食品干燥原理
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湿含量是湿空气中水蒸汽的质量与绝干空气的质量之比。
mv nv M v 18 pv pv H 或 H 0.622 ma na M a 29 P pv P pv
（kg/kg绝干气）
式中：pv、P-分别为水蒸汽分压和湿空气总压，Pa或 kPa。 湿含量也可理解为单位质量（1kg）绝干空气中所容纳 的水蒸汽质量。
I Ca t ( Lv0 Cv t ) H 1.0t (2500 1.93t ) H
或 I (1.0 1.93H )t 2500H (kJ/kg绝干气)
式中: t为湿空气的温度,℃。
1.5 干球温度t和湿球温度tm
干球温度t：用一般温度计所测得的空气温度；
湿球温度tm：用湿球温度计所测得的空气温度。 湿球温度计：将温度计的感温部分包以湿纱布 使其始终处于润湿状态所构成的温度计。 湿球温度形成的原理：因物质交换(湿度不同) 导致热量交换,最终达到热、质的传递平衡。
• 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
(1)导热干燥 热量通过与食品物料接触的加热 面直接导入，使材料中的湿分汽化排除，达到 干燥的目的。 (2)对流干燥 热量以对流的方式传递给湿物料， 使食品材料中的湿分汽化，以达到干燥的目的。 干燥介质（空气）既是载热体又是载湿体。
α/kH=CH≈1.09kJ/kg. ℃
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：
pv p sd H H s 0.622 0.622 P pv P p sd HP p sd 或 0.622 H 此式即为露点计算式。由上式求得 psd 后，查饱和 水蒸汽表可得td；或由下式计算td： 4030 .182 Lnpsd 23.561 t d 235 式中，psd的单位为Pa，td的单位为℃。 湿空气的几个温度之间的关系： 对于不饱和湿空气，有 t>tm>td； 对于饱和湿空气，有 t=tm=td。
• 热量传递方向：热量总是由高温区向低温区传递。
物质传递方向：物质总是由高浓度（或高分压） 区向低浓度（或低分压）区传递。 干燥进行的必要条件：物料表面的湿汽的压强 必须大于干燥介质中湿分的分压。此差值越大， 推动力越大。
注：本章所论及的湿分为水分，干燥介质为 热空气。
1.湿空气的热力学性质
• 1.1 湿含量（湿度）H
• 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。
∴
p s H 0.622 P p s
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。
或
t 273 P0 H (0.772 1.244H ) 273 P
式中：t-湿空气的温度，℃； P0、P-分别为标准大气压和湿空气的压强， Pa或kPa。对常压湿空气，P0/P=1。
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。
(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：
C H Ca HCv
将绝干空气及水蒸汽的平均比热容代入 可得：
℃） C H 1.0 1.93H（kJ/kg绝干气·
• 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 H t 273 P0 H ( ) 22.4 29 18 273 P
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）
见书P791，Fig12-5，本图是在总压强等于 101.33 kPa下绘制的。
特别提示：湿焓图上的任一参数值均是以 1kg绝干空气为基准的。 湿空气的H-I图由以下诸线群组成： 1）等湿度线（等H线）群 等湿度线是平行于纵轴的直线群，数值从0 到0.15kg/kg绝干气。 2）等焓线（等I线）群 等焓线是平行于斜轴的直线群（与纵轴的夹 角45º ），数值从0到480kJ/kg绝干气。
3）等干球温度线（等t线）群 等干球温度线是一系列向上倾斜但互不平行的 直线群，数值从-10℃到185℃。
4）等相对湿度线（等φ线）群 等相对湿度线是一系列向上倾斜弯曲的曲线群， 从φ=5%到φ=100%共11条。 5）水蒸汽分压线 图中右下角的一系列水平直线群，数值从0 到18kPa。
2.2湿焓图的应用
1.2相对湿度
之比。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
式中：pv、ps-分别为水蒸汽分压 和同温度下水的饱和蒸汽压，Pa 或kPa。
• 湿空气中水蒸汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压
pv ps
相对湿度用来衡量湿空气的不饱和程度，反映湿 空气的吸收水汽的能力，φ值越小，吸收水汽的能 力越强。 对于饱和湿空气，φ=1（或100%）； 对于绝干空气，φ=0。
传热达平衡时,有：
Q A(t t m ) k H A( H s H ) Lv
或
tm t
k H Lv
(H s H )
式中：Hs-液滴表面空气层的饱和湿含量
kH-气化系数，kg/（m2· s）；
LV-水在tm下的汽化潜热，kJ/kg；
α-对流传热系数，kW/(m2· ℃)； A-传热（质）面积，m2。 对空气—水系统:
mv nv M v 18 pv pv H 或 H 0.622 ma na M a 29 P pv P pv
（kg/kg绝干气）
式中：pv、P-分别为水蒸汽分压和湿空气总压，Pa或 kPa。 湿含量也可理解为单位质量（1kg）绝干空气中所容纳 的水蒸汽质量。
I Ca t ( Lv0 Cv t ) H 1.0t (2500 1.93t ) H
或 I (1.0 1.93H )t 2500H (kJ/kg绝干气)
式中: t为湿空气的温度,℃。
1.5 干球温度t和湿球温度tm
干球温度t：用一般温度计所测得的空气温度；
湿球温度tm：用湿球温度计所测得的空气温度。 湿球温度计：将温度计的感温部分包以湿纱布 使其始终处于润湿状态所构成的温度计。 湿球温度形成的原理：因物质交换(湿度不同) 导致热量交换,最终达到热、质的传递平衡。
• 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
(1)导热干燥 热量通过与食品物料接触的加热 面直接导入，使材料中的湿分汽化排除，达到 干燥的目的。 (2)对流干燥 热量以对流的方式传递给湿物料， 使食品材料中的湿分汽化，以达到干燥的目的。 干燥介质（空气）既是载热体又是载湿体。
α/kH=CH≈1.09kJ/kg. ℃
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：
pv p sd H H s 0.622 0.622 P pv P p sd HP p sd 或 0.622 H 此式即为露点计算式。由上式求得 psd 后，查饱和 水蒸汽表可得td；或由下式计算td： 4030 .182 Lnpsd 23.561 t d 235 式中，psd的单位为Pa，td的单位为℃。 湿空气的几个温度之间的关系： 对于不饱和湿空气，有 t>tm>td； 对于饱和湿空气，有 t=tm=td。
• 热量传递方向：热量总是由高温区向低温区传递。
物质传递方向：物质总是由高浓度（或高分压） 区向低浓度（或低分压）区传递。 干燥进行的必要条件：物料表面的湿汽的压强 必须大于干燥介质中湿分的分压。此差值越大， 推动力越大。
注：本章所论及的湿分为水分，干燥介质为 热空气。
1.湿空气的热力学性质
• 1.1 湿含量（湿度）H
• 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。
∴
p s H 0.622 P p s
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。
或
t 273 P0 H (0.772 1.244H ) 273 P
式中：t-湿空气的温度，℃； P0、P-分别为标准大气压和湿空气的压强， Pa或kPa。对常压湿空气，P0/P=1。
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。
(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：
C H Ca HCv
将绝干空气及水蒸汽的平均比热容代入 可得：
℃） C H 1.0 1.93H（kJ/kg绝干气·
• 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 H t 273 P0 H ( ) 22.4 29 18 273 P
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）
见书P791，Fig12-5，本图是在总压强等于 101.33 kPa下绘制的。
特别提示：湿焓图上的任一参数值均是以 1kg绝干空气为基准的。 湿空气的H-I图由以下诸线群组成： 1）等湿度线（等H线）群 等湿度线是平行于纵轴的直线群，数值从0 到0.15kg/kg绝干气。 2）等焓线（等I线）群 等焓线是平行于斜轴的直线群（与纵轴的夹 角45º ），数值从0到480kJ/kg绝干气。
3）等干球温度线（等t线）群 等干球温度线是一系列向上倾斜但互不平行的 直线群，数值从-10℃到185℃。
4）等相对湿度线（等φ线）群 等相对湿度线是一系列向上倾斜弯曲的曲线群， 从φ=5%到φ=100%共11条。 5）水蒸汽分压线 图中右下角的一系列水平直线群，数值从0 到18kPa。
2.2湿焓图的应用
1.2相对湿度
之比。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
式中：pv、ps-分别为水蒸汽分压 和同温度下水的饱和蒸汽压，Pa 或kPa。
• 湿空气中水蒸汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压
pv ps
相对湿度用来衡量湿空气的不饱和程度，反映湿 空气的吸收水汽的能力，φ值越小，吸收水汽的能 力越强。 对于饱和湿空气，φ=1（或100%）； 对于绝干空气，φ=0。
传热达平衡时,有：
Q A(t t m ) k H A( H s H ) Lv
或
tm t
k H Lv
(H s H )
式中：Hs-液滴表面空气层的饱和湿含量
kH-气化系数，kg/（m2· s）；
LV-水在tm下的汽化潜热，kJ/kg；
α-对流传热系数，kW/(m2· ℃)； A-传热（质）面积，m2。 对空气—水系统: