。干燥初期要高，随着时间延长逐步调低温度。
(6)当出现后部温度偏低时，可启动电加热器和辅助风机。电加热器由四组组成，以各开一组为宜，必要时可全开。
(7)使用循环热风时，先将主导风机过滤器后面的闸板和排风管上的调节阀关闭。如果部分循环，则关小调节阀即可。循环热风使用的前提是在排出气体处于不饱和状态下才能进行。
(8)干燥所需时间应以取样为标准，取样工作可打开侧门取出。
(9)如上下肉料干燥不均匀，可作翻盘处理，再用热风干燥直至符合质量要求。
停车步骤：
(1)关闭蒸汽阀门，停止风机工作，切断总电源。
(2)启动电动门，将两端吊门升起，插上安全销。
(3)将小车推出。
(4)将干燥肉制品卸盘，贮入盛器内，待包装。
维护与保养：
(1)小车滚轮及导向轴承应定期加注润滑剂。
(2)空气加热器如发现漏气应及时调换修理。一般情况下，每年做一次水压实验。
(3)各种仪表每半年做一次校正，发现误差及时更换。
(4)烘盘切勿乱丢乱摔，发现损坏及时修补，明显变形的不准使用。
(5)空气过滤滤片每月清洗一次，发现破损应及时交换。
(6)蒸汽阀门发现漏气应及时维修或更换。
(7)汽水分离器如大量排汽需及时维修或更换。
(三)真空干燥设备
真空干燥是指在密闭的容器内，保持在真空状态下，其对应的温度为30～60℃的低温下进行干燥作业。
真空干燥具有以下特点：
(1)在真空情况下干燥，蒸发水分易被抽出，干燥速度较快。
(2)可脱除异味，并能较好地保持原料的色、香、味。
(3)营养成分损失较小。
(4)干燥过程中防止产生氧化。
(5)干燥过程中产生发泡现象，制品体积大，具有多孔性和水溶性，复原效果好。
(6)防止二次污染，卫生条件好。
适用于肉制品的真空设备有：真空干燥箱和搅拌式真空干燥机两种。图3－6－7为真空干燥箱结构。
图3－6－7 真空干燥箱
1－箱体 2－门 3－窥视镜 4－加热板 5－料盘 6－排气口 7－蒸汽总管 8－汽水分离器 9－仪表板 10－照明灯
箱体用钢板制造，正面可开启大门，门上设有窥视镜，箱体设有10层中空加热平板，蒸汽通入板内，料盘放置在加热平板上，通过传热使物料升温，水分在真空状态下蒸发，从排气口由真空系统抽出。抽真空装置一般采用水力喷射泵、蒸汽喷射泵、湿式柱塞泵，由于干燥箱的蒸发量不大，故一套真空设备可同时用于几台干燥箱。使用蒸汽压力不大于0．3MPa，干燥初期压力开大，干燥后期压力要小，以防物料引起变化。蒸汽通过汽水分离器排出凝结水，仪表板上设有真空表、压力表、温度计等装置。料盘用不锈钢盘或其它金属材料制造，但盘内表面应涂聚四氟乙烯膜，防止物料粘盘不易脱落。这种设备适用于肉汁浓缩后的干燥，肉胶干燥以及肉片的干燥，对大块肉制品不适用。
搅拌式真空干燥机如图3－6－8所示。
图3－6－8 搅拌式真空干燥机
夹套圆筒中，设有孔心旋转轴，轴上装有两个带式搅拌器，一个在外圈外径紧贴筒壁，另一个设在中间位置，螺旋带方向相反，物料从上部进料口投入，投料量应小于圆筒容积的1／2，搅拌器约为38r／min，当搅拌器转动时，物料做来回翻动，当夹套内通入蒸汽后，通过壁面传热物料即被加热，水分蒸发，湿气经顶部过滤器初滤后由真空系统抽出。干燥物料从底部出料口排出。这种干燥设备处理能力每批可达100～200kg，用于非黏结性的粉状物料时，总传热系数为418～502kJ／(h·℃·m2)用于黏结性物料，总传热系数为251～334kJ／(h·℃·m2)。筒体内壁及筒内与物料接触机件均采用不锈钢制造。
搅拌式真空干燥机应用于肉类加工的有：肉粉、肉松、小粒肉干等制品。
真空冻结干燥机由于动力消耗大，干燥时间长，设备投资大，生产成本高，目前尚停留在样品试验阶段，肉类制品尚未进行大量生产，故不作详细介绍。
(四)远红外烘烤干燥设备
1．设备用途
适用于小块或片状肉类的烘烤干燥。如五香牛肉干、猪肉脯、调味肉制品和香肠、火腿肠的烘烤干燥。
2．设备种类
远红外干燥设备常用的有厢式和连续隧道式两种。
3．结构与工作原理
利用远红外线辐射器发出的远红外线加热被干燥物料，使其直接转变为热能而达到烘烤干燥的目的。这种设备具有高效、节能、烘烤干燥时间快、设备占地面积小、制品干燥质量好等优点。
远红外线是一种电磁波，波长在2．5～1000μm波段之间，介于可见光和微波之间。远红外线辐射器所产生的电磁波，以光的速度直线传播到达被干燥的物料，当物料中分子运动的固有频率相匹配时，引起物料中的分子强烈振动，使物料内部摩擦生热从而达到烘烤干燥目的。物料受热后表面水分不断被蒸发，物料的热扩散由内向外，水分含量高的内部向水分少的外部进行湿扩散。由于远红外辐射线穿透物料的深度要比红外线深，故其干燥效果要比红外线好。
远红外线辐射器有灯式、管式、板式三种，其性能比较如表3－6－3所示。
表3－6－3 三种辐射器性能比较
远红外烘烤干燥设备根据制品品种来选择辐射器的型式和数量。
(五)远红外烘烤箱
烘烤箱的外形如图3－6－9所示。
图3－6－9 远红外烘烤箱
长方形箱体内外用不锈钢制造，中间用硅酸铝纤维作绝热层，箱体正面有一个大开门，箱内设置多层货架或旋转货架，采用旋转货架的又称旋转式远红外烘烤箱，货架在箱内作缓慢旋转，它比固定货架式烘烤受热更加均匀。箱壁四周装有多个远红外线辐射管发热元件，能使烘烤制品均匀受热，由里及表，快速烘烤。有的设备还配有自动加湿喷雾装置，采用自动恒温控制，实现箱内温湿度均匀稳定。箱内顶部设有轴流风机可调节排气口，用于使箱内热风作循环使用或部分排气用。电气控制板上设有电源总开关、发热元件开关、风机开关、自动恒温器、自动定时器、超温声响器等装置。每批烘烤时间根据不同制品由工艺师选定。本设备由于分批式生产，处理能力不大，适用于小批量生产。
(六)连续式远红外干燥机
连续式远红外线干燥机适用于大量制品的干燥，隧道设计有的直接采用石棉板装在型钢骨架上绝热。外壁用彩色涂塑薄钢板装饰可降低设备投资。它与连续隧道式干燥的不同之处在于加热部件的不同，热风隧道式干燥机是采用蒸汽作为热源通过空气加热器生成热风来加热物料的，而远红外线干燥机则是通过远红外线辐射元件产生的远红外线来照射物料、吸收热量达到目的的，其它结构部件基本相同。
肉类加工企业中常用的连续式远红外干燥机有网带输送式(图3－6－10)，它适用于片状或小块制品的干燥，不锈钢制的网带通过电机减速器和链条传动，制品放置在网上，灯式远红外线辐射器发热体设在上部，能均匀照射物料，排气管道设在顶部，网带速度借无级变速器根据需要时间调速。有的设备长度不大，但网带设计成多层，延长了干燥时间，同样能达到干燥效果。
图3－6－10 连续网带式远红外线干燥设备
图3－6－11所示连续式远红外线干燥机的隧道结构中两侧设置板式远红外线辐射器，上部设有运输物料的吊轨，体积较大的物料挂在吊轨上借传动装置向前移动，顶部设有循环风管和排气管，可根据工艺要求调节。排气及循环风通过风机实施。
图3－6－11 连续吊轨式远红外线干燥机隧道结构
1－石棉板 2－排气管 3－循环管 4－远红外辐射板 5－物料吊轨
远红外线干燥设备属非标设备，需要根据工艺对制品的要求进行设计制造。