FE第八章 干燥培训课件方案研究.ppt

第 八 章 干 燥 Drying 第一节 干燥的基本原理 第二节 干燥设备 第三节   喷雾干燥 第四节 冷冻干燥 第一节 干燥的基本原理 1.物料去湿 （1）机械去湿法 （2）化学去湿法 （3）热量去湿法 即为干燥 2.干燥的目的 （1) 延长食品货架期 （2) 便于贮运 （3) 加工工艺的需要 3.干燥的方法 （1） 对流干燥 又称热风干燥 （2） 传导干燥 （3） 辐射干燥 包括红外线干燥和微波干燥两种方法 8-1 干燥的目的和方法 8-2 湿物料中的水分 8.2A 含水量 是以整个湿物料为基准的含水量表示法 是以绝对干燥物料为基准的含水量表示法。 两种含水量的换算关系式： (1) 湿基含水量 w (2)干基含水量 x 8.2B 水分活度aw (water activity) 水的化学势： aw越小，相应的 μw 也越低 水分活度aw 的大小是物料中水分化学势μw 高低的标志 实践中水分活度 aw 的定义： 纯水，aw=1, 溶有溶质，一般 aw1,则 8.2C 吸湿和解湿 物料解湿（moisture desorption） （2) 当 awφ时， （3) 当 aw =φ时， （1) 当 awφ时 即是干燥过程 物料吸湿（moisture sorption） 达到吸湿—解湿平衡 aw反映了食品中水分的热力学状态， aw揭示水参与 微生物生长 各种酶反应 的活动性程度 aw标志在干燥时食品中水分挥发性的大小 应用物化概念aw，是食品工程学的一项进展 在数值上，aw = φ e 定温下 x~ aw 的关系曲线，称吸湿等温线 在达吸湿—解湿平衡时， 相对于物料 湿空气相对湿度称为平衡相对湿度φe 相对于湿空气 物料的含水量称为平衡含水量xe xe φe 不 同 食 品 物 料 的 吸 湿 等 温 线 8.2D 物料中水分的分类   1.按物料与水分结合方式分类： （1）化学结合水 （2） 物理化学结合水 （3）机械结合水 最牢，不能用一般干燥方法除去。 包括吸附水分，渗透水分和结构水分。 包括毛细管水分、空隙水分和润湿水分。 2.按水分去除难易程度分类 (1）结合水分 其 aw≈1 3.按水分能否用干燥方 法除去分类 (1）自由水分（free water） （2）平衡水分 （bound water） aw1 （2）非结合水分 （unbound water） （equilibrium water） 例: 10kg牛肉在20℃、相对湿度为0.60的空气中 达到解湿平衡，将失去多少水？这时牛肉中还含多 少克水？（鲜牛肉湿基含水量为73％） 解： ms =m1(1-w1) =10.0×(1-0.73) = 2.70 kg 查图，线4：对应φ=0.60, x2 = 0.14 牛肉还含水 mw2= msx2 = 2.70×0.14 = 0.38kg mw1 = m-ms =10.0-2.70 =7.30kg 失水 W= mw1-mw2 = 7.30-0.38 = 6.92 kg 0.14 8-3 干燥静力学 热风干燥的基本流程 8.3A 干燥过程的物料衡算 1.水分蒸发量和产品量 2.干燥空气用量 对进出干燥器的水分作衡算： 以 绝对干燥物料作物料衡算 称作单位空气用量，kgd/kgw 8.3B 干燥过程的热量衡算 1.耗热量 —蒸发1kg水相应物料升温所需热量, J/kgw 2.热效率 qL=QL/W 令：q=Q/W 称单位热耗，J/kgw 则 例8-3 用回转干燥器干燥湿糖，进料湿糖湿基含水量为1.28% ,温度为31℃，每小时生产湿基含水量为0.18%的产品4000kg,出料温度36℃。所用空气的温度20℃，湿球温度为17℃，经加热器加热至97℃后进入干燥室，排出干燥室的空气温度为40℃，湿球温度32℃。已知产品的比热容为1.26kJ/(kg·K)。 试求： （1）水分蒸发量； （2）空气消耗量； （3）加热器所用表压100kPa的加热蒸汽消耗量； （4）干燥器的散热损失； （5）干燥器的热效率。 （1）水分蒸发量 （2）空气用量 查图7-20湿空气的h-H图，得 （3）加热器中蒸汽用量 由h-H图可查得 h0=49kJ/kgd, h1=125kJ/kgd,, Tw1=38℃ h2=113kJ/kgd 解 （4）干燥器的散热损失 （5）干燥器的热效率 本 次 习 题 p.292 5 6 8.3C 干燥过程空气状态变化分析 1.绝热干燥过程 令 n=0,则h2=h