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1、《食品干燥技术》课程作业1.采用托盘干燥机干燥滤饼，初水分Xi=0.4kgw/kgs,终水分X（）=0.12kgjkgs。湿物料的密度为1200kg/m3,干燥机有15个盘，装料深度1.5cm,盘长0.75m,宽1.2m,上下盘间距O.lmo采用平行流干燥，热风沿托盘长度方向流动，风量3n?/s,进风温度70°C,湿球温度30°C。估算干燥时间？另：小型T燥试验显示，该物料的T•燥分为3个阶段。临界水分为Xcr=0.38kgw/kgs,在第二、第三T燥段可以采用扩散模型描述，在第二阶段为内外同吋控制，水分扩散系数为2.5xl0'9m2/s,
2、对流水分传递系数为^=1.61xl0-6m/s；第三干燥阶段为外控阶段，水分扩散系数为5xlO-,om2/s；两阶段间的临界水分0.18kgw/kgs。等温吸湿试验显示，在十燥空气状态下的平衡水分为Xe=0.02kgw/kgso干燥引起的收缩随水分变化可表示为b/bo=O.6+O.4（X/Xo）.提示：第二干燥段:X2-X。十2肘右痔（尤+戲2+Bj）exp第三干燥段:X3-XfXd—Xe1(2/7—1)2/exp2.干燥土豆片，产量500kg/h,从水分78%干燥至8%（湿基），进料温度45°C,出料温度80°C；空气温度20°C,RH3
3、0%,加热至90°C后用于干燥,气流量2800kg/h,土豆片干物质的比热为1.85kJ/kgK,计算废气的温度？提示：水在一定温度下的饱和蒸汽压玖可由Antoine经验方程求出：P=exp
4、-5800-2206+1.3915-0.0486T+0.4176x10~4T2-0」445xl0W+6.546讨］（Pa）IT丿3.有湿淀粉需要干燥，你选择哪种干燥形式？该干燥形式有什么特点？对干燥过程做简单描述，整个干燥系统包括哪些设备？并用工艺图的形式表示出来。要求：1、必须为手写；2、最后一次上课时交作业。解1:与热风接触的物料面积Ap=15x0
5、.75xl.2=13.5m2用于进风的面积Ag=15x(0.1-0.015)xl.2=1.53m2干燥一个批次吋的覇料：湿重=1200><13.5x0.015=243kg干重R=243/(l+0.45)=167.6kg进口热风的其它状态参数:湿含量Yi=0.0103kgv/kgg；密度p=1.012kg/m：黏度n=2xl0_5m2/s；热导率k=3xl0-5kW/mK,比热Ch=1.026kJ/kggK,Pr=0.7。假设热风均匀分布,气流量G=G7p(1+Yi)=2/(1.012x1.0103)=2.934kgg/s气流速率v尸G'/A
6、g=3/1.53=L96m/s第一干燥阶段：干燥速率：M=々七几)干燥时间:AN、上式中只有对流换热系数未知。根据0.664Re1/2Pr1/3(Flatsheet,Re<2xl05)求之。Re=Lvg/r
7、=0.75x1,96/(2xW5)=7.353x104=0.664Re,/2Pr1/3=150hn=Nuk/L=l50x3x10_5/0.75=0.0064kW/m2K167.6x2430带人“人二汽(x厂xj得:Ah肌-几b)=——167.6x2,3()__(045—o.38)=8250s=2.29h113.5x0.0064(70—
8、30)'7第一干燥阶段结朿后热风的湿含量和温度：湿含量Yo=O・OlO3+13・5xlO‘/2・934=O.OlO8kgv/kgg温度，忽略物料升温和水蒸气升温所吸收的热量，则热风进口热量=热风出口热量+水分蒸发吸收热量。AN‘MiChG=70—13.5x1.054x10“x24301.026x2.934=6&85第二干燥阶段：在第二干燥阶段，内外水分传递阻力对干燥速率的影响都比较重要，采用下式描述水分扩散过程：~Xe总2肘召尤(尤+肘+3泸“卩在干燥时间足够长(大于10-15min)时,可只取第一项,2肘exp-心池一制X27Xc「_X°
9、b2尤（尤+肘+皿）由该式可求出X2，并进一步求出dX2/dt：dX2-尤5（VX}百一一〒E-X』N—吕警占等区卡）△/二F（二F（『4b2dX214—NAJxcr4呱“24此片葢5X2-Xex「xeXj—Xeh2积分得：A心二冠—In上式屮b,入i未知，b=0.015x[0.6+0.4x0.28/0.45]=1.273x10_2m九i为方程tan>l=Bi/A的第一个解门kb.6x ~6x0.0273onD；===0.2rD2.5xl09eff求得方程tan/l=Bi/入的第一个解九i=l.400.38-0.020.18-0.0
10、2躺*°・°E宀11.42xl.5xl0-9=268205=7.45/2第三干燥阶段：为内部控制阶段，采用：Xd—Xg沪幺（2”_1）2竹4b2卜⑵Li）》®'一J）在时间足够t
