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第12章 食品干燥原理 用加热的方法除去湿物料中的湿分以获得固体产品的单元操作称为干燥。干燥方法按加热方式可分为四大类 (3)辐射干燥 热量通过电磁波的形式由辐射加热器传递给食品材料表面，再通过材料自身的热量传递，使内部的湿分汽化，达到干燥的目的。 (4)介电加热干燥 在高频电场中，食品材料中的湿分分子处于高速旋转与振动，由此产生的热量使湿分汽化，达到干燥的目的。 干燥操作既包含传热过程又包含传质过程，两者的传递方向可能相同，也可能不同，但遵循的规律是： 热量传递方向：热量总是由高温区向低温区传递。 1.湿空气的热力学性质 1.1 湿含量（湿度）H 1.2相对湿度 湿空气中水蒸汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。 注意：当湿空气达到饱和时，表示其中所含的水蒸汽量已经达到最大值，超过此值的水分量必将以液态水的形式析出。因此，φ≤1。 1.3湿空气的比热容CH和湿比容υH 将湿空气中1 kg绝干空气及其所带的H kg水蒸汽的温度升高1℃ 所需吸收的热量。 湿空气的湿比容υH是指含有1 kg绝干空气的湿空气所占有的体积（m3/kg绝干空气）。 1.4 湿空气的热含量(焓)I 湿空气的热含量（或焓）I是指含单位质量绝干空气的湿空气的焓。具体应用时，以0 ℃的绝干空气和0 ℃的液态水的焓值为零作为计算起点。 1.5 干球温度t和湿球温度tm 1.6 露点td 湿空气的露点td是不饱和空气在其总压和湿度保持不变的情况下，被冷却降温达到饱和状态时的温度。 若湿空气的温度降低到露点以下，则所含超过饱和部分的水蒸气将以液态水的形式凝结出来。 由于湿度不变，因此有： 2.湿空气的湿焓图及使用方法 2．1 湿空气的湿焓图（H－I图） 2.2湿焓图的应用 1）由H-I图上任一状态点确定湿空气的状态参数值，方法见下图： 3. 湿空气的基本状态变化过程 3．1 间壁式加热和冷却以及冷（却）凝减湿过程 2）间壁式冷（却）凝减湿过程 3．2 不同状态湿空气的混合过程 设有两股空气，对应的绝干空气量为L1和L2，对应的状态为（H1，I1）和（H2，I2），混合后的湿度和焓值可由物料及热量衡算求得。 ［例12-1］ 空气的温度为30℃，露点温度为12℃，问：(1)当冷却到16℃时，相对湿度为多少？(2)有600 m3的空气，当温度从30℃冷却到2℃时，能失去多少千克水？ 解： （1）等湿冷却过程。首先确定新鲜空气的状态点（H1=0.0088，φ1=33%），然后作等湿线与t=16℃的等温线相交，可读得过此交点的φ值为80% 。 （2）冷凝减湿过程。先由等温线t=2℃与ф=100%线的交点可读得H2=0.0043kg/kg绝干气。然后计算新鲜空气的湿比容以求绝干空气量L。 4. 湿物料的基本性质 4.1 湿物料的形态和物理性质 湿物料可按其外观形态的不同而分为下列几种：①～⑧ （P793） 湿物料又可按其物理化学性质的不同粗略分为两大类：①～② （P794） 4.2 湿物料中水分存在形式和表示法 (1)物料中水分存在形式 ①机械结合水：这部分水处于食品表面和粗毛管中，与干物质结合较松弛，以液态存在，易于除去。 ②物理化学结合水：这部分水是指吸附水、渗透水和结构水，其中吸附水与物料结合比较牢固，难于除去。 ③化学结合水：这部分水是经过化学反应按一定比例渗于干物质分子内部，与干物质结合比较牢固，若去掉这部分水必然要引起物理性质和化学性质的变化，这种水不是干燥要排除的。 (2)物料中水分含量表示法  表达方法有湿基含水量和干基含水量两种。 湿基含水量ω：湿物料中含有的水分质量与湿物料的总质量之比。 ②干基含水量X：湿物料中含有的水分质量与绝干物料的质量之比。 4．3 平衡水分 平衡水分：湿物料与一定状态（温度和湿度一定）的空气接触达平衡时，残余在湿物料中不能排除的水分。 平衡水分与空气相对湿度的关系曲线称为吸附等温线。若干种食品的吸附等温线参见图12-9，10和表12-1。 平衡水分与物料的性质和空气的状态有关。 湿物料中各种水分的意义： 由图可得：当物料性质一定时，它的平衡水分与空气的状态有关。当温度不变时，平衡水分与空气的相对湿度的关系是：空气的相对湿度越大，平衡水分也越大。 一般当φ不变时，温度升高，平衡水分略有降低，但温度变化范围不大时，可认为平衡水分仅与φ有关。 可除去水分：在干燥操作中所能除去的水分，即物料中所含大于平衡水分的那部分水分。 特别提示：改变空气的状态，就可以改变物料的平衡水分。 5． 湿物料常压热风干燥过程 通常干燥系统由两个主要部分组成：空气预热器和干燥器（室），如图所示。 5．1 热风干燥过程计算 下列符号的意义： G1——湿物料的处理量，kg/h； G2——干燥产品量，kg/h； GC—