杨凌职业技术学院：《食品工程原理》第九章（9-4） 干燥速度和干燥时间

第九章 干燥 物料中所含水分的性质 Drying 二、干燥曲线和干燥速率曲线 三、干燥时间的计算 第四节 千燥速度和千燥时间 下页 國国 2021/2/21

2021/2/21 第九章 干燥 Drying 一、物料中所含水分的性质 二、干燥曲线和干燥速率曲线 三、干燥时间的计算 第四节 干燥速度和干燥时间

、物料中所含水分的性质 1、平衡水分与自由水分 1)平衡水分 用某种空气无法再去除的水分 与物料的种类、温度及空气的相对湿度有关 物料中的平衡水分随温度升高而减小 随湿度的增加而增加。 2)自由水分 在干燥过程中所能除去的超出平衡水分的那一部分水分 2021/2/21 上页下页回

2021/2/21 一、物料中所含水分的性质 1、平衡水分与自由水分 1）平衡水分 用某种空气无法再去除的水分。 与物料的种类、温度及空气的相对湿度有关 物料中的平衡水分随温度升高而减小 随湿度的增加而增加。 2）自由水分 在干燥过程中所能除去的超出平衡水分的那一部分水分

20 H 15 12 204060801 中% 25℃时某些物科的平窗含水量x*与空气相对湿度4的关系 1-新闻纸2-羊毛、毛织物3-硝化纤维4-5-皮革 6陶土7-烟叶8肥皂9-牛皮胶 10木材 11—娥璃玻 1-断闻纸 2021/2/21 上页下及

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2、结合水分和非结合水分 结合水分:与物料之间有物理化学作用,因而产生的蒸汽压 低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。 包括溶涨水分和小毛细管中的水分。难于除去 非结合水分:机械地附着在物料表面,产生的蒸汽压与纯 水无异。 包括物料中的吸附水分和大孔隙中的水分 容易除去。 平衡水分一定是结合水分; 自由水分包括了全部非结合水分和一部分结合水分。 2021/2/21 上页下页返回

2021/2/21 2、结合水分和非结合水分 结合水分：与物料之间有物理化学作用，因而产生的蒸汽压 低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。 包括溶涨水分和小毛细管中的水分 。难于除去 非结合水分：机械地附着在物料表面， 产生的蒸汽压与纯 水无异。 包括物料中的吸附水分和大孔隙中的水分。 容易除去。 平衡水分一定是结合水分； 自由水分包括了全部非结合水分和一部分结合水分

0.32 0.28 非结合水 X=0.24kg/kg绝千料 0.24E y0.20 结合水 0.16 自由水分 0.12 如 x=0.08 0.08 0.04 平衡水分 0102030405060708090100 相对度中% 〔为是值) 2021/2/21 上页下及

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二、干燥曲线和干燥速率曲线 1、干燥实验和干燥曲线 干燥曲线:恒定干燥条件下,物料的含水率X与时间θ的关系 2、干燥速率曲线 1)干燥速率曲线 干燥速率:单位时间内,单位干燥面积上汽化的水分量 ade 2021/2/21 上页下及

2021/2/21 二、干燥曲线和干燥速率曲线 1、干燥实验和干燥曲线 干燥曲线 ：恒定干燥条件下，物料的含水率X与时间θ的关系 2、干燥速率曲线 1）干燥速率曲线 干燥速率 ：单位时间内，单位干燥面积上汽化的水分量 Ad dW U − =

0.5 菜H兴a B Ⅹ-τ线 0.3 0.2 0.1 2468101214 T, h 日-τ线 t 2021/2/21 页下页回

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W=Gy dw=Gcd U GadX Ade ABC段表示干燥第一阶段,BC段为恒速干燥阶段, AB段为物料的预热阶段,但此段所需的时间很短,一般并 入BC段内考虑。 CD段为第二阶段,在此阶段内干燥速率随物料含水量 的减小而降低,称为降速干燥阶段。 两个干燥阶段之间的交点称为临界点。与该点对应的物 料含水量称为临界含水Xc。 2021/2/21 上页下及

2021/2/21 W = GC X dW = GC dX Ad G dX U − C = ABC段表示干燥第一阶段，BC段为恒速干燥阶段， AB段为物料的预热阶段，但此段所需的时间很短，一般并 入BC段内考虑 。 CDE段为第二阶段，在此阶段内干燥速率随物料含水量 的减小而降低，称为降速干燥阶段。 两个干燥阶段之间的交点称为临界点。与该点对应的物 料含水量称为临界含水XC

2.0 1.6 1.2 A 0.8 0.4 0.10.20.30.40.50.6 x,kg水/g绝干料 2021/2/21 上页下及

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2)干燥机理 a)恒速干燥阶段 干燥速度由水的表面汽化速度所控制 b)降速干燥阶段 过程速度由水分从物料内部移动到表面的速度所控制 c)临界含水量 临界水分随物料本身性质、厚度和干燥速率的不同而 异,通常临界水分随恒速阶段的干燥速度和物料厚度的增加 而增大 2021/2/21 上页下及

2021/2/21 2）干燥机理 a）恒速干燥阶段 干燥速度由水的表面汽化速度所控制 b）降速干燥阶段 过程速度由水分从物料内部移动到表面的速度所控制。 c）临界含水量 临界水分随物料本身性质、厚度和干燥速率的不同而 异，通常临界水分随恒速阶段的干燥速度和物料厚度的增加 而增大