食品干燥原理

1、食品干燥原理第1頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四用加熱的方法除去濕物料中的濕分以獲得固體產(chǎn)品的單元操作稱為干燥。干燥方法按加熱方式可分為四大類 (1)導(dǎo)熱干燥 熱量通過(guò)與食品物料接觸的加熱面直接導(dǎo)入，使材料中的濕分汽化排除，達(dá)到干燥的目的。(2)對(duì)流干燥 熱量以對(duì)流的方式傳遞給濕物料，使食品材料中的濕分汽化，以達(dá)到干燥的目的。干燥介質(zhì)（空氣）既是載熱體又是載濕體。第2頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四(3)輻射干燥 熱量通過(guò)電磁波的形式由輻射加熱器傳遞給食品材料表面，再通過(guò)材料自身的熱量傳遞，使內(nèi)部的濕分汽化，達(dá)到干燥的目的。(4)介電加熱干燥 在

2、高頻電場(chǎng)中，食品材料中的濕分分子處于高速旋轉(zhuǎn)與振動(dòng)，由此產(chǎn)生的熱量使?jié)穹制?，達(dá)到干燥的目的。第3頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四干燥操作既包含傳熱過(guò)程又包含傳質(zhì)過(guò)程，兩者的傳遞方向可能相同，也可能不同，但遵循的規(guī)律是：熱量傳遞方向：熱量總是由高溫區(qū)向低溫區(qū)傳遞。物質(zhì)傳遞方向：物質(zhì)總是由高濃度（或高分壓）區(qū)向低濃度（或低分壓）區(qū)傳遞。干燥進(jìn)行的必要條件：物料表面的濕汽的壓強(qiáng)必須大于干燥介質(zhì)中濕分的分壓。此差值越大，推動(dòng)力越大。注：本章所論及的濕分為水分，干燥介質(zhì)為熱空氣。第4頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四1.濕空氣的熱力學(xué)性質(zhì)1.1 濕含量（濕

3、度）H濕含量是濕空氣中水蒸汽的質(zhì)量與絕干空氣的質(zhì)量之比。 或 （kg/kg絕干氣）式中：pv、P-分別為水蒸汽分壓和濕空氣總壓，Pa或kPa。濕含量也可理解為單位質(zhì)量（1kg）絕干空氣中所容納的水蒸汽質(zhì)量。第5頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四1.2相對(duì)濕度濕空氣中水蒸汽分壓與同溫度下水的飽和蒸汽壓之比。式中：pv、ps-分別為水蒸汽分壓和同溫度下水的飽和蒸汽壓，Pa或kPa。相對(duì)濕度用來(lái)衡量濕空氣的不飽和程度，反映濕空氣的吸收水汽的能力，值越小，吸收水汽的能力越強(qiáng)。對(duì)于飽和濕空氣，=1（或100%）；對(duì)于絕干空氣，=0。第6頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22

4、分，星期四注意：當(dāng)濕空氣達(dá)到飽和時(shí)，表示其中所含的水蒸汽量已經(jīng)達(dá)到最大值，超過(guò)此值的水分量必將以液態(tài)水的形式析出。因此，1。 第7頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四1.3濕空氣的比熱容CH和濕比容H將濕空氣中1 kg絕干空氣及其所帶的H kg水蒸汽的溫度升高1 所需吸收的熱量。將絕干空氣及水蒸汽的平均比熱容代入可得：（kJ/kg絕干氣）第8頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四濕空氣的濕比容H是指含有1 kg絕干空氣的濕空氣所占有的體積（m3/kg絕干空氣）。 或 式中：t-濕空氣的溫度，；P0、P-分別為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和濕空氣的壓強(qiáng)，Pa或kPa。對(duì)常壓濕

5、空氣，P0/P=1。第9頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四1.4 濕空氣的熱含量(焓)I濕空氣的熱含量（或焓）I是指含單位質(zhì)量絕干空氣的濕空氣的焓。具體應(yīng)用時(shí)，以0 的絕干空氣和0 的液態(tài)水的焓值為零作為計(jì)算起點(diǎn)。或 (kJ/kg絕干氣)式中: t為濕空氣的溫度,。第10頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四1.5 干球溫度t和濕球溫度tm干球溫度t：用一般溫度計(jì)所測(cè)得的空氣溫度；濕球溫度tm：用濕球溫度計(jì)所測(cè)得的空氣溫度。濕球溫度計(jì)：將溫度計(jì)的感溫部分包以濕紗布使其始終處于潤(rùn)濕狀態(tài)所構(gòu)成的溫度計(jì)。濕球溫度形成的原理：因物質(zhì)交換(濕度不同)導(dǎo)致熱量交換,

6、最終達(dá)到熱、質(zhì)的傳遞平衡。第11頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四傳熱達(dá)平衡時(shí),有：或 式中：Hs-液滴表面空氣層的飽和濕含量 第12頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四kH-氣化系數(shù)，kg/（m2s）；LV-水在tm下的汽化潛熱，kJ/kg；-對(duì)流傳熱系數(shù)，kW/(m2)；A-傳熱（質(zhì)）面積，m2。對(duì)空氣水系統(tǒng):/kH=CH1.09kJ/kg. 第13頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四1.6 露點(diǎn)td濕空氣的露點(diǎn)td是不飽和空氣在其總壓和濕度保持不變的情況下，被冷卻降溫達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度。若濕空氣的溫度降低到露點(diǎn)以下，則所含超

7、過(guò)飽和部分的水蒸氣將以液態(tài)水的形式凝結(jié)出來(lái)。由于濕度不變，因此有：第14頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四 或 此式即為露點(diǎn)計(jì)算式。由上式求得 psd 后，查飽和水蒸汽表可得td；或由下式計(jì)算td：式中，psd的單位為Pa，td的單位為。濕空氣的幾個(gè)溫度之間的關(guān)系：對(duì)于不飽和濕空氣，有 ttmtd；對(duì)于飽和濕空氣，有 t=tm=td。第15頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四2.濕空氣的濕焓圖及使用方法 21 濕空氣的濕焓圖（HI圖）第16頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四見(jiàn)書(shū)P791，F(xiàn)ig12-5，本圖是在總壓強(qiáng)等于101.3

8、3 kPa下繪制的。第17頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四特別提示：濕焓圖上的任一參數(shù)值均是以 1kg絕干空氣為基準(zhǔn)的。濕空氣的H-I圖由以下諸線群組成：1）等濕度線（等H線）群等濕度線是平行于縱軸的直線群，數(shù)值從0到0.15kg/kg絕干氣。2）等焓線（等I線）群等焓線是平行于斜軸的直線群（與縱軸的夾角45），數(shù)值從0到480kJ/kg絕干氣。第18頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四3）等干球溫度線（等t線）群等干球溫度線是一系列向上傾斜但互不平行的直線群，數(shù)值從-10到185。4）等相對(duì)濕度線（等線）群等相對(duì)濕度線是一系列向上傾斜彎曲的曲線群，

9、從=5%到=100%共11條。5）水蒸汽分壓線圖中右下角的一系列水平直線群，數(shù)值從0到18kPa。第19頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四2.2濕焓圖的應(yīng)用1）由H-I圖上任一狀態(tài)點(diǎn)確定濕空氣的狀態(tài)參數(shù)值，方法見(jiàn)下圖：由圖可清楚的看出：對(duì)于不飽和濕空氣，有 ttmtd；對(duì)于飽和濕空氣（狀態(tài)點(diǎn)A落在=100%線上），有 t=tm=td。特別提示：濕焓圖上=100%線上任一點(diǎn)均表示濕空氣處于飽和狀態(tài)第20頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四2）由濕空氣的任意兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)在H-I圖上確定狀態(tài)點(diǎn)A。a）已知t，tm b）已知t，td c）已知t，第21頁(yè)，共7

10、4頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四3. 濕空氣的基本狀態(tài)變化過(guò)程31 間壁式加熱和冷卻以及冷（卻）凝減濕過(guò)程1）間壁式加熱和冷卻特點(diǎn)：等濕過(guò)程，過(guò)程線為直線，加熱，冷卻。第22頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四2）間壁式冷（卻）凝減濕過(guò)程第23頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四當(dāng)濕空氣被冷卻至露點(diǎn)時(shí)，空氣達(dá)到飽和狀態(tài)，濕空氣中的水蒸汽就開(kāi)始在冷卻面上凝結(jié)出來(lái)，隨著冷卻過(guò)程的進(jìn)行，水分也不斷析出，而溫度則不斷降低，但空氣始終維持在飽和狀態(tài)，這時(shí)，過(guò)程線主要沿=100%線變化。特別提示：當(dāng)空氣濕度不變時(shí)，既可用濕比熱法又可用焓差法計(jì)算狀態(tài)變

11、化的熱量，但空氣濕度變化時(shí)，只能用焓差法計(jì)算狀態(tài)變化的熱量。第24頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四32 不同狀態(tài)濕空氣的混合過(guò)程 設(shè)有兩股空氣，對(duì)應(yīng)的絕干空氣量為L(zhǎng)1和L2，對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為（H1，I1）和（H2，I2），混合后的濕度和焓值可由物料及熱量衡算求得?；旌锨昂笏至坎蛔儯篖1H1+ L2H2=（L1+L2）Hm 混合前后焓值不變：L1I1+ L2I2=（L1+L2）Im 由上兩式可得：第25頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四可見(jiàn)，混合點(diǎn)m（在H-I圖上）位于1，2兩狀態(tài)點(diǎn)的聯(lián)線上，且m點(diǎn)劃分線段1-2，使（杠桿定律）。第26頁(yè)，共74頁(yè)，2

12、022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四同時(shí)可由上兩式解得： ，第27頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四例12-1 空氣的溫度為30，露點(diǎn)溫度為12，問(wèn)：(1)當(dāng)冷卻到16時(shí)，相對(duì)濕度為多少？(2)有600 m3的空氣，當(dāng)溫度從30冷卻到2時(shí)，能失去多少千克水？解： 第28頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四（1）等濕冷卻過(guò)程。首先確定新鮮空氣的狀態(tài)點(diǎn)（H1=0.0088，1=33%），然后作等濕線與t=16的等溫線相交，可讀得過(guò)此交點(diǎn)的值為80% 。（2）冷凝減濕過(guò)程。先由等溫線t=2與=100%線的交點(diǎn)可讀得H2=0.0043kg/kg絕干氣。然后

13、計(jì)算新鮮空氣的濕比容以求絕干空氣量L。第29頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四除去的水分量：第30頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四4. 濕物料的基本性質(zhì)第31頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四4.1 濕物料的形態(tài)和物理性質(zhì) 濕物料可按其外觀形態(tài)的不同而分為下列幾種： （P793）濕物料又可按其物理化學(xué)性質(zhì)的不同粗略分為兩大類： （P794）第32頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四4.2 濕物料中水分存在形式和表示法 (1)物料中水分存在形式機(jī)械結(jié)合水：這部分水處于食品表面和粗毛管中，與干物質(zhì)結(jié)合較松弛，以

14、液態(tài)存在，易于除去。物理化學(xué)結(jié)合水：這部分水是指吸附水、滲透水和結(jié)構(gòu)水，其中吸附水與物料結(jié)合比較牢固，難于除去。化學(xué)結(jié)合水：這部分水是經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)按一定比例滲于干物質(zhì)分子內(nèi)部，與干物質(zhì)結(jié)合比較牢固，若去掉這部分水必然要引起物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的變化，這種水不是干燥要排除的。第33頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四(2)物料中水分含量表示法 表達(dá)方法有濕基含水量和干基含水量?jī)煞N。濕基含水量：濕物料中含有的水分質(zhì)量與濕物料的總質(zhì)量之比。干基含水量X：濕物料中含有的水分質(zhì)量與絕干物料的質(zhì)量之比。第34頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四兩者之間的換算關(guān)系為 ，

15、 第35頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四43 平衡水分平衡水分：濕物料與一定狀態(tài)（溫度和濕度一定）的空氣接觸達(dá)平衡時(shí)，殘余在濕物料中不能排除的水分。平衡水分與空氣相對(duì)濕度的關(guān)系曲線稱為吸附等溫線。若干種食品的吸附等溫線參見(jiàn)圖12-9，10和表12-1。平衡水分與物料的性質(zhì)和空氣的狀態(tài)有關(guān)。濕物料中各種水分的意義：第36頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四第37頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四由圖可得：當(dāng)物料性質(zhì)一定時(shí)，它的平衡水分與空氣的狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)溫度不變時(shí)，平衡水分與空氣的相對(duì)濕度的關(guān)系是：空氣的相對(duì)濕度越大，平衡水分也越

16、大。一般當(dāng)不變時(shí)，溫度升高，平衡水分略有降低，但溫度變化范圍不大時(shí)，可認(rèn)為平衡水分僅與有關(guān)?？沙ニ郑涸诟稍锊僮髦兴艹サ乃?，即物料中所含大于平衡水分的那部分水分。第38頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四特別提示：改變空氣的狀態(tài)，就可以改變物料的平衡水分。第39頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四5 濕物料常壓熱風(fēng)干燥過(guò)程第40頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四通常干燥系統(tǒng)由兩個(gè)主要部分組成：空氣預(yù)熱器和干燥器（室），如圖所示。 第41頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四51 熱風(fēng)干燥過(guò)程計(jì)算下列符號(hào)的意

17、義：G1濕物料的處理量，kg/h；G2干燥產(chǎn)品量，kg/h；GC濕物料中絕干物料量，kg/h；L以絕干空氣計(jì)的空氣消耗量，kg/ h。QP空氣預(yù)熱器耗熱量，kJ/ h。(1)產(chǎn)品量和汽化水分量 干燥過(guò)程中，絕干物料的量不變，即第42頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四干燥產(chǎn)品量：汽化水分量：以干基含水量表示時(shí)，有：2)空氣消耗量 L對(duì)干燥系統(tǒng)作水分的衡算，有：定義： 為單位空氣消耗量（即每汽化1kg水分所消耗的絕干空氣量）。 第43頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四耗熱量 QP對(duì)預(yù)熱器作熱量衡算，有：對(duì)干燥器作熱量衡算，有：式中：QD干燥器內(nèi)補(bǔ)充的熱量

18、，kJ/ h；QL因物料、運(yùn)輸機(jī)械的出入所帶走的熱量與干燥器的散熱損失之和，kJ/ h；第44頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四特別提示：若物料、運(yùn)輸機(jī)械的出入是帶走熱量，則其值為正“+”；若物料、運(yùn)輸機(jī)械的出入是帶入熱量，則其值為負(fù)“-”。每汽化1kg水分干燥器凈收入的熱量，kJ/kg汽化水。 若=0，即I1=I2，稱為等（恒）焓干燥過(guò)程（也稱絕熱干燥過(guò)程），所用干燥器稱為理論（想）干燥器。過(guò)程線沿等焓線變化。若0，即I1I2，稱為非等（恒）焓干燥過(guò)程（也稱非絕熱干燥過(guò)程），所用干燥器稱為實(shí)際干燥器。QL的計(jì)算：QL=GC（I2，-I1，）+QTR+QL下列干燥器QTR

19、=0：回轉(zhuǎn)筒干燥器，氣流干燥器，噴霧干燥器，沸騰床（流化床）干燥器。濕物料的焓值按下式計(jì)算：I，=Cm= (CS+4.187X) 式中：CS絕干物料的比熱容，kJ/kg.由濕物料焓的計(jì)算式可推得：式中： 干燥產(chǎn)品的比熱容，kJ/kg.。第45頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四空氣離開(kāi)干燥器時(shí)狀態(tài)參數(shù)的確定用途：用于非等（恒）焓干燥過(guò)程。非等焓干燥時(shí)，要確定空氣離開(kāi)干燥器時(shí)的狀態(tài)參數(shù)就較為困難。通常，空氣出口的已知參數(shù)為t2或2（或其它參數(shù)）。當(dāng)出口溫度t2已知時(shí)，可用解析法求解其它狀態(tài)參數(shù)，其方法是聯(lián)立以下兩個(gè)方程：可求得H2，I2。當(dāng)給出2（或其它參數(shù)）時(shí)，可在H-I圖

20、上圖解求其它狀態(tài)參數(shù)。設(shè)為過(guò)程線，P為1-2線上任一點(diǎn)，因1-2為直線，必有：第46頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四即1-P和1-2線重合。過(guò)程線1-2的畫(huà)法如下：用 求，若已知，則直 接到2）；2. 由 ，任給一個(gè)H值，可求一個(gè)I值，由此H，I值定出P點(diǎn)，聯(lián)1，P并延長(zhǎng)與2（設(shè)2已知）線相交于2點(diǎn)，則點(diǎn)2即為所求出口空氣的狀態(tài)點(diǎn)。 第47頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四52 干燥器的熱效率熱效率是指用于蒸發(fā)水分所需的熱量與輸入干燥系統(tǒng)的總熱量之比，即第48頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四提高熱效率的途徑：降低空氣的出口溫

21、度（但此法有一定限度，一般空氣的出口溫度t2應(yīng)比進(jìn)入干燥器時(shí)的濕球溫度高2050）。2）采用廢氣（出干燥器的空氣稱為廢氣）循環(huán)操作。例12-2 在一等焓干燥器內(nèi)將含水率為24的物料干燥至15.5（濕基）。原料處理量為4200kg/h，如果干燥空氣從溫度為5，相對(duì)濕度為60的環(huán)境狀態(tài)下加熱至43，試確定風(fēng)機(jī)的風(fēng)量（m3/h）和預(yù)熱器加熱量，假定從該物料中排出的廢氣相對(duì)濕度為98。第49頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四解：該過(guò)程空氣的狀態(tài)變化如圖所示（012）。第50頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四1） 汽化的水分量W由圖讀得：H0=0.0032 k

22、g/kg絕干氣，I0=13.0 kJ/kg絕干氣； H1=0.0032 kg/kg絕干氣，I1=51.0 kJ/kg絕干氣；H2=0.013 1kg/kg絕干氣。2）新鮮空氣體積流量V 第51頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四3）預(yù)熱器加熱量QP第52頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四例12-3 某糖廠的回轉(zhuǎn)干燥器的生產(chǎn)能力為4 030 kg/h（以干燥產(chǎn)品計(jì)），濕糖水分1.27，于31下進(jìn)入干燥器。離開(kāi)干燥器時(shí)水分為0.18%（均為濕基），溫度為36，環(huán)境空氣溫度為20，濕球溫度17，空氣經(jīng)預(yù)熱至97后進(jìn)入干燥器。自干燥器排出的廢氣溫度40，其濕球

23、溫度為32，已知產(chǎn)品的比熱容為1.26 kJ/(kgK)，試求：干燥器的散熱損失；干燥器的熱效率。解：1)汽化的水分量W第53頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四2）空氣消耗量L查H-I圖（P791），得：H0=H1=0.011 kg/kg絕干氣，H2=0.028 kg/kg絕干氣，I0=49.4 kJ/kg絕干氣,I1=125 kJ/kg絕干氣，I2=113 kJ/kg絕干氣。3）干燥器散熱損失QL 由 第54頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四QD=0，則：又 QL=GC（I2，-I1，）+QTR+QL對(duì)回轉(zhuǎn)筒干燥器，QTR=0，則：(其中，GC=4

24、030（1-0.0018）=4023kg/h)第55頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四4)干燥器熱效率6 對(duì)流干燥理論61 物料干燥機(jī)理一般干燥過(guò)程是水分由物料內(nèi)部擴(kuò)散至表面后，在表面汽化，并向氣相中傳遞。表面汽化控制：濕物料內(nèi)部的水分能夠迅速到達(dá)物料表面（即內(nèi)擴(kuò)散速率遠(yuǎn)大于表面汽化速率），使物料表面保持充分的潤(rùn)濕狀態(tài)，物料表面溫度約等于空氣的濕球溫度。內(nèi)部擴(kuò)散控制：濕物料內(nèi)部的水分無(wú)法及時(shí)到達(dá)物料表面（即內(nèi)擴(kuò)散速率遠(yuǎn)小于表面汽化速率），汽化表面不斷向內(nèi)部轉(zhuǎn)移，物料表面溫度不斷升高。 第56頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四62 干燥速率和干燥特性曲

25、線按空氣狀態(tài)參數(shù)的變化情況，干燥過(guò)程可分為恒定干燥操作和變動(dòng)干燥操作兩類。恒定干燥操作：干燥過(guò)程中空氣的狀態(tài)不變的操作。一般用大量空氣對(duì)少量物料進(jìn)行的間歇干燥即屬于此。變動(dòng)干燥操作：干燥過(guò)程中空氣的狀態(tài)不斷變化的操作，一般連續(xù)式干燥操作均屬于此。以下僅討論恒定干燥操作的情況。干燥速率U：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)、單位干燥面積上汽化的水分質(zhì)量，即：第57頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四因?yàn)?干燥特性曲線包括水分隨干燥時(shí)間而變化的曲線X=f(t)，物料表面溫度隨時(shí)間而變化的曲線=g(t)及干燥速率隨時(shí)間而變化的曲線U=h（t）。第58頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期

26、四典型干燥過(guò)程都可明顯的劃分為兩個(gè)階段：恒速干燥和降速干燥階段。（1）恒速干燥階段：為表面汽化控制，此階段的物料溫度達(dá)到了干燥空氣的濕球溫度，干燥速率維持不變。（2）降速干燥階段：為內(nèi)部擴(kuò)散控制，干燥速率逐漸下降，物料溫度逐漸上升，物料水分曲線趨于平緩。（3）干燥過(guò)程的臨界含水量XC：恒速干燥與降速干燥階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的物料含水量，表明表面汽化控制和內(nèi)部擴(kuò)散控制的界限。典型干燥特性曲線如下圖所示： 第59頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四63干燥時(shí)間631恒速干燥時(shí)間t1從X1X2所需時(shí)間（X1X2XC）。第60頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四由 可得：UC的獲取方法：1）直接查干燥速率曲線；2）由下述公式計(jì)算： 第61頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)22分，星期四式中：t，tm分別為空氣的干、濕球溫度，；Lv為水在tm下的汽化潛熱，J/kg；空氣對(duì)物料的對(duì)流傳熱系數(shù)，W/（m2. ）。 可由下式計(jì)算：氣流平行流過(guò)料層 =14.3(L)0.8 (W/m2) 式中：L為濕空氣質(zhì)量流速，kg/(m2s)，上式適用于L0.78.1 kg/(m2s)。 氣流垂直穿過(guò)料層 =24.1(L)0.