第八章 干燥.pptVIP

闭卷考试： 平时成绩占20% 卷面成绩占80% 平时成绩=出勤+作业 便于贮运 干燥去除水分，使食品物料减轻重量和缩小体积，可以节省包装、运输和仓储费用。 加工工艺的需要 如烘烤面包、饼干及茶叶干燥不仅在制造过程中除去水分，而且还具有形成产品特有的色、香、味和形状的作用。 水分活度是物料中水分的热力学能量状态高低的标志。在一定的温度和压力下，物料中水的化学势为 绝热干燥过程 新鲜空气的状态点为A点，经加热器加热达到状态B，温度 和焓增大，但湿含量不变。加热器的加热量： 状态B的空气进入干燥室与物料接触进行湿热交换，离开 干燥器时空气的状态为C， 8.4 干燥动力学 以上讨论的主要内容是通过物料衡算与热量衡算找出被干 燥物料与干燥介质最初状态与最终状态间的关系，用以确定 干燥介质的消耗量、水分的蒸发量以及消耗的热量。本节将 主要讨论从物料中除去水分的数量与干燥时间之间的关系。 由于干燥机理复杂，目前研究的尚不充分，为了简化影响因素，干燥实验一般在恒定干燥条件下进行。所谓恒 定干燥是指干燥介质的温度、湿含量、流速及与物料的 接触方式，在整个干燥过程中均保持恒定。 干燥曲线 AB段：物料的含水量下降，温度升高，为物料的预热阶段。该阶段内空气中的部分热量用于加热物料，物料 的含水量及温度均随时间变化不大，即斜率较小，预热段一 般较短，到达B点时，物料表面温度升至Tw。 BC段：几乎是直线，此阶段内空气传给物料的显热恰等于 水分从物料中气化所需要的汽化潜热，因而物料表面温度Ts 基本保持不变，等于热空气的湿球温度Tw。 CD段：物料开始升温，热空气中部分热量用于加热物料，x 下降变慢，干燥曲线逐渐变平坦。到E点时，达到物料平衡 含水量xe，干燥过程结束。 干燥速率曲线 u不断下降，直到x降至平衡含水量xe，此时干燥速率降为0，此阶段为降速干燥阶段。 恒速干燥阶段 Qp——预热器的传热速率，kw； QL——干燥器的热损失速率，kw L H0,T0,h0 L H1,T1,h1 Q m2,x2,θ2 L H2,T2,h2 m1,x1,θ1, QL 预热器 干燥器 通过干燥器的热量衡算可以确定干燥过程的热能消耗量及热能的分配。 8.3B 干燥过程的热量衡算 耗热量 若用蒸发1kg水分作热量衡算的计算基准，令 q=Q/W，称单位热耗，蒸发1kg水相应的加热器加热量，J/kgw qL=QL/W，蒸发1kg水相应的干燥器散热损失， J/kgw qs=m2cs(θ2-θ1)/W，蒸发1kg水相应的物料升温所需热量， 因为输入热量等于输出热量，则有 干燥器的热效率一般指：干燥过程蒸发水分所耗热量与向加热器加入总热量之比，若以η表示热效率，则 则有 热效率 η1，其原因是向加热器加的总热量除用于干燥物料时汽化水分所需热量外，还将消耗于干物料被加热所需热量，物料中水分被加热到蒸发温度所需热量以及干燥器的散热损失等。 干燥器的热效率一般指：干燥过程蒸发水分所耗热量与向加热器加入总热量之比，若以η表示热效率，则 则有 热效率 η1，其原因是向加热器加的总热量除用于干燥物料时汽化水分所需热量外，还将消耗于干物料被加热所需热量，物料中水分被加热到蒸发温度所需热量以及干燥器的散热损失等。 使离开干燥器的空气温度降低，湿度增加（注意吸湿性物料）； 提高热空气进口温度（注意热敏性物料）； 废气回收，利用其预热冷空气或冷物料； 注意干燥设备和管路的保温隔热，减少干燥系统的热损失。 提高热效率的措施：热效率是干燥器的重要性能指标之一，热效率愈高表示热能利用程度愈高，经济性愈好。 8.3C 干燥空气状态变化分析 n为物料带入带出热量与干燥器热损失热量的和。 若物料带入带出热量及干燥器散失热量净和为零，n=0，则 即空气进出干燥器的焓相等，这种干燥过程，称为绝热干燥过程或等焓干燥过程。若忽略干燥过程物料带入带出的热量和干燥器散失的热量，则该干燥过程可以作为绝热干燥过程处理。 对于绝热干燥过程，因n=0，则ε=0，即焓湿比等于0，该过程为等焓增湿降温过程。 实际干燥过程 物料在干燥器内进行干燥时，实际上器壁对外有散热损失，一般物料出入干燥器也会带出净热量，因此，在大多数情况下，n0。 一、等焓干燥过程 A B C 1.等焓干燥过程的状态变化 理想干燥 绝热干燥 二、非等焓干燥过程 A B 1.实际干燥过程的状态变化 实际 干燥 降焓 干燥 8.4A 干燥机理 干燥过程中的传热和传质 在对流干燥过程中，作为干燥介质的热空气将热能传到物料表面，再由表面传到物料内部，这是两步传热过程。 水分从物料内部以液态或气态