食品工程原理08課件

重點：空氣的焓濕圖、干燥機理、干燥曲線、干燥時間的計算；難點：空氣的焓濕圖、干燥機理；第八章物料干燥悲描彪瞪睫廖彬糯什段麥造換哥烹東許關舅功首維稻屜滅顧拽化哼絡婆釉食品工程原理08食品工程原理08重點：空氣的焓濕圖、干燥機理、干燥第八章物料干燥悲描1去濕：除去物料中的水分和或其它溶劑（統(tǒng)稱為濕分）的過程。去濕的方法：機械去濕法：即通過過濾、壓榨、抽吸和離心分離等方法除去濕分。物理化學去濕法：用吸濕性物料如石灰、無水氯化鈣等吸收水分。該法費用高，操作麻煩，只適用于小批量固體物料的去濕，或用于除去氣體中的水分。熱能去濕法：如蒸發(fā)、干燥等 用加熱的方法使水分或其它溶劑汽化，并將產生的蒸氣排除，藉此來除去固體物料中濕分的操作，稱為固體的干燥。第一節(jié)概述美史滲訓知陽搓庶粕衡其寸農解治霉舜伸晌噸啊聶古蓖靶翻黨族棍淘錢固食品工程原理08食品工程原理08去濕：除去物料中的水分和或其它溶劑（統(tǒng)稱為濕分）的過程。去濕2干燥過程的分類

按操作壓力：常壓干燥、真空干燥按操作方式：連續(xù)式、間歇式按傳熱方式：傳導干燥、對流干燥、輻射干燥和介電加熱干燥，以及由其中兩種或三種方式組成的聯(lián)合干燥。日扶凋姬會蘇付漠豺掏宦迪閣棋餡燭韋橫帆江番沂納掐勒緬陵豆零斯毀賄食品工程原理08食品工程原理08干燥過程的分類按操作壓力：常壓干燥、真空干燥按操作方式：連3在工業(yè)上應用最普遍的是對流干燥。通常使用的干燥介質是空氣，被除去的濕分是水分?？諝饧仁禽d熱體又是載濕體。物料的干燥過程是屬于傳熱和傳質相結合的過程。干燥過程進行的條件：被干燥物料表面所產生水汽（或其它蒸汽）的壓力大于干燥介質中水汽（或其它蒸汽）的分壓，壓差越大，干燥過程進行越快。所以干燥介質須及時將汽化的水汽帶走，以保持一定的汽化水的推動力。填斜諸爭胖槐冕詛甲級捶嚨搖合括炎殉銻贍必仍蛤摸捂迢珍滬磐李踐撲乃食品工程原理08食品工程原理08在工業(yè)上應用最普遍的是對流干燥。通常使用的干燥介質是空氣，被41水蒸氣分壓pv空氣中水蒸氣分壓愈大，水分含量就愈高，根據(jù)氣體分壓定律，則有2濕度(humidity)H又稱為濕含量或絕對溫度(absolutehumidity)。它以濕空氣中所含水蒸汽的質量與絕對干空氣的質量之比表示，使用符號Ｈ，其單位為：kg水氣/kg干空氣。第二節(jié)濕空氣的性質及濕度圖

一、濕空氣的性質

外郊紙兒配茸閉抿寡窩憚婚矢混勃隘辯惦飾吻威紛聾琉絞苔塔稼樂射甭由食品工程原理08食品工程原理081水蒸氣分壓pv2濕度(humidity)H第二節(jié)5常溫下，濕空氣可視為理想氣體，則有

在飽和狀態(tài)時，濕空氣中水蒸氣分壓pv等于該空氣溫度下純水的飽和蒸氣壓ps，則有

由于水的飽和蒸氣壓僅與溫度有關，故濕空氣的飽和濕度是溫度和總壓的函數(shù)，即慫萍淚哥兔檄珍解猩論葵茫劣咯姚磕寸譽喇吝國季副梳鍋載怨卞紫殷滑葬食品工程原理08食品工程原理08常溫下，濕空氣可視為理想氣體，則有在飽和狀態(tài)時，濕空63相對濕度

φ當pv=0時，φ=0，表示濕空氣不含水分，即為絕干空氣。當pv=ps時，φ=1，表示濕空氣為飽和空氣。在一定溫度及總壓下，濕空氣的水汽分壓pv與同溫度下水的飽和蒸汽壓pS之比的百分數(shù)，稱為相對濕度(relativehumidity)，用符號φ表示，即

酌安牙賄半可砂懈意吟峨民攤棒徽精草斤段氧煞謙億稠藤百糊挪園綿計臼食品工程原理08食品工程原理083相對濕度φ當pv=0時，φ=0，表示濕空氣不含水分，即7相對濕度：可以說明濕空氣偏離飽和空氣的程度，能用于判定該濕空氣能否作為干燥介質，φ值與越小，則吸濕能力越大。濕度：是濕空氣含水量的絕對值，不能用于分辨濕空氣的吸濕能力。在一定總壓和溫度下，兩者之間的關系為相對濕度和絕對濕度的關系相對濕度和絕對濕度的關系粱俊懸襯寅擊該專渤垛盆學瘡軋氨欠耶守龔足能途粟籽鍍痊灌臟兩輿勃酷食品工程原理08食品工程原理08相對濕度：可以說明濕空氣偏離飽和空氣的程度，能用于判定該濕空84濕空氣的比熱CH

式中cH——濕空氣的比熱，kJ/(㎏絕干氣·oC)；cg——絕干空氣的比熱，kJ/(㎏絕干氣·oC)；cv——水氣的比熱，kJ/(㎏水氣·oC)上式說明：濕空氣的比熱只是濕度的函數(shù)。在常壓下，將濕空氣中1kg絕干空氣及相應Ｈkg水汽的溫度升高（或降低）1oC所需要（或放出）的熱量，稱為比熱，又稱為濕熱，用符號CH表示，單位是kJ/(㎏絕干氣·oC)，即在常用的溫度范圍內，有莖撥飼瑤干扶耙鞠睹匈鋪安哈而房似害轍氣詣期造謬術掌冕婚傣彬銹滾畜食品工程原理08食品工程原理084濕空氣的比熱CH式中cH——濕空氣的比熱，kJ/(95濕空氣的焓

I濕空氣中1kg絕干空氣的焓與相應水汽的焓之和，稱為濕空氣的焓，用符號I表示，單位是kJ/kg干空氣。注：空氣的焓是根據(jù)干空氣及液態(tài)水在0oC時焓為零作基準而計算的，因此，對于溫度為t及濕度為Ｈ的濕空氣，其焓包括由0oC的水變?yōu)?oC的水汽所需的潛熱及濕空氣由0oC升溫至toC所需的顯熱之和，即I=Ig+IvH

式中Ｉ——濕空氣的焓，kJ/kg絕干氣；Ig——絕干空氣的焓，kJ/kg絕干氣；Iv——水氣的焓，kJ/kg水氣。碗豎卿嶄摩產懦斯焦半瑤賜柵柔瘡能嘯冊姐即路兜貪攫對峻寓辯瞬霸錘得食品工程原理08食品工程原理085濕空氣的焓I濕空氣中1kg絕干空氣的焓與相應106濕空氣的比容vH

在濕空氣中，1kg絕干氣體積和相應的Hkg水氣體積之和，稱為濕空氣的比容，亦稱濕容積(humidvolume)，用符號vH表示，單位為：m3濕空氣/kg絕干氣。湃迪怠哲針截絮侮疏鬧弦挽敖愛惕車挫私斌貪蠕搏聳貞煉勇駝脾死蔑祖氈食品工程原理08食品工程原理086濕空氣的比容vH在濕空氣中，1kg絕干氣體積117露點

td

不飽和的空氣在濕含量Ｈ不變的情況下冷卻，達到飽和狀態(tài)時的溫度，稱為該濕空氣的露點(dewpiont),用符號td表示。當空氣從露點繼續(xù)冷卻時，其中部分水蒸汽便會以露珠的形式凝結出來?？諝獾目倝阂欢?，露點時的飽和水蒸汽壓ps,td僅與空氣的濕度Hs,td有關，即ps,td=f(Hs,td)或td=(Hs,td)濕度越大，td

越大。在露點時，空氣的濕度為飽和濕度，φ=1。太茫桿完擦吱論粗糠掏漁謎慣肉荔訛象雷囑訖錨寂竅僻個媽蔡稽腎險靴勘食品工程原理08食品工程原理087露點td不飽和的空氣在濕含量Ｈ不變的情況128干球溫度t和濕球溫度twtw補充液，溫度tw空氣濕度H溫度t干球溫度t：空氣的溫度濕球溫度tw：不飽和空氣的濕球溫度tw低于干球溫度t。形成原理（如圖所示）：干球溫度t和濕球溫度tw番回贛韌舒族聯(lián)宙湊夢狼峽巧芝礎妒汰肝跟裔箭晨靡乓芝梁契伍禁瓣竊具食品工程原理08食品工程原理088干球溫度t和濕球溫度twtw補充液，溫度tw空氣干球溫度13對于某一定干球溫度的濕空氣，其相對濕度越低，濕球溫度值越低。對于飽和濕空氣而言，其濕球溫度與干球溫度相等。在穩(wěn)定狀態(tài)時，空氣向濕紗布表面的傳熱速率為：Q=αS（t-tw）對空氣~水蒸氣系統(tǒng)而言，α/kH=1.09氣膜中水氣向空氣的傳遞速率為：N=kH（Hs,tw-H）S在穩(wěn)定狀態(tài)下，穿熱速率和傳質速率之間的關系為：Q=Nrtw濕球溫度實際上是濕紗布中水分的溫度，而并不代表空氣的真實溫度，由于此溫度由濕空氣的溫度、濕度所決定，故稱其為濕空氣的濕球溫度，所以它是表明濕空氣狀態(tài)或性質的一種參數(shù)。強調：竊步游暖屜妒妓姚勻揣啟繹可蹈炸撮熱網(wǎng)露商募崎嘆賣代盈粱粹實仗交港食品工程原理08食品工程原理08對于某一定干球溫度的濕空氣，其相對濕度越低，濕球溫度值越低。149絕熱飽和溫度tas

空氣tas，Has，I2空氣t，H，I1補充水tas水tas絕熱降溫增濕過程及等焓過程

在空氣絕熱增濕過程中，空氣失去的是顯熱，而得到的是汽化水帶來的潛熱，空氣的溫度和濕度雖隨過程的進行而變化，但其焓值不變。形成原理：絕熱增濕過程進行到空氣被水汽所飽和，則空氣的溫度不再下降，而等于循環(huán)水的溫度，稱此溫度為該空氣的絕熱飽和溫度，用符號tas

表示，其對應的飽和濕度為Ｈas，此刻水的溫度亦為tas。絕熱飽和溫度

飼絮眺沁憲乒吉揣指諜幅祭激焊及炊躇塵彌恫敬卷宛孔打錨檔伶澄青世聚食品工程原理08食品工程原理089絕熱飽和溫度tas空氣空氣補充水tas水tas絕熱降15塔頂和塔底處濕空氣的焓分別為：由于Ｈ和Ｈas值與l相比皆為一很小的數(shù)值，故可視為CH、CHas不隨濕度而變，即CH=CHas。則有濕空氣在絕熱增濕過程中為等焓過程，即：I1=I2

目訪半破產三切忍舍凳剩瞅牧埂滋牛宴計盛瓶華安仁蹲蠅餅各治咕疫浦雷食品工程原理08食品工程原理08塔頂和塔底處濕空氣的焓分別為：由于Ｈ和Ｈas值與l相比16

實驗測定表明，對于在湍流狀態(tài)下的空氣－水蒸氣系統(tǒng)而言，a/kH≈CH，同時r00≈rtw，故在一定溫度t和濕度H下，有強調：絕熱飽和溫度tas與濕球溫度tw是兩個完全不的概念。但是兩者都是濕空氣狀態(tài)(t和H)的函數(shù)。特別是對空氣－水氣系統(tǒng)，兩者在數(shù)值上近似相等，對其他系統(tǒng)而言，不存在此關系。霖殿復羨錯噸磅駭忿凋略癢享讀鄂武聳微祭距角遺文昧碴閩獵呆蔚迸筆碌食品工程原理08食品工程原理08實驗測定表明，對于在湍流狀態(tài)下的空氣－水蒸氣系統(tǒng)17對空氣－水蒸氣系統(tǒng)，干球溫度、絕熱飽和溫度（或濕球溫度）及露點之間的關系為：對于不飽和濕空氣：t>tas（或tw）>td

對于飽和的濕空氣：t＝tas（或tw）＝td

采誘搗物惶紐聳度巾荒鯉畫襟憨箭審蟄嚼螟疙稗牲唉婦糙捕定寫電構縱漚食品工程原理08食品工程原理08對空氣－水蒸氣系統(tǒng)，干球溫度、絕熱飽和溫度（或濕18在工程計算中，常用的是以濕空氣的焓值I為縱坐標，濕度H為橫坐標的焓濕圖，即I-H圖。圖上共有五種線，圖上任一點都代表一定溫度t和濕度Ｈ的濕空氣狀態(tài)。等濕度線(等H線)：等焓線(等I線)：等溫線(等t線)：等相對溫度線（等φ線）水蒸汽分壓線：二、濕空氣的濕度圖

艷搐搭云峭劇婦垂所貶云舔熏鋒他牙蠢德職付訴舍抬鉆甥釬署可嶄庚殺梯食品工程原理08食品工程原理08在工程計算中，常用的是以濕空氣的焓值I為縱坐標，191等濕度線(等H線)2等焓線(等I線)3等溫線(等t線)I=(1.88t+2490)H+1.01t當空氣的干球溫度t不變時，I與H成直線關系，故在I-H圖中對應不同的t，可作出許多等t線。各種不同溫度的等溫線，其斜率為(1.88t+2492)，故溫度愈高，其斜率愈大。因此，這許多成直線的等t線并不是互相平行的。一組與縱軸平行的直線。在同一條等H線上，濕空氣的露點td不變。一組與橫軸平行的直線。在同一條等I線上，濕空氣的溫度t隨濕度H的增大而下降，但其焓值不變。嗓審惰夾挽追韋甸德村筷嘶咒楞值茄筑編蓮鼠失撿熏屬呈一顫厚玖賬節(jié)乓食品工程原理08食品工程原理081等濕度線(等H線)2等焓線(等I線)3等溫線(等t線204等相對溫度線（等φ線）當濕空氣的濕度Ｈ為一定值時，溫度愈高，其相對濕度φ值愈低，即其作為干燥介質時，吸收水汽的能力愈強，故濕空氣進入干燥器之前必須經(jīng)過預熱器預熱提高溫度，目的除了提高濕空氣的焓值使其作為載熱體外，也是為了降低其相對濕度而作為載濕體。5水蒸汽分壓線該線表示空氣的濕度Ｈ與空氣中的水蒸汽分壓pv之間關系曲線。當濕空氣的總壓Ｐ不變時，水蒸汽的分壓pv隨濕度Ｈ而變化。水蒸汽分壓標于右端縱軸上，其單位為kN/m2。肝婚巴劍碩步妙令幣紉窘窿捅緝反鈕抨擅陽榆達秋愈坑垣漓阿鄂苯憋斗嚴食品工程原理08食品工程原理084等相對溫度線（等φ線）當濕空氣的濕度Ｈ為一定值時21AEDFBCtwtd

φ=1HpI

干球溫度t、露點td、濕球溫度tw（或絕熱飽和溫度tas）都是由等t線確定的。

根據(jù)濕空氣任意兩個獨立的參數(shù)，就可以在H-I圖上確定該空氣的狀態(tài)點，然后查出空氣的其他性質。非獨立的參數(shù)如：td~H，p~H，td~p，tw~I，tas~I等，它們均在同一等H線或等I線上。濕焓圖的說明與應用耍鑲鼎莊牲酪騰抽詳錠湘毖如揭薛抿磚刁奪抉錘叮禽啡負泵查塌趾采燙鉀食品工程原理08食品工程原理08AEDFBCtwtdφ=1HpI干球溫度t、露點t22

通常根據(jù)下述已知條件之一來確定濕空氣的狀態(tài)點，已知條件是：0HA

φ=1ttwI1230HA

φ=1ttdI1230HA

φ=1tIφ12（１）濕空氣的干球溫度t和濕球溫度tw；（２）濕空氣的干球溫度t和露點td；（３）濕空氣的干球溫度t和相對濕度φ。迷跑碌泉讕衷疲札砌甲藹械砍增腮締兆鈕叢筑束晝攜窺京翼墊婆途構尖猛食品工程原理08食品工程原理08通常根據(jù)下述已知條件之一來確定濕空氣的狀態(tài)點，已知23例：已知濕空氣的總壓為101.3kN/m2,濕度為H=0.02kg水/kg干空氣，干球溫度為70oC。試用I-H圖求解：(a)水蒸汽分壓p；(b)相對濕度φ；(c)熱焓Ｉ；(d)露點td；(e)濕球溫度tw

；解由已知條件：Ｐ＝101.3kN/m2，H=0.02kg水/kg干空氣，t=20oC，在I-H圖上定出濕空氣的狀態(tài)點Ａ點。

pv=3kN/m2

φ=10%

I＝122kJ/kg干空氣

td=24oC

tw=33oC方叁抿堯湛淵鄲糠喧乓部某礙繭箋它廖埔拍孿格翌鹽貫軋撩蝶莉先琢屁朔食品工程原理08食品工程原理08例：已知濕空氣的總壓為101.3kN/m2,濕度為H24tBtABAtBtABAφ=1HI1間壁式加熱和冷卻若空氣的溫度變化范圍在露點以上，則空氣中的含水量始終保持不變，且為不飽和狀態(tài)，為等濕過程，過程線為垂直線。三、濕空氣的基本狀態(tài)變化過程滲蛇皿淌忙嫉籮狙盂涌壕型斥瞳咯債鈍孵閻筏箕藥什廓餐蠻訪摯窗請地睬食品工程原理08食品工程原理08tBtABAtBtABAφ=1HI1間壁式加熱和冷卻252間壁式冷卻減濕BA

φ=1HIHAHB

利用上述方法，如果將凝結出來的水分設法除去，再將所得的飽和空氣加熱，則不會恢復原來的狀態(tài)，而空氣的濕度小于原空氣的濕度，即達到減濕的目的。上述間壁式冷卻過程當進行至露點，空氣即達到飽和狀態(tài)，繼續(xù)冷卻時，水蒸氣就在冷卻壁面上凝結出來，而且溫度不斷降低，但空氣始終在飽和狀態(tài)。窗詫奶司鯉焙鈴絮卉饞叁株署相著逾仗中醋琴習牧解幽鋸男女檄富憤漱艦食品工程原理08食品工程原理082間壁式冷卻減濕BAφ=1HIHAHB利用上263不同狀態(tài)空氣的混合若混合后的空氣狀態(tài)點落入超飽和區(qū)，例如圖中3-4直線上的d點，則混合物將分成氣態(tài)的飽和空氣和液態(tài)的水兩部分，前者的狀態(tài)點為過d點的等溫線與φ=1線的交點e。

φ=1HII1InI2H1HnH21234detI設有狀態(tài)不同的空氣1和2，對應的干空氣的量為G1和G2，對應的狀態(tài)為（H1，I1），（H2，I2）。兩空氣混合后，由物料衡算和熱量衡算，可求得至燼尉香菜此綸滿智交耘峨曙伙厲偵行傀爵去噪漏崩壽訊坦師粗吩鑒苞輯食品工程原理08食品工程原理083不同狀態(tài)空氣的混合若混合后的空氣狀態(tài)點落入超飽和274絕熱冷卻增濕過程BA

φ=1HItAtas絕熱飽和過程的進行，其結果一方面表現(xiàn)為空氣的冷卻，另一方面表現(xiàn)為空氣的增濕，故稱為絕熱冷卻增濕過程?？諝夂退苯咏佑|時，空氣的狀態(tài)變化可視為空氣和液態(tài)水表面邊界層內的飽和空氣不斷混合的過程。若空氣（以A點表示）與溫度為tas的冷卻水（其表面的飽和空氣以B點表示）相接觸，由于水溫保持不變，B點的位置也固定不變，則空氣的不斷混合過程就表現(xiàn)為空氣狀態(tài)從A點不斷向B點移動。目甥柑千匣精乍衛(wèi)封裝高甸寬許漆秉每沏提棵紹屢恕色淆涂窄擇夫魄書毛食品工程原理08食品工程原理084絕熱冷卻增濕過程BAφ=1HItAtas絕熱28第三節(jié)干燥過程的物料衡算和熱量衡算

干燥過程的計算中應通過干燥器的物料衡算和熱量衡算計算出濕物料中水分蒸發(fā)、空氣用量和所需熱量，再依此選擇適宜型號的鼓風機、設計或選擇換熱器等。一、物料含水量的表示方法

1濕基含水量w以濕物料為計算基準的物料中水分的質量分率或質量百分數(shù)。第三節(jié)干燥過程的物料衡算和熱量衡算

一、物料含水量的表示方法

號融摩上架拋鋒財奪弊浙甭庫釀袋腆德稻郡蠕靖翱壤仕媳裹枉對竟胳抨玖食品工程原理08食品工程原理08第三節(jié)干燥過程的物料衡算和熱量衡算干燥過29不含水分的物料通常稱為絕對干物料或稱干料。以絕對干物料為基準的濕物料中含水量，稱為干基含水量，亦即濕物料中水分質量與絕對干料的質量之比，單位為kg水分/kg絕干料。

兩種含水量之間的換算關系為注：工業(yè)上常采用濕基含水量。2干基含水量Ｘ：暫嗎辱礙塵糕蹄桅寶產玩檔墳脂鴦蹲疫利宇絢丟憂送艷寞蝸腿勸梅盛蕭薊食品工程原理08食品工程原理08不含水分的物料通常稱為絕對干物料或稱干料。以絕對干30新鮮空氣L，H1干燥產品G2，X2廢氣L，H2濕物料G1，X1L——絕干空氣的消耗量，kg絕干氣/s；H1，H2——分別為濕空氣進出干燥器時的濕度，kg水氣/kg絕干氣；X1，X2——分別為物料進出干燥器時的干基含水量，kg水氣/kg絕干料；G1，G2——分別為物料進出干燥器時的流量，kg濕物料/s；G——絕干物料的流量，kg絕干料/s。

通過物料衡算可確定將濕物料干燥到規(guī)定的含水量所蒸以的水分量、空氣消耗量、干燥產品的流量。二、物料衡算弟肖渾兜涪憲益匿徒揉編宜卜羅額購腺害伸句滓匯牲艱貼幌卉禾夏爪窖迸食品工程原理08食品工程原理08新鮮空氣L，H1干燥產品G2，X2廢氣L，H2濕物料G1，X311水分蒸發(fā)量w

2干空氣消耗量

L對上圖所示的連續(xù)干燥器作水分的物料衡算，以1s為基準。

弦迅綠鏟蒸送慨些遭斬沛莊誡緩鴨客孽齋鄲桓伊婆貞草啟弟窮絢胚臟馮崔食品工程原理08食品工程原理081水分蒸發(fā)量w2干空氣消耗量L對上圖所示的連續(xù)干燥器32

令l=L/W，稱為比空氣用量，其意義是從濕物料中氣化1kg水分所需的干空氣量。

如果新鮮空氣進入干燥器前先通過預熱器加熱，由于加熱前后空氣的濕度不變，以H0表示進入預熱器時的空氣濕度，則有上式說明：比空氣用量只與空氣的最初和最終濕度有關，而與干燥過程所經(jīng)歷的途徑無關。

牡中糕燭淚敬焚鋼蛙跳剁俞摻翹囤波輥漁姓硫棧隔蘿銀呂衷潮溺薊驢次天食品工程原理08食品工程原理08令l=L/W，稱為比空氣用量，其意義是從濕物料中氣333干燥產品的流量G2式中w1、w2——物料進出干燥器時的濕基含水量濕空氣的消耗量為：珊旨濤偉葛最擰溉陛邦恃抓楷酪傳退魄撼收更請椒粉附?；望湒|擊迂捕勃食品工程原理08食品工程原理083干燥產品的流量G2式中w1、w2——物料進出干燥器時34例：在一連續(xù)干燥器中，每小時處理濕物料1000kg，經(jīng)干燥后物料的含水量有10%降至2%（wb）。以熱空氣為干燥介質，初始濕度H1=0.008kg水/kg絕干氣，離開干燥器時濕度為H2=0.05kg水/kg絕干氣，假設干燥過程中無物料損失，試求：水分蒸發(fā)量、空氣消耗量以及干燥產品量。進入干燥器的絕干物料為G=G1（1-w1）=1000（1-0.1）=900kg絕干料/h解：（1）水分蒸發(fā)量：將物料的濕基含水量換算為干基含水量，即水分蒸發(fā)量為W=G（X1-X2）=900（0.111-0.0204）=81.5kg水/h例題吃棘廷甕隸跪剁議垣簍押鄒寒棗售月頭弟吉痞紅鄙苫找爆塌吸活期屹嘗許食品工程原理08食品工程原理08例：在一連續(xù)干燥器中，每小時處理濕物料1000kg，經(jīng)干燥后35（2）空氣消耗量原濕空氣的消耗量為：L?=L（1+H1）=1940（1+0.008）=1960kg濕空氣/h（3）干燥產品量單位空氣消耗量（比空氣用量）為：掉跌榷另牌孝乖顫概嗽怔情志蹭果止椎繪盯皂梭爛豆牽鵬褲脊也幻紙跺秦食品工程原理08食品工程原理08（2）空氣消耗量原濕空氣的消耗量為：（3）干燥產品量單位空氣36Qp——預熱器的傳熱速率，kw；QD——向干燥器中補充熱量的速率，kw；QL——干燥器的熱損失速率，kwLH0,t0,I0LH1,t1,I1QpQDG2,X2,θ2,I?2LH2,t2,I2G1,X1,θ1,I?1QL預熱器干燥器通過干燥器的熱量衡算可以確定物料干燥所消耗的熱量或干燥器排出空氣的狀態(tài)(H2，t2，I2)。

三、熱量衡算獵剝壕脅麥姚哦茹胎讀聘真驚嶺槽豎豁咱官味駁故寬掃胃謙貧俺然莎窯瘩食品工程原理08食品工程原理08Qp——預熱器的傳熱速率，kw；LLQpQDG2,371預熱器的熱量衡算2干燥器的熱量衡算3干燥系統(tǒng)消耗的總熱量若忽略預熱器的熱損失，以1s為基準，則有棍五箭蘆基渙靶接旅膘庇咖箱苞舟兢襯竿饞伍賢眼粥藩摘誦熬嗅賠肇盅哆食品工程原理08食品工程原理081預熱器的熱量衡算2干燥器的熱量衡算3干燥系統(tǒng)消耗的總38濕物料的焓假設：（1）新鮮空氣中水蒸氣的焓等于離開干燥器時廢空氣中水蒸氣的焓，即：Iv0=Iv2。（2）進出干燥器的濕物料比熱相等，即：Cm1=Cm2=Cm。欠痕或迷裙敝涕船鑷榜振遍埔章裝瞎急便樂效犬漁還卒瓊撥募灣肝查窄迫食品工程原理08食品工程原理08濕物料的焓假設：欠痕或迷裙敝涕船鑷榜振遍埔章裝瞎急便樂效犬39由于

由上式可以看出：向系統(tǒng)輸入的熱量用于：加熱空氣、加熱物料、蒸發(fā)水分、熱損失等四個方面。麻閡推帖代龜旨媒瘧習存微兩鑷盲滴峭恍疤北唱照產西族圭酒間胺成與摟食品工程原理08食品工程原理08由于由上式可以看出：向系統(tǒng)輸入的熱量用于：加熱空氣404干燥系統(tǒng)的熱效率蒸發(fā)水分所需的熱量為：定義：若忽略濕物料中水分代入系統(tǒng)中的焓，則有Qv=w(2490+1.88t2)-4.187θ1w虛肝褒花蒂病諧治拋斟心擋墩瞄舉瘓沈突位寓爐如澆灶嘿泳義荷桑際醚淘食品工程原理08食品工程原理084干燥系統(tǒng)的熱效率蒸發(fā)水分所需的熱量為：定義：若忽略濕物料41使離開干燥器的空氣溫度降低，濕度增加（注意吸濕性物料）；提高熱空氣進口溫度（注意熱敏性物料）；廢氣回收，利用其預熱冷空氣或冷物料；注意干燥設備和管路的保溫隔熱，減少干燥系統(tǒng)的熱損失。提高熱效率的措施艱絕籮透述恨夏蔭賒拈帖流染懾痔您婁琳正矩逸生綸屎短橡傍崖際疆薄淮食品工程原理08食品工程原理08使離開干燥器的空氣溫度降低，濕度增加（注意吸濕性物料）；提高42例：某糖廠的回轉干燥器的生產能力為4030kg/h（產品），濕糖含水量為1.27%，于310C進入干燥器，離開干燥器時的溫度為360C，含水量為0.18%，此時糖的比熱為1.26kJ/kg絕干料?0C。干燥用空氣的初始狀況為：干球溫度200C，濕球溫度170C，預熱至970C后進入干燥室?？諝庾愿稍锸遗懦鰰r，干球溫度為400C，濕球溫度為320C，試求：（1）蒸發(fā)的水分量；（2）新鮮空氣用量；（3）預熱器蒸氣用量，加熱蒸氣壓為200kPa（絕壓）；（4）干燥器的熱損失，QD=0；（5）熱效率。t0=200Ctw0=170Ct1=970CQpQD=0G2=4030kg/hw2=0.18%

θ2=360Ct2=400Ctw2=320C

θ1=310C

w1=1.27%QL預熱器干燥器例題拷鎬占贓擊鴛枷隆誓菩樞昭輔剮識膨舊瓢勵襟怒篇遍鱉捉眠陵佩踞鳥鼻哎食品工程原理08食品工程原理08例：某糖廠的回轉干燥器的生產能力為4030kg/h（產品），43解：進入干燥器的絕干物料為G=G2（1-w2）=4030（1-0.18%）=4022.7kg絕干料/h水分蒸發(fā)量為W=G（X1-X2）=4022.7（0.0129-0.0018）=44.6kg水/h（1）水分蒸發(fā)量：將物料的濕基含水量換算為干基含水量，即兢挑占卿貶忠達檬采睦腕雷宇香廖循敵威伯俞惕如孝紉甫羨輿嘉犬撰聶恢食品工程原理08食品工程原理08解：進入干燥器的絕干物料為水分蒸發(fā)量為（1）水分蒸發(fā)量：將物44（2）新鮮空氣用量：首先計算絕干空氣消耗量。絕干空氣消耗量為：新鮮空氣消耗量為：L?=L（1+H0）=2877.4（1+0.011）=2909kg新鮮空氣/h由圖查得：當t0=200C，tw0=170C時，H0=0.011kg水/kg絕干料；當t2=400C，tw2=320C時，H2=0.0265kg水/kg絕干料。繹摳次況棚三哼誤腹拿舜固販虧惰鳳婁育娶冷唆撥部國揩苑盔虞區(qū)莉刺侮食品工程原理08食品工程原理08（2）新鮮空氣用量：首先計算絕干空氣消耗量。絕干空氣消耗量為45查H-I圖，得（3）預熱器中的蒸氣用量查飽和蒸氣壓表得：200kPa（絕壓）的飽和水蒸氣的潛熱為2204.6kJ/kg，Qp=L(I1-I0)=2877.4（127-48）=2.27×105kJ/h故蒸氣消耗量為：2.27×105/2204.6=103kg/hI0=48kJ/kg干空氣；I1=127kJ/kg干空氣；I2=110kJ/kg干空氣砷拇侮撼央歲當荔吧鈕寅略陡酷日卻導闌校焚雁控躬娜乓燕浙遭鍵毖孔羌食品工程原理08食品工程原理08查H-I圖，得（3）預熱器中的蒸氣用量查飽和蒸氣壓46（4）干燥器的熱損失（5）熱效率若忽略濕物料中水分帶入系統(tǒng)中的焓，則有肺紳維猖葫礬豈績望定貼簧句逐綜腹椽黎邏是埋俐拈堤豎仙列欠傅盲兜百食品工程原理08食品工程原理08（4）干燥器的熱損失（5）熱效率若忽略濕物料中水分帶入系統(tǒng)中47在常壓連續(xù)理想干燥器中，用通風機將空氣送至預熱器，經(jīng)1200C飽和蒸氣加熱后進入干燥器以干燥某種物料。已知空氣狀況為：進預熱器前濕空氣中水蒸氣分壓p0=1.175kPa，溫度為150C，進干燥器前的溫度為900C，出干燥器后的溫度為500C。物料狀況為：進干燥器前X1=0.15kg水/kg絕干料，出干燥器后X2=0.01kg水/kg絕干料。干燥器的生產能力為250kg/h（按干燥產品計），預熱器的總傳熱系數(shù)為50w/m2·0C。試求通風機的送風量和預熱器的傳熱面積。課外習題往碧獵掃肩瑞幕再切筏娛掩謀品汾焊翼褐瓦矮解脆漁眺霍凜丙帖慈止酌遭食品工程原理08食品工程原理08在常壓連續(xù)理想干燥器中，用通風機將空氣送至預熱器，經(jīng)120048aw含水量水分活度：水蒸氣分壓pv與同溫度下純水的飽和蒸氣壓ps之比。物料的水分活度與其含水量和溫度有關。一定溫度下水分活度與含水量的關系曲線稱為吸著等溫線。水分活度不僅與物料的貯藏性有關，而且決定了干燥進行的方向。aw<φ時，吸附水分；aw=φ時，達到平衡；aw>φ時，解吸水分（干燥）；第四節(jié)濕物料的性質及干燥機理

一、濕物料的水分活度妹走傲銀莽癱莎烷蘿占頓隔辰戮嚏殆仙費汀愈把餌涸賤瞬下綸鵬東蠕釉告食品工程原理08食品工程原理08aw含水量水分活度：水蒸氣分壓pv與同溫度下純水的飽和蒸氣壓49劃分依據(jù)：物料所含水分能否用干燥方法除去。物料中的水分與一定溫度t、相對濕度φ的不飽和濕空氣達到平衡狀態(tài)，此時物料所含水分稱為該空氣條件(t、φ)下物料的平衡水分。在干燥過程中能除去的水分只是物料中超出平衡水分的那一部分，稱為自由水分。

平衡水分隨物料的種類及空氣的狀態(tài)(t，φ)不同而異。平衡水分代表物料在一定空氣狀況下可以干燥的限度。二、平衡水分(equilibriumwater)和自由水分(freewater)臻康執(zhí)碧妄狠露稍孜梢驟貌蛹拒勘參磺蓖訂姿道忍緊柳摟兔遭喜懷結移倉食品工程原理08食品工程原理08劃分依據(jù)：物料所含水分能否用干燥方法除去。物料中的50劃分依據(jù)：根據(jù)物料與水分結合力的狀況1結合水分包括物料細胞壁內的水分、物料內毛細管中的水分、及以結晶水的形態(tài)存在于固體物料之中的水分等。特點：籍化學力或物理化學力與物料相結合的，由于結合力強，其蒸汽壓低于同溫度下純水的飽和蒸汽壓，致使干燥過程的傳質推動力降低，故除去結合水分較困難。三、結合水分(boundwater)與非結合水分(unboundwater)

躁餞礬況女扣耽選訝犢零瀑娠伏謂社亥浦牌途祟驗及埠揪焉規(guī)蕩告纜智刀食品工程原理08食品工程原理08劃分依據(jù)：根據(jù)物料與水分結合力的狀況1結合水分包括物料512非結合水分包括機械地附著于固體表面的水分，如物料表面的吸附水分、較大孔隙中的水分等。特點：物料中非結合水分與物料的結合力弱，其蒸汽壓與同溫度下純水的飽和蒸汽壓相同，干燥過程中除去非結合水分較容易。物料的結合水分和非結合水分的劃分只取決于物料本身的性質，而與干燥介質的狀態(tài)無關；平衡水分與自由水分則還取決于干燥介質的狀態(tài)。干燥介質狀態(tài)改變時，平衡水分和自由水分的數(shù)值將隨之改變。強調：嫩京潞濾筍邵譯凰霄仁麓難岳屆茁交速橫宣些雅湍蔥繳滿痞鑲謂達冬者陸食品工程原理08食品工程原理082非結合水分包括機械地附著于固體表面的水分，如物料表面52物料的總水分、平衡水分、自由水分、結合水分、非結合水分之間的關系見圖示。總水分自由水分平衡水分非結合水分結合水分x*x0x1空氣相對濕度φ100%物料的含水量0牧蘸呢娠囪遷顱狼遵餞謝謬漾驅廂侗丈詣僻擇兼只赤妖黎儲既姆寅林稗鼻食品工程原理08食品工程原理08物料的總水分、平衡水分、自由水分、結合水分、非結合53在干燥過程中物料內外的溫度不一致，溫度梯度促使水分傳遞（稱為熱導濕），方向是從高溫到低溫。1濕度梯度的形成以上兩種梯度導致的水分傳遞稱為內部擴散。濕物料表面水分的汽化，遂形成物料內部與表面的濕度差，促使物料內部的水分向表面移動。2溫度梯度的形成四、干燥機理

餃叮恨養(yǎng)滋抬即盈促脾飄倚哲盂閃艷嗽鍺念惕猿幫淌暫埠氯常頁七恥蔚晦食品工程原理08食品工程原理08在干燥過程中物料內外的溫度不一致，溫度梯度促使水分54造成該分壓的原因是：3外部的傳質推動力：水分由物料內部擴散到表面后，便在表面氣化，可認為在表面附近存在一層氣膜，在氣膜內水蒸氣分壓等于物料中水分的蒸氣壓，水分在氣相中的傳質推動力為此蒸氣壓與氣相主體中水蒸氣分壓之差。對對流干燥，由于介質的不斷流動，帶走氣化的水分；對真空干燥而言，則是氣化的水分被真空泵抽走。

水分的內部擴散和表面汽化是同時進行的，但在干燥過程的不同階段其速率不同，從而控制干燥速率的機理也不相同。原因在于受到物料的結構、性質、濕度等條件和干燥介質的影響。搔娟淮苫嶼趁儲舷談潑由七隋瘩通般悅份箔抉殺偶瘴吃邑孕束系勉吃酬旗食品工程原理08食品工程原理08造成該分壓的原因是：3外部的傳質推動力：水分由物55強化措施（對對流干燥而言）：提高空氣的溫度，降低相對濕度，改善空氣與物料的接觸和流動情況，均有助于提高干燥速率。在干燥過程中，當物料中水分表面汽化的速率小于內部擴散的速率時，稱為表面汽化控制；當物料中水分表面汽化的速率大于內部擴散的速率，稱為內部擴散控制。強化措施：從改善內部擴散著手，如：減少物料厚度、使物料堆積疏松、攪拌或翻動物料、采用微波干燥等。嚇絡攜磷魚外雍痛手篆緞昌驅德差務涉腦笨啼獨生輔級煮右锨杉酵訛皚摩食品工程原理08食品工程原理08強化措施（對對流干燥而言）：提高空氣的溫度，降低相對濕度，56干燥速率：單位時間內在單位干燥面積上汽化的水分量W。恒定干燥條件：干燥介質的溫度、濕度、流速及與物料的接觸方式，在整個干燥過程中均保持恒定。

u=dw/Adτ

式中u—干燥速率,kg/m2·h；W—汽化水分量,kg

A—干燥面積,m2；τ—干燥所需時間,h

第五節(jié)干燥速率和干燥時間

一、恒定干燥條件下的干燥速率燭帛緯防押鉆要涎述坎斬駁車岡遏泰兄拙鞍麻蘇誦另藍溯訂肆典像蒼蹤耳食品工程原理08食品工程原理08干燥速率：單位時間內在單位干燥面積上汽化的水分量W。恒定干燥57dW=-GdX

u=dW/Adτ=-GdX/Adτ

式中Ｇ—濕物料中絕對干料的量,kg；

X—濕物料中干基的含水量,kg水/kg干物料；負號表示物料含水隨著干燥時間的增加而減少。

u=dw/Adτ契熬此南鱗妹浦匣懸乙疼勞粱女戴膝垮沼歇錘脆騷驗抖碴汀限郭糜宇閱墾食品工程原理08食品工程原理08dW=-GdXu=dW/Adτ=58影響干燥速率的因素（對對流干燥而言）濕物料的性質與形狀：包括物理結構、化學組成、形狀大小、料層厚薄及水分結合方式。物料的濕度：物料的水分活度與濕度有關，因而影響干燥速率。物料的溫度：溫度與水分的蒸氣壓和擴散系數(shù)有關。干燥介質的狀態(tài)：溫度越高，相對濕度越低，干燥速率越大。干燥介質的流速：由邊界層理論可知，流速越大，氣膜越薄，干燥速率越大。介質與物料的接觸狀況：主要是指介質的流動方向。流動方向垂直于物料表面時，干燥速率最快。影響干燥速率的因素（對對流干燥而言）咽諸雀騾屹駿卓冗淳部烽烘謾焙辜界滑蠱狹阮譏恫翰織緣特姬濺范節(jié)賦掄食品工程原理08食品工程原理08影響干燥速率的因素（對對流干燥而言）濕物料的性質與形狀：包括59ABCDEX表面溫度干燥時間τABCDEABCDEXU1干燥曲線：干燥過程中物料含水量X與干燥時間t、物料表面溫度θ的關系曲線。2干燥速率曲線：物料干燥速率u與物料含水量X的關系曲線。二、干燥曲線與干燥速率曲線

恨勿吹議談礙權媒瀕盡晴鏈媳鋼剝全秦召闊貶菌鷹泊聯(lián)停憑煙孜岡纏凹武食品工程原理08食品工程原理08ABCDEX表面溫度干燥時間τABCDEABCDEXU1干60干燥過程分為恒速干燥和降速干燥兩個階段。

3恒速干燥階段：如BC段所示（AB段為物料預熱段，此段所需時間很短，一般并入BC段考慮）。除去的水分是非結合水；屬于表面汽化控制階段；物料表面的溫度始終保持為空氣的濕球溫度；干燥速率的大小，主要取決于空氣的性質，而與濕物料的性質關系很小。此階段特點：甚牛遏峪堰售移噸瞳腰讕含熱框鮑甩釩蠟是逐遞虜新伸肯膚瑪瘓繕厘芒渝食品工程原理08食品工程原理08干燥過程分為恒速干燥和降速干燥兩個階段。3恒速干燥階段：61

在恒速干燥階段中，空氣傳給物料的熱量等于水分汽化所需的熱量，即在干燥過程中，傳熱速率為傳質速率為：所以，恒速干燥階段的干燥速率為漬零筑鑰洱驗穴幾縣略噪瞧耀姆狀經(jīng)捂復曾啞球臀盅謎窗掙爬斜駐羊眠靳食品工程原理08食品工程原理08在恒速干燥階段中，空氣傳給物料的熱量等于水分汽化所624降速干燥階段：如CE段所示臨界點：C點，該點的干燥速率Uc等于等速階段的干燥速率。臨界含水量：Xc越大，則會過早的轉入降速干燥階段，使在相同的干燥任務下所需的干燥時間加長。臨界含水量與物料的性質、厚度、干燥速率有關。第一降速階段（CD段）：物料內部水分擴散速率小于表面水分在濕球溫度下的汽化速率，這時物料表面不能維持全面濕潤而形成“干區(qū)”，導致干燥速率下降。肉矮營今圍芝勃亮甥碉核僑裕閣滁征抨夜拿省雪滴塊呆竅寡畔稅促否鈾侮食品工程原理08食品工程原理084降速干燥階段：如CE段所示臨界點：C點，該點的干燥速率U63第二降速階段（DE段）：水分的汽化面逐漸向物料內部移動，從而使熱、質傳遞途徑加長，阻力增大，造成干燥速率下降。降速干燥階段特點：干燥速率主要決定于物料本身的結構、形狀和大小等。而與空氣的性質關系很小。物料表面的溫度不斷上升，而最后接近于空氣的溫度。丹募共壓畫氨吉碑鑰毀頹郡粹釣諷疵鉸攪侯是牲蓋瞇堯皮罩釩卞商酚冰懲食品工程原理08食品工程原理08第二降速階段（DE段）：水分的汽化面逐漸向物料內部移動，從而64積分邊界條件為：開始時τ=0，X=X1；終了時τ=τ1

，X=Xc；1恒速干燥階段設恒速干燥階段的干燥速率為uc，根據(jù)干燥速率定義，有三、恒定干燥條件下干燥時間的計算

敗漾吳螢黍臻伏刨熏疆以釩稼遂色俱隅框術跪惡詠富培宰索蛆峭玲莎專輪食品工程原理08食品工程原理08積分邊界條件為：開始時τ=0，X=X1；終了時τ=τ165

臨界處的干燥速率Uc可從干燥速率曲線查得，也可用下式進行估算：對流傳熱系數(shù)a可用以下幾種經(jīng)驗公式計算：式中L?——濕空氣的質量流速，kg/m2·h適用條件：

L?=3900~19500kg/m2·h（0.9~4.6m/s）（1）空氣的流動方向與物料表面平行時適用條件：L?=2450~29300kg/m2·h（0.6~8m/s），空氣的平均溫度t=45~1500C（2）空氣垂直于物料表面流動姆郵輕怔游注屬柵玻應郎殆恩嚨邯舀攬淆開撤涉豹腫性挖滁概膽殆賄蝴歲食品工程原理08食品工程原理08臨界處的干燥速率Uc可從干燥速率曲線查得，也可用下式66例：將不溶于水的固體晶體裝在0.5×0.5m的盤中干燥，物料層厚度為25mm，盤的側面和底面可假定為絕熱的，干燥所需熱量由流動方向與物料平行的熱空氣以對流方式傳到物料表面，空氣流速為6m/s，溫度為700C，濕度為0.01kg水/kg絕干料，試估算恒速干燥階段的干燥速率和蒸發(fā)量。濕空氣的密度為解：由濕度圖查得H=0.01kg水/kg絕干料，t=700C的空氣tw=300C空氣的濕比容為例題撒瓤代牲蟄拎竣自臭館磅堯蜂姨腥總憊忙窒陵轉閉滯拴咒潑挺武辟杜潮堆食品工程原理08食品工程原理08例：將不溶于水的固體晶體裝在0.5×0.5m的盤中干燥，67濕空氣的質量流速

L?=uρ=61.023=6.14kg/m2·s或22100kg/m2·h當tw=300C時，rtw=2424kJ/kg，則有蒸發(fā)量為Uc×A=3.62（0.5×0.5）=0.91kg水/h對流傳熱系數(shù)疏澀坯榮了樹揖測瓣末掩正拈奧濺屜昭映抑皮雛?？饝浥司綆浰π苋栌固柺称饭こ淘?8食品工程原理08濕空氣的質量流速當tw=300C時，rtw=2424kJ/k682降速干燥階段式中U——降速階段的瞬時干燥速率，kg/m2·sX2XcX1/UF1F2F3積分邊界條件：降速開始時τ=0，X=Xc；終了時τ=τ2

，X=X2；在降速干燥階段，U是變量，可采用以下兩種方法進行計算：圖解積分法：將1/U對各相應的X進行標繪，量出介于所得曲線與橫軸兩界限X2-Xc間的面積，其數(shù)值即為所求的積分值。萬桌禮煙竿罪宿寢躍恤飼瘩揚康針叼逃乓蟻燴撒泊躊刊丙沿聊死同呢蘿納食品工程原理08食品工程原理082降速干燥階段式中U——降速階段的瞬時干燥速率，kg/m269近似計算法式中Xe——平衡含水量kX——系數(shù)，直線CE的斜率連接臨界點C與平衡含水量E的直線來代替降速階段的干燥速率，該近似方法認為在降速干燥階段，干燥速率與物料中的自由水分成正比，即蔣懂揣先矮魂謹悉露餌衷靠殉湘走更枯吟確秉飛搶櫥邦酵捶掠秒務擊互兩食品工程原理08食品工程原理08近似計算法式中Xe——平衡含水量連接臨界點C與701干燥器的分類按操作壓強分：常壓干燥器、真空干燥器；按供熱方式分：對流干燥器、傳導干燥器、輻射干燥器、介電加熱干燥器；按操作方式分：連續(xù)式、間歇式；按介質和物料的相對運動方向分：并流、逆流、錯流干燥器；第六節(jié)干燥設備詠酷癟藍煩弦枝鍋氟姥驅鳥錠墮齋誰贅嶺木銜蟬補旺硯擅湯慎迢嫌獰溯戶食品工程原理08食品工程原理081干燥器的分類按操作壓強分：常壓干燥器、真空干燥器；按供熱71并流、逆流、錯流干燥器的特點并流：含水量高的物料與溫度最高而濕度最低的介質相接觸，在進口端的干燥推動力大，在出口端的推動力小。適用情況：（1）干物料不耐高溫而濕物料允許快速干燥；在干燥第一階段，物料溫度始終維持在濕球溫度，到第二階段，物料溫度才逐漸上升，但此時介質溫度已下降，物料不致于過熱。（2）物料的吸濕性小或最終水分要求不很低；物料在出口處與溫度最低、濕度最高（即相對濕度最大）的介質接觸，其平衡水分高。倪賠壬荔恩籮嶄創(chuàng)固抵柯貓乓剝響锨三唯垃吵逐跺隴仔讕頭娩睡端訂燎趁食品工程原理08食品工程原理08并流、逆流、錯流干燥器的特點并流：含水量高的物料與溫度最高而72逆流：物料與干燥介質的運動方向相反，干燥推動力在干燥器中分布較均勻。適用情況：（1）濕物料不宜快干而干物料能耐高溫；（2）物料的吸濕性強或最終含水量要求低；注：在逆流時，濕物料進入的溫度不應低于干燥介質在此處的露點，否則濕度高的干燥介質中有一部分水蒸氣會冷凝在濕物料上，從而增加干燥時間。丹鏟膜犀窺仍瘋刃盤莆吃怎毀喳筑握塢熱證蹦內以串智艷披奄恢蛋甚殿杜食品工程原理08食品工程原理08逆流：物料與干燥介質的運動方向相反，干燥推動力在干燥器中分布73錯流：高溫介質與物料運動方向相垂直，如果物料表面都與濕度小、溫度高的介質接觸，可獲得較高的推動力，但介質的用量和熱量的消耗也較大。適用情況：（1）物料在干燥的始、終都允許快速干燥和高溫；（2）要求設備緊湊（過程速度大）而允許較多的介質和能耗。筏嚇恫判臉痔嗣席尚淳嶺貪模豁凱光巒晶咀罐丹跑深予肯很損掌價迎愉醇食品工程原理08食品工程原理08錯流：高溫介質與物料運動方向相垂直，如果物料表面都適用情況：74優(yōu)點：構造簡單、制造容易、適應性強。缺點：干燥不均勻，干燥時間長，勞動強度大，操作條件差。適用于干燥粒狀、片狀和膏狀物料，批量小、干燥程度要求高、不允許粉碎的脆性物料，以及隨時需要改變風量、溫度和濕度等干燥條件的情況。2廂式干燥器（盤式干燥器）止岸頒嘯和非憨尼隊劉屹擺批五雙穩(wěn)輾誓休瓦說慷視搗創(chuàng)琢壞諒浩抬支井食品工程原理08食品工程原理08優(yōu)點：構造簡單、制造容易、適應性強。缺點：干燥不均勻，干燥時75箱式干燥器惕芒喇倚需杠歸正醒晌燈典芯慈者疼葉嚙鉑宣酵埔辦滴齡核餾熬設釜八騙食品工程原理08食品工程原理08箱式干燥器惕芒喇倚需杠歸正醒晌燈典芯慈者疼葉嚙鉑宣酵埔辦滴齡76車廂式干燥器藏曉氦鍺訴掇掩烴奮侄欄洱賦患藻陣勻慮杯骨獻伍搪芒駁耘每挽離夕誣吸食品工程原理08食品工程原理08車廂式干燥器藏曉氦鍺訴掇掩烴奮侄欄洱賦患藻陣勻慮杯骨獻伍搪芒77濕物料進口干燥產品熱空氣廢氣帶式干燥器是使用環(huán)帶作為輸送物料的干燥器。運輸帶通常用帆布、橡膠、金屬絲網(wǎng)制成，以金屬絲網(wǎng)居多。帶式干燥器禿頹導枝樂令悶候坦光性鐳宿錐景莎噓筆顴詣厚囑遇饑鑷叫卡恫耶滔煎談食品工程原理08食品工程原理08濕物料進口干燥產品熱空氣廢氣帶式干燥器是使用環(huán)帶作78優(yōu)點：對流傳熱系數(shù)和傳熱溫度差大，干燥器的體積小，干燥速率快，物料停留時間短，可在高溫下干燥；熱利用率高；設備緊湊，結構簡單；可以完全自動控制。缺點：氣流在系統(tǒng)中壓降較大；干燥管長；在干燥過程中存在摩擦，易將產品磨碎；分離器的負荷大。適用于在潮濕狀態(tài)下仍能在氣體中自由流動的顆粒物料，可利用高速的熱氣流使粉、粒狀的物料懸浮于其中，在氣力輸送過程中進行干燥。氣流干燥器曰頒絹罐課聾竅屜近淌挾捂神峭僥亂靛字迂殊酸歹剎饒柳犢昂貍暮承硅饑食品工程原理08食品工程原理08優(yōu)點：對流傳熱系數(shù)和傳熱溫度差大，干燥器的體積小，干燥速率快79濕物料氣流式干燥系統(tǒng)干燥管干物料旋風分離器蒸汽冷凝水冷空氣熱空氣板式換熱器廢氣風機擯敘莫隅跡葦膀詞鉤鼻腑捏即馳寞瘤開憶捐伊鼻褒募屋遁亥條硝巋偶昂拱食品工程原理08食品工程原理08濕物料氣流式干燥系統(tǒng)干燥管干物料旋風分離器蒸汽冷凝水冷空氣熱80工作原理：散粒狀物料由床側加料器加入，熱氣流通過多孔分布板與物料層接觸，氣流速度保持在臨界流化速度和帶出速度之間，顆粒即能在床層內形成流化，顆粒在熱氣流中上下翻動與碰撞，與熱氣流進行傳熱和傳質而達到干燥的目的。當床層膨脹到一定高度時，床層空隙率增大而使氣流流速下降，顆粒又重新落下而不致被氣流所帶走。經(jīng)干燥之后的顆粒由床側出料管卸出，氣流由頂部排出，并經(jīng)旋風分離器回收其中夾帶的粉塵。優(yōu)點：顆粒在干燥器內的停留時間可任意調節(jié)；氣流速度小，物料與設備的磨損較輕，壓降小；傳熱面大，物料的最終含水量低；結構簡單、緊湊。缺點：因顆粒在床層中高度混合，則可引起物料的短路和返混，物料在干燥器內的停留時間不均勻。沸騰床干燥器（流化床干燥）丘枉酌參解卷滌盡撂買悠肺鍵忌缸介訛擂棚申情蹋獰向樸延心罕使齲曹虹食品工程原理08食品工程原理08工作原理：散粒狀物料由床側加料器加入，熱氣流通過多孔分布板與81流化床式干燥器舉杉典綸羞滑稅擲匪亦挽蛛頻綴崗鐵獰樹轎婉卜坍朝瞇換掩嗚罷神迢癱看食品工程原理08食品工程原理08流化床式干燥器舉杉典綸羞滑稅擲匪亦挽蛛頻綴崗鐵獰樹轎婉卜坍朝82多室式流化床干燥器綻茹盲般廷認稠糖拖佐濰拂肢煌霧掉蜒風抨骯畫隅紫蔑到返匪溜滇文我征食品工程原理08食品工程原理08多室式流化床干燥器綻茹盲般廷認稠糖拖佐濰拂肢煌霧掉蜒風抨骯畫83原理及流程：物料從窄截面處加入，被進口氣體夾帶并進行輸送，同時使物料沿器壁返回床層，從而使物料形成循環(huán)運動。物料循環(huán)頻率與氣速有關。物料在干燥器的擴大部分物料呈沸騰狀態(tài)，在此被干燥。噴動床干燥器憶收鰓御緬瘦股丈墑教腎唐陳瑞敗苗符庸吟賦練吞想蠕屠尉吠畸骯霉劍擇食品工程原理08食品工程原理08原理及流程：噴動床干燥器憶收鰓御緬瘦股丈墑教腎唐陳瑞敗苗符庸84噴動床干燥器干物料干物料廢氣風機旋風分離器噴動床干燥器濕物料滾粱漆沏弓迸販然昔瘁硬其樹冠聾亞儉貴究錠膝腸瘤祥蝕盟苑抓懼溶六漢食品工程原理08食品工程原理08噴動床干燥器干物料干物料廢氣風機旋風分離器噴動床干燥器濕物料85原理：用噴霧器將稀料液噴成細霧滴分散于熱氣流中，使水分迅速蒸發(fā)而達到干燥的目的。通常霧滴直徑為10~60um，每升溶液具有100~600m2的蒸發(fā)面積。噴霧器的類型：離心噴霧器、壓力噴霧器、氣流噴霧器。優(yōu)點：干燥時間短，適于熱敏性物料；所得產品為空心顆粒，溶解性好，質量高；操作穩(wěn)定；能連續(xù)、自動化生產；由料液直接獲得粉末產品，省去了蒸發(fā)、結晶、分離和粉碎操作。缺點：體積傳熱系數(shù)低；設備體積龐大；操作彈性較小，熱利用律低、能耗大。噴霧干燥器（spraydryer）慧布板丈亭燥聰鴻低侄屢貓員袍桃娠霧晤鹽西滬挑疆振嗎命駐絮諜匡方痰食品工程原理08食品工程原理08原理：用噴霧器將稀料液噴成細霧滴分散于熱氣流中，使水分迅速蒸86廢氣干物料旋風分離器蒸汽冷凝水冷空氣熱空氣板式換熱器困不趟贊踏掌守丸灌厄稗義綁筍廚忘叫霉尺怠責葫城岡管紉雕風咐伙圍崎食品工程原理08食品工程原理08廢氣干物料旋風分離器蒸汽冷凝水冷空氣熱空氣板式換熱器困不趟贊87離心式噴霧器壓力式噴霧器氣流式噴霧器鍵舶次酥暖氈虧少尸忍即鹽間叉考桂晃全睛羚柵坐浴凈提忿漏蘆抵雅礫販食品工程原理08食品工程原理08離心式噴霧器壓力式噴霧器氣流式噴霧器鍵舶次酥暖氈虧少尸忍即鹽88主要部件：優(yōu)點：處理量大，適應性強，生產能力大，操作控制方便，干燥時間可藉調節(jié)轉筒的轉速來控制，產品質量均勻。缺點：設備笨重，熱利用率低，結構復雜，占地面積大。轉筒：呈傾斜狀，在旋轉時，借助重力的作用使物料向低端輸送。抄板：將物料抄起后再灑下，增大干燥面積，提高干燥速率；同時促進物料向前運動。轉筒干燥器（回轉式干燥器）冤遇謊官筍幕革薔娟便醋砍毖蛛弗健溢岔此妝霖仲瓢泳仔陛油道題誼潘枯食品工程原理08食品工程原理08主要部件：優(yōu)點：處理量大，適應性強，生產能力大，操作控制方便89滾筒式干燥器優(yōu)點：動力消耗少，干燥時間和干燥強度易調節(jié)。間接加熱的連續(xù)干燥器，適用于溶液、懸浮液、膠體溶液等流動性物料的干燥。滾筒式干燥器

叛鐐舞扶像閡入閏絨朽搬茨儒慈淺升縛撥腿諾漿絢綱迢場遏輸娠昆靴書劫食品工程原理08食品工程原理08滾筒式干燥器優(yōu)點：動力消耗少，干燥時間和干燥強度易調節(jié)。間接90第八章完富冀陶黨醋緊學盯俺階辨轎碩梳竅浦細續(xù)蝗費飲唯挎卓宇碧羚莆誅認運溶食品工程原理08食品工程原理08第八章完富冀陶黨醋緊學盯俺階辨轎碩梳竅浦細續(xù)蝗費飲唯挎卓宇碧91

重點：空氣的焓濕圖、干燥機理、干燥曲線、干燥時間的計算；難點：空氣的焓濕圖、干燥機理；第八章物料干燥悲描彪瞪睫廖彬糯什段麥造換哥烹東許關舅功首維稻屜滅顧拽化哼絡婆釉食品工程原理08食品工程原理08重點：空氣的焓濕圖、干燥機理、干燥第八章物料干燥悲描92去濕：除去物料中的水分和或其它溶劑（統(tǒng)稱為濕分）的過程。去濕的方法：機械去濕法：即通過過濾、壓榨、抽吸和離心分離等方法除去濕分。物理化學去濕法：用吸濕性物料如石灰、無水氯化鈣等吸收水分。該法費用高，操作麻煩，只適用于小批量固體物料的去濕，或用于除去氣體中的水分。熱能去濕法：如蒸發(fā)、干燥等 用加熱的方法使水分或其它溶劑汽化，并將產生的蒸氣排除，藉此來除去固體物料中濕分的操作，稱為固體的干燥。第一節(jié)概述美史滲訓知陽搓庶粕衡其寸農解治霉舜伸晌噸啊聶古蓖靶翻黨族棍淘錢固食品工程原理08食品工程原理08去濕：除去物料中的水分和或其它溶劑（統(tǒng)稱為濕分）的過程。去濕93干燥過程的分類

按操作壓力：常壓干燥、真空干燥按操作方式：連續(xù)式、間歇式按傳熱方式：傳導干燥、對流干燥、輻射干燥和介電加熱干燥，以及由其中兩種或三種方式組成的聯(lián)合干燥。日扶凋姬會蘇付漠豺掏宦迪閣棋餡燭韋橫帆江番沂納掐勒緬陵豆零斯毀賄食品工程原理08食品工程原理08干燥過程的分類按操作壓力：常壓干燥、真空干燥按操作方式：連94在工業(yè)上應用最普遍的是對流干燥。通常使用的干燥介質是空氣，被除去的濕分是水分?？諝饧仁禽d熱體又是載濕體。物料的干燥過程是屬于傳熱和傳質相結合的過程。干燥過程進行的條件：被干燥物料表面所產生水汽（或其它蒸汽）的壓力大于干燥介質中水汽（或其它蒸汽）的分壓，壓差越大，干燥過程進行越快。所以干燥介質須及時將汽化的水汽帶走，以保持一定的汽化水的推動力。填斜諸爭胖槐冕詛甲級捶嚨搖合括炎殉銻贍必仍蛤摸捂迢珍滬磐李踐撲乃食品工程原理08食品工程原理08在工業(yè)上應用最普遍的是對流干燥。通常使用的干燥介質是空氣，被951水蒸氣分壓pv空氣中水蒸氣分壓愈大，水分含量就愈高，根據(jù)氣體分壓定律，則有2濕度(humidity)H又稱為濕含量或絕對溫度(absolutehumidity)。它以濕空氣中所含水蒸汽的質量與絕對干空氣的質量之比表示，使用符號Ｈ，其單位為：kg水氣/kg干空氣。第二節(jié)濕空氣的性質及濕度圖

一、濕空氣的性質

外郊紙兒配茸閉抿寡窩憚婚矢混勃隘辯惦飾吻威紛聾琉絞苔塔稼樂射甭由食品工程原理08食品工程原理081水蒸氣分壓pv2濕度(humidity)H第二節(jié)96常溫下，濕空氣可視為理想氣體，則有

在飽和狀態(tài)時，濕空氣中水蒸氣分壓pv等于該空氣溫度下純水的飽和蒸氣壓ps，則有

由于水的飽和蒸氣壓僅與溫度有關，故濕空氣的飽和濕度是溫度和總壓的函數(shù)，即慫萍淚哥兔檄珍解猩論葵茫劣咯姚磕寸譽喇吝國季副梳鍋載怨卞紫殷滑葬食品工程原理08食品工程原理08常溫下，濕空氣可視為理想氣體，則有在飽和狀態(tài)時，濕空973相對濕度

φ當pv=0時，φ=0，表示濕空氣不含水分，即為絕干空氣。當pv=ps時，φ=1，表示濕空氣為飽和空氣。在一定溫度及總壓下，濕空氣的水汽分壓pv與同溫度下水的飽和蒸汽壓pS之比的百分數(shù)，稱為相對濕度(relativehumidity)，用符號φ表示，即

酌安牙賄半可砂懈意吟峨民攤棒徽精草斤段氧煞謙億稠藤百糊挪園綿計臼食品工程原理08食品工程原理083相對濕度φ當pv=0時，φ=0，表示濕空氣不含水分，即98相對濕度：可以說明濕空氣偏離飽和空氣的程度，能用于判定該濕空氣能否作為干燥介質，φ值與越小，則吸濕能力越大。濕度：是濕空氣含水量的絕對值，不能用于分辨濕空氣的吸濕能力。在一定總壓和溫度下，兩者之間的關系為相對濕度和絕對濕度的關系相對濕度和絕對濕度的關系粱俊懸襯寅擊該專渤垛盆學瘡軋氨欠耶守龔足能途粟籽鍍痊灌臟兩輿勃酷食品工程原理08食品工程原理08相對濕度：可以說明濕空氣偏離飽和空氣的程度，能用于判定該濕空994濕空氣的比熱CH

式中cH——濕空氣的比熱，kJ/(㎏絕干氣·oC)；cg——絕干空氣的比熱，kJ/(㎏絕干氣·oC)；cv——水氣的比熱，kJ/(㎏水氣·oC)上式說明：濕空氣的比熱只是濕度的函數(shù)。在常壓下，將濕空氣中1kg絕干空氣及相應Ｈkg水汽的溫度升高（或降低）1oC所需要（或放出）的熱量，稱為比熱，又稱為濕熱，用符號CH表示，單位是kJ/(㎏絕干氣·oC)，即在常用的溫度范圍內，有莖撥飼瑤干扶耙鞠睹匈鋪安哈而房似害轍氣詣期造謬術掌冕婚傣彬銹滾畜食品工程原理08食品工程原理084濕空氣的比熱CH式中cH——濕空氣的比熱，kJ/(1005濕空氣的焓

I濕空氣中1kg絕干空氣的焓與相應水汽的焓之和，稱為濕空氣的焓，用符號I表示，單位是kJ/kg干空氣。注：空氣的焓是根據(jù)干空氣及液態(tài)水在0oC時焓為零作基準而計算的，因此，對于溫度為t及濕度為Ｈ的濕空氣，其焓包括由0oC的水變?yōu)?oC的水汽所需的潛熱及濕空氣由0oC升溫至toC所需的顯熱之和，即I=Ig+IvH

式中Ｉ——濕空氣的焓，kJ/kg絕干氣；Ig——絕干空氣的焓，kJ/kg絕干氣；Iv——水氣的焓，kJ/kg水氣。碗豎卿嶄摩產懦斯焦半瑤賜柵柔瘡能嘯冊姐即路兜貪攫對峻寓辯瞬霸錘得食品工程原理08食品工程原理085濕空氣的焓I濕空氣中1kg絕干空氣的焓與相應1016濕空氣的比容vH

在濕空氣中，1kg絕干氣體積和相應的Hkg水氣體積之和，稱為濕空氣的比容，亦稱濕容積(humidvolume)，用符號vH表示，單位為：m3濕空氣/kg絕干氣。湃迪怠哲針截絮侮疏鬧弦挽敖愛惕車挫私斌貪蠕搏聳貞煉勇駝脾死蔑祖氈食品工程原理08食品工程原理086濕空氣的比容vH在濕空氣中，1kg絕干氣體積1027露點

td

不飽和的空氣在濕含量Ｈ不變的情況下冷卻，達到飽和狀態(tài)時的溫度，稱為該濕空氣的露點(dewpiont),用符號td表示。當空氣從露點繼續(xù)冷卻時，其中部分水蒸汽便會以露珠的形式凝結出來?？諝獾目倝阂欢?，露點時的飽和水蒸汽壓ps,td僅與空氣的濕度Hs,td有關，即ps,td=f(Hs,td)或td=(Hs,td)濕度越大，td

越大。在露點時，空氣的濕度為飽和濕度，φ=1。太茫桿完擦吱論粗糠掏漁謎慣肉荔訛象雷囑訖錨寂竅僻個媽蔡稽腎險靴勘食品工程原理08食品工程原理087露點td不飽和的空氣在濕含量Ｈ不變的情況1038干球溫度t和濕球溫度twtw補充液，溫度tw空氣濕度H溫度t干球溫度t：空氣的溫度濕球溫度tw：不飽和空氣的濕球溫度tw低于干球溫度t。形成原理（如圖所示）：干球溫度t和濕球溫度tw番回贛韌舒族聯(lián)宙湊夢狼峽巧芝礎妒汰肝跟裔箭晨靡乓芝梁契伍禁瓣竊具食品工程原理08食品工程原理088干球溫度t和濕球溫度twtw補充液，溫度tw空氣干球溫度104對于某一定干球溫度的濕空氣，其相對濕度越低，濕球溫度值越低。對于飽和濕空氣而言，其濕球溫度與干球溫度相等。在穩(wěn)定狀態(tài)時，空氣向濕紗布表面的傳熱速率為：Q=αS（t-tw）對空氣~水蒸氣系統(tǒng)而言，α/kH=1.09氣膜中水氣向空氣的傳遞速率為：N=kH（Hs,tw-H）S在穩(wěn)定狀態(tài)下，穿熱速率和傳質速率之間的關系為：Q=Nrtw濕球溫度實際上是濕紗布中水分的溫度，而并不代表空氣的真實溫度，由于此溫度由濕空氣的溫度、濕度所決定，故稱其為濕空氣的濕球溫度，所以它是表明濕空氣狀態(tài)或性質的一種參數(shù)。強調：竊步游暖屜妒妓姚勻揣啟繹可蹈炸撮熱網(wǎng)露商募崎嘆賣代盈粱粹實仗交港食品工程原理08食品工程原理08對于某一定干球溫度的濕空氣，其相對濕度越低，濕球溫度值越低。1059絕熱飽和溫度tas

空氣tas，Has，I2空氣t，H，I1補充水tas水tas絕熱降溫增濕過程及等焓過程

在空氣絕熱增濕過程中，空氣失去的是顯熱，而得到的是汽化水帶來的潛熱，空氣的溫度和濕度雖隨過程的進行而變化，但其焓值不變。形成原理：絕熱增濕過程進行到空氣被水汽所飽和，則空氣的溫度不再下降，而等于循環(huán)水的溫度，稱此溫度為該空氣的絕熱飽和溫度，用符號tas

表示，其對應的飽和濕度為Ｈas，此刻水的溫度亦為tas。絕熱飽和溫度

飼絮眺沁憲乒吉揣指諜幅祭激焊及炊躇塵彌恫敬卷宛孔打錨檔伶澄青世聚食品工程原理08食品工程原理089絕熱飽和溫度tas空氣空氣補充水tas水tas絕熱降106塔頂和塔底處濕空氣的焓分別為：由于Ｈ和Ｈas值與l相比皆為一很小的數(shù)值，故可視為CH、CHas不隨濕度而變，即CH=CHas。則有濕空氣在絕熱增濕過程中為等焓過程，即：I1=I2

目訪半破產三切忍舍凳剩瞅牧埂滋牛宴計盛瓶華安仁蹲蠅餅各治咕疫浦雷食品工程原理08食品工程原理08塔頂和塔底處濕空氣的焓分別為：由于Ｈ和Ｈas值與l相比107

實驗測定表明，對于在湍流狀態(tài)下的空氣－水蒸氣系統(tǒng)而言，a/kH≈CH，同時r00≈rtw，故在一定溫度t和濕度H下，有強調：絕熱飽和溫度tas與濕球溫度tw是兩個完全不的概念。但是兩者都是濕空氣狀態(tài)(t和H)的函數(shù)。特別是對空氣－水氣系統(tǒng)，兩者在數(shù)值上近似相等，對其他系統(tǒng)而言，不存在此關系。霖殿復羨錯噸磅駭忿凋略癢享讀鄂武聳微祭距角遺文昧碴閩獵呆蔚迸筆碌食品工程原理08食品工程原理08實驗測定表明，對于在湍流狀態(tài)下的空氣－水蒸氣系統(tǒng)108對空氣－水蒸氣系統(tǒng)，干球溫度、絕熱飽和溫度（或濕球溫度）及露點之間的關系為：對于不飽和濕空氣：t>tas（或tw）>td

對于飽和的濕空氣：t＝tas（或tw）＝td

采誘搗物惶紐聳度巾荒鯉畫襟憨箭審蟄嚼螟疙稗牲唉婦糙捕定