11.3干燥.pptVIP

注意：干燥曲线或干燥速率曲线是在恒定的空气条件下获得的。对指定的物料，空气的温度、湿度不同，速率曲线的位置也不同。 ◆E点：E点的干燥速率为零，X*即为操作条件下的平衡含水量。 X* X* E D C B A A’ 恒速阶段 降速阶段 XC X R 0 总结： 物料在干燥过程中，一般有恒速干燥阶段和降速干燥阶段 不同阶段的干燥机理不同，干燥速率与物料结构、物料与气体的接触方式以及干燥介质条件关系密切。 在恒速阶段，物料表面温度维持在湿球温度。即使在较高温度下，易于变质、破坏的物料（如塑料、药物、食品等），仍然允许在恒速干燥阶段采用较高的气流温度，以提高干燥速率和热能利用率。 在降速阶段，物料温度逐渐升高，物料性质可因脱水产生各种物理、化学变化。如木材脱水收缩，内部产生应力，可能造成木材沿薄弱面开裂；某些物料因降速初期干燥速率过快，在表面结成一层坚硬的外壳，内部水分几乎无法通过，干燥难以继续。为避免产生表面硬化、开裂、起皱等不良现象，常需对降速段的干燥条件加以严格控制。通常减小干燥速率，使物料内部的水分分布比较均匀，防止上述现象的发生。 ?（1）湿物料分类 ①多孔性物料：催化剂颗粒，砂子等。 ▲水分存于物料内部大小不同的细孔和通道中； 　▲湿分移动主要靠毛细管作用力 　▲物料的临界含水量较低， 　　降速段一般分为两个阶段。 11.4.3 湿分在湿物料中的传递机理 E D C B X R O ②非多孔性物料，肥皂、浆糊、骨胶等。主要特征： ▲ 结合水与固相形成了单相溶液； ▲ 湿分靠物料内部存在的湿分差以扩散的方式进行迁移； ▲ 这类物料的干燥曲线的特点是恒速阶段短，临界含水量较高，降速段为一平滑曲线。 E C B X R O 非多孔性粘土板的干燥速率曲线 （2）液体扩散理论 ▲ 主要论点： 　　在降速干燥阶段中，湿物料内部的水分不均匀，形成了浓度梯度，使水分由含水量较高的物料内部向含水量较低的表面扩散，然后水分在表面蒸发，进入干燥介质。 ▲ 干燥速率完全决定于物料内部的扩散速率。此时，除了空气的湿度影响表面上的平衡值外，干燥介质的条件对干燥速率已无影响。 ▲ 非多孔性湿物料的降速干燥过程较符合扩散理论。 （3）毛细管理论 ▲ 主要论点： 　　多孔性物料具有复杂的网状结构的孔道，水分在多孔性物料中的移动主要依靠毛细管力。 多孔性物料的干燥过程较好地符合这一理论。 E D C B X R O 多孔性陶制平板的干燥速率曲线 E C B X R O 非多孔性粘土板的干燥速率曲线 湿基含水量 w： kg/kg湿物料 干基含水量 X: kg/kg干物料 换算关系 11.3.1 湿物料含水量的表示方法 11.3 固体物料干燥过程的相平衡 温度一定，对于一定的湿物料，长时间接触湿空气，达平衡状态 时： 平衡蒸气压：平衡状态下湿物料表面的蒸气压。 平衡含水量：平衡状态下物料的含水量。 11.3.2 水分在气、固之间的平衡 平衡含水量= f ( 物料的性质，空气的状态) 影响因素： （1）干燥平衡曲线 p-X* (p*-X)线 ：平衡含水量曲线 一定温度下，水分在气固间平衡时，湿空气中水汽分压pV~湿物料平衡含水量X的关系，或－－－ ▲ 当 　 时，pV↑，X↑ ▲ 当 时， ▲ pV =0 ，X=0 S S D T E B C O A PV pS p*A XS p1 pC p*C X* XA XB 平衡含水量曲线（ t ＝常数） 物料 湿空气 ② ?-X*线 平衡含水量曲线受温度的影响较大;Φ-X图，温度的影响相对较小 7 5 4 2 10 3 8 9 1 12 6 11 0 60 40 20 80 100 4 8 12 16 20 24 28 φ / % X*/kg（水）/100kg（绝对干燥物料） 某些物料的平衡含水量（常温下） 5－皮革 7－烟叶 1－新闻纸 2－羊毛 3－消化纤维 4－丝 8－肥皂 9－牛皮胶 10－木材 12－棉花 6－陶土 11－玻璃丝 （2） 物料中所含水分的性质 ①自由水分和平衡水分 平衡水分：用一定状态的湿空气干燥某湿物料，物料能够　　达到的极限含水量。 即：X X* ，是不能被该空气干燥的水分 注意：同一物料、不同空气状态对应于不同的平衡水分。 自由水分：物料含水量超出平衡水分的部分。 即：X X*，可能被空气干燥的水分 平衡含水量－－区分自由水分与平衡水分的依据 S S D T E B C O A PV pS p*A XS p1 pC p*