干燥机理.ppt

重点:干燥机理、干燥曲线、
干燥时间的计算,干空气状态变化;
难点: 干燥机理、干空气状态变化分析;
第八章干燥
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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
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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。
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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。
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第二节干燥的基本原理
第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算一、物料含水量的表示方法
8-1 干燥的目的和方法
物料的去湿从物料中去除湿分的操作
(1)机械去湿;(2)化学去湿; (3)热量去湿
干燥的目的
(1)延长食品货架期; (2)便于贮运;
(3)加工工艺的需要
干燥方法
(1)对流干燥; (2)传导干燥; (3)辐射干燥
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8-2 湿物料中的水分
干燥过程的计算中应通过干燥器的物料衡算和热量衡算计算出湿物料中水分蒸发、空气用量和所需热量,再依此选择适宜型号的鼓风机、设计或选择换热器等。
含水量
(1) 湿基含水量w
以湿物料为计算基准的物料中水分的质量分率或质量百分数。
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不含水分的物料通常称为绝对干物料或称干料。以绝对干物料为基准的湿物料中含水量,称为干基含水量,亦即湿物料中水分质量与绝对干料的质量之比,单位为kg水分/kg绝干料。
两种含水量之间的换算关系为
注:工业上常采用湿基含水量。
2 干基含水量x:
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水分活度
物料的含水量只是表明物料中含水的多少,不足以说明水的功能,特别是水的生物化学可利用性和在物料变质机制中水的作用大小。
水分活度aw是物料中水分的热力学能量状态高低的标志。
一般把湿物料表面附近的水蒸汽压,与同温度下纯水饱和蒸汽压之比作为湿物料水分活度的定义。
aw的大小与食品中的含水量、所含各种溶质的类型和浓度以及食品的结构和物理特性都有关系。 aw反映了食品中水分的热力学状态,它直接揭示食品中的水参与微生物繁殖生长和各种酶反应等的活动性程度,标志在干燥食品中水分的发挥性的大小。
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aw
含水量
物料的水分活度与其含水量和温度有关。一定温度下水分活度与含水量的关系曲线称为吸着等温线。
水分活度不仅与物料的贮藏性有关,而且决定了干燥进行的方向。
aw<φ时,吸湿(moisture sorption);
aw=φ时,达到平衡;
aw>φ时,解湿(moisture desorption);
吸湿和解湿
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:
(1)化学结合水;(2)物理化学结合水;(3)机械结合水。2. 按水分去除的难易程度分:
(1)结合水(bound water);(2 )非结合水(unbound water)。
3. 按水分能否用干燥方法去除分类:
(1)自由水分(free water); (2) 平衡水分(equilibrium water)。
平衡水分随物料的种类及空气的状态(t,φ)不同而异。
平衡水分代表物料在一定空气状