华中农业大学：《食品工程原理》课程教学资源（PPT课件）第八章 物料干燥

第八章物料干燥 重点:空气的焓湿图、干燥机理、干燥 曲线、干燥时间的计算; 难点:空气的焓湿图、干燥机理

➢重点：空气的焓湿图、干燥机理、干燥 曲线、干燥时间的计算； ➢难点：空气的焓湿图、干燥机理； 第八章 物料干燥

第一节概述 口去湿:除去物料中的水分和或其它溶剂(统称为湿分)的 过程。 口去湿的方法 机械去湿法:即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法 除去湿分 物理化学去湿法:用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸 收水分。该法费用高,操作麻烦,只适用于小批量固体物料 的去湿,或用于除去气体中的水分 >热能去湿法:如蒸发、干燥等 用加热的方法使水分或其它溶剂汽化,并将产生的蒸气排 除,藉此来除去固体物料中湿分的操作,称为固体的干燥

❑去湿：除去物料中的水分和或其它溶剂（统称为湿分）的 过程。 ❑去湿的方法： ➢机械去湿法：即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法 除去湿分。 ➢物理化学去湿法：用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸 收水分。该法费用高，操作麻烦，只适用于小批量固体物料 的去湿，或用于除去气体中的水分。 ➢热能去湿法：如蒸发、干燥等 用加热的方法使水分或其它溶剂汽化，并将产生的蒸气排 除，藉此来除去固体物料中湿分的操作，称为固体的干燥。 第一节 概述

口千燥过程的分类 按操作压力:常压干燥、真空干燥 按操作方式:连续式、间歇式 按传热方式:传导干燥、对流干燥、辐射干燥和 介电加热干燥,以及由其中两种或三种方式组成的 联合干燥

❑干燥过程的分类 ➢按操作压力：常压干燥、真空干燥 ➢按操作方式：连续式、间歇式 ➢按传热方式：传导干燥、对流干燥、辐射干燥和 介电加热干燥，以及由其中两种或三种方式组成的 联合干燥

口在工业上应用最普遍的是对流干燥。通常使用的干燥介质是 空气,被除去的湿分是水分。空气既是载热体又是载湿体。 口物料的干燥过程是属于传热和传质相结合的过程。 口千燥过程进行的条件:被干燥物料表面所产生水汽(或其 它蒸汽)的压力大于干燥介质中水汽(或其它蒸汽)的分压 压差越大,干燥过程进行越快。所以千燥介质须及时将汽化 的水汽带走,以保持一定的汽化水的推动力

❑在工业上应用最普遍的是对流干燥。通常使用的干燥介质是 空气，被除去的湿分是水分。空气既是载热体又是载湿体。 ❑物料的干燥过程是属于传热和传质相结合的过程。 ❑干燥过程进行的条件：被干燥物料表面所产生水汽（或其 它蒸汽）的压力大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压， 压差越大，干燥过程进行越快。所以干燥介质须及时将汽化 的水汽带走，以保持一定的汽化水的推动力

第二节湿空气的性质及湿度图 、湿空气的性质 1水蒸气分压p 空气中水蒸气分压愈大,水分含量就愈高,根据气体分 压定律,则有 2湿度( humidity)H 又称为湿含量或绝对温度( absolute humidity)。它以湿空 气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示,使用 符号H,其单位为:kg水气/kg千空气 湿空气中水气的质量n,M, 湿空气中绝干空气的质量nM

g g v v n M n M H = = 湿空气中绝干空气的质量 湿空气中水气的质量 g v v v g v n n P p p p p = − = 1 水蒸气分压pv 空气中水蒸气分压愈大，水分含量就愈高，根据气体分 压定律，则有 2 湿度(humidity)H 又称为湿含量或绝对温度(absolute humidity)。它以湿空 气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示，使用 符号Ｈ，其单位为：kg水气/kg干空气。 第二节 湿空气的性质及湿度图 一、湿空气的性质

常温下,湿空气可视为理想气体,则有 H 18P, 0.622 29(P-p,) 在饱和状态时,湿空气中水蒸气分压p等于该空气温度 下纯水的饱和蒸气压p则有 H=0.622p 由于水的饱和蒸气压仅与温度有关,故湿空气的饱和湿 度是温度和总压的函数,即 Hs=f(t, P)

常温下，湿空气可视为理想气体，则有 v v v v P p p P p p H − = − = 0.622 29( ) 18 在饱和状态时，湿空气中水蒸气分压pv等于该空气温度 下纯水的饱和蒸气压ps，则有 s s s P p p H − = 0.622 由于水的饱和蒸气压仅与温度有关，故湿空气的饱和湿 度是温度和总压的函数，即 H f (t,P) s =

3相对湿度q 在一定温度及总压下,湿空气的水汽分压p与同温度下 水的饱和蒸汽压p、之比的百分数,称为相对湿度( (relative humidity),用符号q表示,即 ×100% 当p,=0时,=0,表示湿空气不含水分,即为绝干空气。 当D,P时,q=1,表示湿空气为饱和空气

3 相对湿度 φ = 100% s v p p  当pv=0时，φ=0，表示湿空气不含水分，即为绝干空气。 当pv=ps时，φ=1，表示湿空气为饱和空气。 在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pv与同温度下 水的饱和蒸汽压pS 之比的百分数，称为相对湿度(relative humidity)，用符号φ表示，即

相对湿度和绝对湿度的关系 ◆相对湿度:可以说明湿空气偏离饱和空气的程度,能用 于判定该湿空气能否作为干燥介质,φ值与越小,则吸湿 能力越大 ◆湿度:是湿空气含水量的绝对值,不能用于分辨湿空气 的吸湿能力。 在一定总压和温度下,两者之间的关系为 H=0.622s P-op

◆相对湿度：可以说明湿空气偏离饱和空气的程度，能用 于判定该湿空气能否作为干燥介质，φ值与越小，则吸湿 能力越大。 s s P p p H   − = 0.622 ◆湿度：是湿空气含水量的绝对值，不能用于分辨湿空气 的吸湿能力。 在一定总压和温度下，两者之间的关系为 相对湿度和绝对湿度的关系

4湿空气的比热cH 在常压下,将湿空气中1kg绝干空气及相应Hkg水汽的温度 升高(或降低)1C所需要(或放出)的热量,称为比热,又 称为湿热,用符号C表示,单位是k/(kg绝干气),即 CH=Cg+Hc 式中cH湿空气的比热,kJ/(kg绝干气C) g绝干空气的比热,kJ/(kg绝干气; 水气的比热,kJ/(kg水气C 在常用的温度范围内,有 cn=1.01+188 上式说明:湿空气的比热只是湿度的函数

4 湿空气的比热CH H g Hcv c = c + 式中 cH——湿空气的比热，kJ/(㎏绝干气·oC)； cg——绝干空气的比热，kJ/(㎏绝干气·oC)； cv——水气的比热，kJ/(㎏水气·oC) cH =1.01+1.88H 上式说明：湿空气的比热只是湿度的函数。 在常压下，将湿空气中1kg绝干空气及相应Ｈkg 水汽的温度 升高（或降低）1 oC所需要（或放出）的热量，称为比热，又 称为湿热，用符号CH表示，单位是kJ/(㎏绝干气·oC)，即 在常用的温度范围内，有

5湿空气的焓I 湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和,称为湿 空气的焓,用符号表示,单位是kJ/kg干空气 1=n+ g H 式中I—湿空气的焓,kJ/kg绝干气; —绝干空气的焓,kJkg绝干气 —水气的焓,kJ/kg水气。 注:空气的焓是根据干空气及液态水在0°C时焓为零作基准而计算的, 因此,对于温度为t及湿度为H的湿空气,其焓包括由0C的水变为0C 的水汽所需的潜热及湿空气由0C升温至t°C所需的显热之和,即 1=(Cg+e,)+hn0 (1.01+188H)+2490H

5 湿空气的焓I H H I c Hc t Hr g v (1.01 1.88 ) 2490 ( ) 0 0 = + + = + + 湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和，称为湿 空气的焓，用符号I表示，单位是kJ/kg干空气。 注：空气的焓是根据干空气及液态水在0 oC时焓为零作基准而计算的， 因此，对于温度为t 及湿度为Ｈ的湿空气，其焓包括由0 o C的水变为0 o C 的水汽所需的潜热及湿空气由0 oC升温至t oC所需的显热之和，即 I=Ig+IvH 式中Ｉ——湿空气的焓，kJ/kg绝干气； Ig ——绝干空气的焓，kJ/kg绝干气； Iv——水气的焓，kJ/kg水气