第八章 干燥(食品工程原理 笔记)

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1、第八章干燥1.干燥：是利用热量使湿物料中水分等湿分被汽化去除，从而获得固体产品的操作。2.去湿的方法——机械去湿法化学去湿法热能去湿法▲3.含水量(1)湿基含水量.(w).(无量纲)——以湿基物料为基准的含水量(或含水百分率)湿物料中水分的质量与湿物料质量之比式中m—湿物料的质量，kg；mw—湿物料中所含水的质量，kg；ms—湿物料中所含有绝对干燥物料的质量，kgw是习惯上常用的表示组分含量的方法，如未加说明，物料含水量即指湿基含水量。(2)干基含水量.(x).(无量纲)——以绝对干物料为基准的含水量湿物料中水分的质量与绝对干燥物料质量之比两种含水量的

2、换算关系▲4.水分活度.(aw)—一般把湿物料表面附近的水蒸汽压p与同温度下纯水的饱和蒸汽压p0之比作为湿物料水分活度aw的定义：aw=p/p0aw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。▲5.吸湿和解湿(1)当aw＞Φ时[Φ的定义式Φ=pv/ps]p＞pv即湿物料表面附近水蒸汽压p大于是空气中的水蒸气分压pv,水分将从物料向湿空气中传递，这种过程称为物料的解湿。解湿使物料含水量x不断减少，这即是干燥过程。(2)当aw＜Φ时,p＜pv,水分将不断从湿空气向物料传递，这种过程称为物料的吸湿。吸湿使物料含水量x不断

3、增加。(3)当aw=Φ时，p=pv，物料既不解湿，也不吸湿，两者相对于湿空气讲，此时物料的含水量x称为平衡含水量xe。▲6.物料中水分的分类(1)按物料与水分的结合方式分类—化学结合水物理化学结合水机械结合水(2)按水分去除的难易程度分类—结合水分非结合水分(3)按水分能否用于干燥的方法除去分类自由水分—物料中的水分能被干燥除去的部分。平衡水分—平衡水分代表物料在一定空气状态下的干燥的极限。7.湿空气热力学湿空气通常指干空气和水蒸气的混合物。(1)湿密度：湿空气中所含水蒸气的质量mV与湿空气体积V之比，称为其湿密度ρVρV=mV/V(kgv/m3)ρV

4、值等于水蒸气分压pv下水蒸气的密度。▲(2)相对湿度:湿空气中水蒸气分压pv与同温度下水蒸气饱和压力ps之比，称为湿空气的相对湿度φ：对绝对干燥的空气，相对湿度φ=0；对饱和空气，相对湿度φ=1。由于ps随温度升高而增加，故当pv一定时，相对湿度φ随温度升高而减小。▲(3)湿度(湿含量,湿度比或绝对湿度).(H).(kgv/kgd)—单位质量干空气中所含水蒸气的质量15第八章干燥湿空气中水蒸气的质量与干空气质量之比湿空气饱和时的湿度(Hs)相对湿度：可以说明湿空气偏离饱和空气的程度，能用于判定该湿空气能否作为干燥介质，φ值与越小，则吸湿能力越大。绝对湿

5、度：是湿空气含水量的绝对值，不能用于分辨湿空气的吸湿能力。▲8.湿空气的比热(CH)—在常压下，将湿空气中1kg绝干空气及相应Ｈkg水汽的温度升高（或降低）1oC所需要吸收（或放出）的热量，称为比热，又称为湿热说明：湿空气的比热只是湿度的函数。湿空气的比容(VH)—以1kg干空气作基准的是空气的体积，即在湿空气中，1kg绝干气体积和相应的Hkg水气体积之和，亦称湿容积。▲9.湿空气的温度(1)干球温度：用一般温度计直接测得的湿空气的温度，称为湿空气的干球温度，它就是湿空气的真实温度T。(2)湿球温度：普通温度计的感温部分包以常湿纱布，置于湿空气中达稳定

6、后，此温度计显示的温度称为湿空气的湿球温度，用符号Tw表示。不饱和空气的湿球温度Tw低于干球温度T。▲原理[简答](3)露点(符号Td)：保持湿空气的压力和湿含量不变而使其冷却，达饱和状态时的温度，称湿空气的露点温度。露点是湿空气开始凝结的临界温度。绝热饱和温度(Tas)：在绝热条件下，湿空气与足量水充分接触而达饱和时的温度，称为湿空气的绝热饱和温度绝热饱和方程15第八章干燥绝热饱和温度是表明湿空气绝热冷却所能达到的极限温度。10.干燥静力学(1)水分蒸发量和产品量对上图所示的干燥过程作总物料衡算：对绝干物料作物料衡算：干燥的产品量：水分蒸发量：(2)

7、干空气消耗量L对进出干燥器的水分作衡算：则如果新鲜空气进入干燥器前先通过预热器加热，由于加热前后空气的湿度不变，以H0表示进入预热器时的空气湿度，说明：单位空气用量只与空气的最初和最终湿度有关，而与干燥过程所经历的途径无关。湿空气的消耗量为：15第八章干燥干燥系统的热量衡算▲(1)耗热量①预热器的热量衡算：若忽略预热器的热损失，以1s为基准，则有②干燥器的热量衡算：③干燥系统消耗的总热量：湿物料的焓：向系统输入的热量用于：加热空气、加物料、蒸发水分、热损失等四个方面。▲(2)干燥系统的热效率定义：蒸发水分所需的热量为：Qv=W△Vh式中△Vh—水的汽化

8、热（J/kg），可取热空气湿球温度对应之值。11.干燥动力学干燥机理—当固体物料的含水量超过其