农产物料干燥技术第四章物料干燥与贮藏

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1、第四章物料干燥与贮藏第一节物料干燥机理一、物料的物理特性1、物料比热物料温度升高1度所需的热量，称为物料的热容量。使1kg物料温度升高1度所需的热量，称为物料的比热。符号c表示，单位为J/kg·K物料不同，干物质组成分不同，水分含量不同，其比热是不相同的。cs=cg+(4186-cg)×ωcs-湿物料比热J/kg·Kcg-绝干物料比热J/kg·Kω-物料湿基含水率%第一节物料干燥机理一、物料的物理特性2、物料的导热系数物料传导热量的能力，称为物料的导热性。符号λ表示，单位为W/m·K物料温度上升的快慢主要决定于物料个体的导热性、

2、空气温度以及空气的比消耗量第一节物料干燥机理一、物料的物理特性3、物料的导温系数物料的导温系数是衡量物料受热后温度传递变化大小的一个重要参数，符号d表示，单位为m2/s。物料的导温系数d与物料的导热系数成正比，与比热和密度成反比。d=λ/c·ρ式中d～导温系数（m2/s）λ～导热系数（W/m·K）c～物料比热（J/kg·K）ρ～物料密度（kg/m3）第一节物料干燥机理一、物料的物理特性4、物料受热的允许温度物料在干燥过程中，除脱水之外，还伴随发生生化变化。假如物料温度掌握的得不适当，就可能导致变质。如：粮食作为种籽粮为要保证其发

3、芽能力，又要杀灭虫害，粮温以43℃为限（多数谷物在52℃时就会杀死胚芽）；作为商品粮，为了减小其爆腰倾向和防止蛋白质变性，粮温一般不超过50℃为好，但用于磨粉时粮温可高达60℃；饲料粮的粮温允许更高一些（极限温度可接近90℃）。第一节物料干燥机理二、物料含水率及其测定1、物料含水率物料含水率系指100g物料中所含水分的克数，以百分数或小数表示。物料含水率有湿基含水率和干基含水率两种表达方式。湿基含水率以100g湿物料为计算基准，其计算式：式中ω～物料湿基含水率W～100克湿物料的含水量（g）mg～100克湿物料的绝干物质含量（g

4、）第一节物料干燥机理二、物料含水率及其测定1、物料含水率干湿基含水率以100g湿物料中的绝干物料量为计算基准，其计算式：式中ωg～物料湿基含水率湿基含水率与和干基含水率的换算关系：第一节物料干燥机理二、物料含水率及其测定2、物料含水率的测定含水率测定方法有直接和间接法两类◆烘箱法应用最广泛的、精确的直接测定方法◆电阻水分测定仪（间接法）利用物料电阻随水分含量而变化的特性制成的。◆电容式水分测定仪（间接法）利用电容器电容量随置于电容器两极之间的物料水分含量而变化的特性制成的。第一节物料干燥机理三、物料干燥机理物料干燥是一个复杂的物

5、理化学过程。物料的干燥过程，伴随着水分和能量的交换与转移。1、自由表面水分的汽化空气与个体物料接触的表面称为自由表面。物料个体的干燥，最后都是通过个体表面进行的。水在自由表面的蒸发与汽化有如下特点：第一节物料干燥机理三、物料干燥机理1、自由表面水分的汽化●当物料湿度大的时候，自由表面被饱和水蒸汽所包围；水蒸汽层的水蒸汽分压力，等于水在相同温度下的饱和水蒸汽压力。温度越高，其值越大；温度越低，其值越小。此时物料的干燥有赖于水蒸汽层水分子的扩散运动和空气的流动速度。温度高，水蒸汽分压力增大，水分子扩散运动加剧；空气流速大，可以减薄水

6、蒸汽层的厚度。故提高温度和增加气流速度，可以加快物料的干燥过程。第一节物料干燥机理三、物料干燥机理1、自由表面水分的汽化●当物料湿度低时，自由表面不再被饱和水蒸汽所包围，尤其是在物料个体内部水分扩散速度跟不上表面汽化速度时更是如此。但是，只要物料内的水分高于平衡水分，自由表面的水蒸汽分压力也总是高于空气的水蒸汽分压力，物料干燥过程将继续进行，直到平衡为止。第一节物料干燥机理三、物料干燥机理2、水分与物料干物质的结合形式●根据水分与物料的结合能把水分和物料的结合形式分为4类。（1）化学结合水分这种水分与物料的结合有准确的数量关系，

7、结合得非常牢固，只有在化学作用或非常强烈的热处理（如煅烧）时才能将其除去。通常干燥时不能排除化学结合水分。(2)物理-化学结合水这种水分与物料的结合无严格的数量关系，又称为吸附结合水。这种水分只有变成蒸汽后，才能从物料中排除。第一节物料干燥机理三、物料干燥机理2、水分与物料干物质的结合形式（3）物理-机械结合水分毛细管中的水分属于此类。对于大毛细管（＞10-7m）,这种毛细管只有直接与水接触才能充满。对于微毛细管（＜10-7m），可以通过吸附湿空气中的水蒸气使微毛细管充满液体，但这种水分仍属游离水。水是毛细管中既可以液体形式，也

8、可以蒸汽形式移动（水蒸气分子的自由行程平均为10-7m）。（4）可用机械方法（如过滤）除去的水分留在物料细小容积骨架中的水分是生产过程中保留下来的。脱除这种水分只需克服流体流经物料骨架的流体阻力即可。第一节物料干燥机理三、物料干燥机理3、物料的水分汽化过程★物料