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食品干燥原理第一頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六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(chēng)為干燥。干燥方法按加熱方式可分為四大類(lèi)(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。第二頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六(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_(dá)到干燥的目的。第三頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六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。第四頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六1.濕空氣的熱力學(xué)性質(zhì)1.1濕含量(濕度)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。第五頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六1.2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,φ值越小,吸收水汽的能力越強(qiáng)。對(duì)于飽和濕空氣,φ=1(或100%);對(duì)于絕干空氣,φ=0。第六頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六注意: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,φ≤1?!?/p>

第七頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六1.3濕空氣的比熱容CH和濕比容υH將濕空氣中1kg絕干空氣及其所帶的Hkg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·℃)第八頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六濕空氣的濕比容υH是指含有1kg絕干空氣的濕空氣所占有的體積(m3/kg絕干空氣)?;?/p>

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)常壓濕空氣,P0/P=1。第九頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六1.4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)?;?kJ/kg絕干氣)式中:t為濕空氣的溫度,℃。第十頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六1.5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,最終達(dá)到熱、質(zhì)的傳遞平衡。第十一頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六傳熱達(dá)平衡時(shí),有:或式中:Hs-液滴表面空氣層的飽和濕含量第十二頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六kH-氣化系數(shù),kg/(m2·s);LV-水在tm下的汽化潛熱,kJ/kg;α-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):α/kH=CH≈1.09kJ/kg.℃第十三頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六1.6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:第十四頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

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t>tm>td;對(duì)于飽和濕空氣,有t=tm=td。第十五頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六2.濕空氣的濕焓圖及使用方法

2.1濕空氣的濕焓圖(H-I圖)第十六頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六見(jiàn)書(shū)P791,F(xiàn)ig12-5,本圖是在總壓強(qiáng)等于101.33kPa下繪制的。第十七頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六特別提示: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45o),數(shù)值從0到480kJ/kg絕干氣。第十八頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六3)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φ線)群等相對(duì)濕度線是一系列向上傾斜彎曲的曲線群,從φ=5%到φ=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。第十九頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六2.2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t>tm>td;對(duì)于飽和濕空氣(狀態(tài)點(diǎn)A落在φ=100%線上),有t=tm=td。特別提示:濕焓圖上φ=100%線上任一點(diǎn)均表示濕空氣處于飽和狀態(tài)第二十頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六2)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,tmb)已知t,tdc)已知t,φ第二十一頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六3.濕空氣的基本狀態(tài)變化過(guò)程3.1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↓。第二十二頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六2)間壁式冷(卻)凝減濕過(guò)程第二十三頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六當(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φ=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。第二十四頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六3.2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。混合前后水分量不變:L1H1+L2H2=(L1+L2)Hm混合前后焓值不變:L1I1+L2I2=(L1+L2)Im

由上兩式可得:第二十五頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六可見(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)。第二十六頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六同時(shí)可由上兩式解得:,第二十七頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六[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600m3的空氣,當(dāng)溫度從30℃冷卻到2℃時(shí),能失去多少千克水?解:

第二十八頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六(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,φ1=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φ值為80%。(2)冷凝減濕過(guò)程。先由等溫線t=2℃與ф=100%線的交點(diǎn)可讀得H2=0.0043kg/kg絕干氣。然后計(jì)算新鮮空氣的濕比容以求絕干空氣量L。第二十九頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六除去的水分量:第三十頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六4.濕物料的基本性質(zhì)第三十一頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六4.1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:①~⑧(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(lèi):①~②(P794)第三十二頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六4.2濕物料中水分存在形式和表示法

(1)物料中水分存在形式①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,以液態(tài)存在,易于除去。②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。③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。第三十三頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六(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ω:濕物料中含有的水分質(zhì)量與濕物料的總質(zhì)量之比。②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。第三十四頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六兩者之間的換算關(guān)系為

,第三十五頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六4.3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(chēng)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:第三十六頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六第三十七頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六由圖可得: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,平衡水分也越大。一般當(dāng)φ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φ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。第三十八頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六特別提示:改變空氣的狀態(tài),就可以改變物料的平衡水分。第三十九頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六5.濕物料常壓熱風(fēng)干燥過(guò)程第四十頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六通常干燥系統(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。

第四十一頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六5.1熱風(fēng)干燥過(guò)程計(jì)算下列符號(hào)的意義: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,即第四十二頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六干燥產(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)。第四十三頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六耗熱量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,kJ/h;ΣQL—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;第四十四頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六特別提示: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)“-”。ε—每汽化1kg 水分干燥器凈收入的熱量,kJ/kg汽化水。若ε=0,即I1=I2,稱(chēng)為等(恒)焓干燥過(guò)程(也稱(chēng)絕熱干燥過(guò)程),所用干燥器稱(chēng)為理論(想)干燥器。過(guò)程線沿等焓線變化。若ε≠0,即I1≠I(mǎi)2,稱(chēng)為非等(恒)焓干燥過(guò)程(也稱(chēng)非絕熱干燥過(guò)程),所用干燥器稱(chēng)為實(shí)際干燥器。ΣQL的計(jì)算:ΣQL=GC(I2,-I1,)+QTR+QL下列干燥器QTR=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,=Cmθ=(CS+4.187X)θ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.℃。第四十五頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六空氣離開(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φ2(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φ2(或其它參數(shù))時(shí),可在H-I圖上圖解求其它狀態(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:第四十六頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六即1-P和1-2線重合。過(guò)程線1-2的畫(huà)法如下:用求ε,若ε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φ2(設(shè)φ2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)。

第四十七頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六5.2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,即第四十八頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六提高熱效率的途徑:降低空氣的出口溫度(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20~50℃)。2)采用廢氣(出干燥器的空氣稱(chēng)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%。第四十九頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六解:該過(guò)程空氣的狀態(tài)變化如圖所示(0→1→2)。第五十頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六1)汽化的水分量W由圖讀得:H0=0.0032kg/kg絕干氣,I0=13.0kJ/kg絕干氣;H1=0.0032kg/kg絕干氣,I1=51.0kJ/kg絕干氣;H2=0.0131kg/kg絕干氣。2)新鮮空氣體積流量V

第五十一頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六3)預(yù)熱器加熱量QP第五十二頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六[例12-3]某糖廠的回轉(zhuǎn)干燥器的生產(chǎn)能力為4030kg/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℃,其濕球溫度為32℃,已知產(chǎn)品的比熱容為1.26kJ/(kg·K),試求:①干燥器的散熱損失;②干燥器的熱效率。解:1)汽化的水分量W第五十三頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六2)空氣消耗量L查H-I圖(P791),得:H0=H1=0.011kg/kg絕干氣,H2=0.028kg/kg絕干氣,I0=49.4kJ/kg絕干氣,I1=125kJ/kg絕干氣,I2=113kJ/kg絕干氣。3)干燥器散熱損失QL

由第五十四頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六QD=0,則:又ΣQL=GC(I2,-I1,)+QTR+QL對(duì)回轉(zhuǎn)筒干燥器,QTR=0,則:(其中,GC=4030×(1-0.0018)=4023kg/h)第五十五頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六4)干燥器熱效率6對(duì)流干燥理論6.1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。

第五十六頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六6.2干燥速率和干燥特性曲線按空氣狀態(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(lèi)。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:第五十七頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六因?yàn)椤?/p>

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θ=g(t)及干燥速率隨時(shí)間而變化的曲線U=h(t)。第五十八頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六典型干燥過(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:

第五十九頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六6.3干燥時(shí)間6.3.1恒速干燥時(shí)間t1從X1→X2所需時(shí)間(X1>X2≥XC)。第六十頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六由可得: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:

第六十一頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六式中: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;α—空氣對(duì)物料的對(duì)流傳熱系數(shù),W/(m2.℃)。

α可由下式計(jì)算:氣流平行流過(guò)料層α=14.3(L’)0.8(W/m2·℃)式中:L‘為濕空氣質(zhì)量流速,kg/(m2·s),上式適用于L‘=0.7~8.1kg/(m2·s)。②氣流垂直穿過(guò)料層α=24.1(L’)0.37(W/m2·℃)上式適用于L=1.1~5.5kg/(m2·s)。③固體懸浮于氣流中

第六十二頁(yè),共七十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

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