第八章-干燥(食品工程原理-笔记)

第八章-干燥(食品工程原理-笔记)

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1.干燥：是利用热量使湿物料中水分等湿分被汽化去除，从而获得固体产品的操作。

2.去湿的方法——机械去湿法 化学去湿法 热能去湿法 ▲

3.含水量

(1)湿基含水量.(w ).(无量纲)——以湿基物料为基准的含水量(或含水百分率) 湿物料中水分的质量与湿物料质量之比 式中 m — 湿物料的质量，kg ；

m w — 湿物料中所含水的质量，kg ；

m s — 湿物料中所含有绝对干燥物料的质量，kg

w 是习惯上常用的表示组分含量的方法，如未加说明，物料含水量即指湿基含水量。 (2)干基含水量.(x ).(无量纲)——以绝对干物料为基准的含水量 湿物料中水分的质量与绝对干燥物料质量之比

两种含水量的换算关系

▲4.水分活度.(a w ) — 一般把湿物料表面附近的水蒸汽压p 与同温度下纯水的饱和蒸汽压p 0之比作为湿物料水分活度a w 的定义： a w =p/p 0

a w 的大小与食品中的含水量、所含各种溶质的类型和浓度以及食品的结构和物理特性都有关系。

▲5.吸湿和解湿

(1)当a w ＞Φ 时 [Φ的定义式Φ=p v /p s ] p ＞p v 即湿物料表面附近水蒸汽压p 大于是空气中的水蒸气分压p v ,水分将从物料向湿空气中传递，这种过程称为物料的解湿。解湿使物料含水量x 不断减少，这即是干燥过程。

(2)当a w ＜Φ时, p ＜p v ,

水分将不断从湿空气向物料传递，这种过程称为物料的吸湿。吸湿使物料含水量x 不断增加。

(3)当a w =Φ时，p=p v ，物料既不解湿，也不吸湿，两者相对于湿空气讲，此时物料的含水量x 称为平衡含水量x e 。 ▲6.物料中水分的分类

(1)按物料与水分的结合方式分类—化学结合水 物理化学结合水 机械结合水 (2)按水分去除的难易程度分类—结合水分 非结合水分 (3)按水分能否用于干燥的方法除去分类

自由水分—物料中的水分能被干燥除去的部分。

平衡水分—平衡水分代表物料在一定空气状态下的干燥的极限。 7.湿空气热力学

湿空气通常指干空气和水蒸气的混合物。

(1)湿密度：湿空气中所含水蒸气的质量m V 与湿空气体积V 之比，称为其湿密度ρV ρV =m V /V (kg v /m 3)

ρV 值等于水蒸气分压pv 下水蒸气的密度。

▲(2)相对湿度:湿空气中水蒸气分压p v 与同温度下水蒸气饱和压力p s 之比，称为湿空气的相

对湿度φ： 对绝对干燥的空气，相对湿度φ=0； 对饱和空气，相对湿度φ=1。

由于p s 随温度升高而增加，故当p v 一定时，相对湿度φ随温度升高而减小。

w s w w m

m m m m w +=

=w

w s w m m m m m x -=

=w w x -=1x

x w +=

1T

p T p RT p M v v v v v 3310

16.2314.81002.18--⨯=•⨯==ρs v

p p =ϕ

▲(3)湿度(湿含量,湿度比或绝对湿度).(H).(kg v/kg d)—单位质量干空气中所含水蒸气的质量

湿空气中水蒸气的质量与干空气质量之比

湿空气饱和时的湿度(H s )

相对湿度：可以说明湿空气偏离饱和空气的程度，能用于判定该湿空气能否作为干燥介质，φ值与越小，则吸湿能力越大。绝对湿度：是湿空气含水量的绝对值，不能用于分辨湿空气的吸湿能力。

▲8.湿空气的比热(C H)—在常压下，将湿空气中1kg绝干空气及相应Ｈkg 水汽的温度升高

（或降低）1o C所需要吸收（或放出）的热

量，称为比热，又称为湿热

说明：湿空气的比热只是湿度的函数。

湿空气的比容(V H) —以1kg干空气作基准的是空气的体积，即在湿空气中，1kg绝干气

体积和相应的Hkg水气体积之和，亦称湿容积。

▲9.湿空气的温度

(1)干球温度：用一般温度计直接测得的湿空气的温度，称为湿空气的干球温度，它就是湿

空气的真实温度T。

(2)湿球温度：普通温度计的感温部分包以常湿纱布，置于湿空气中达稳定后，此温度计显

示的温度称为湿空气的湿球温度，用符号T w表示。不饱和空气的湿球温度

T w低于干球温度T。

▲原理[简答]

(3)露点(符号T d)：保持湿空气的压力和湿含量不变而使其冷却，达饱和状态时的温度，称湿

空气的露点温度。

露点是湿空气开始凝结的临界温度。

v

v

p

p

p

H

-

=622

.0

s

s

s p

P

p

H

-

=622

.0

H

c

H

88

.1

01

.1+

=

绝热饱和温度(T as )

：在绝热条件下，湿空气与足量水充分接触而达饱和时的温度，称为湿空

气的绝热饱和温度 绝热

饱和方程 绝热饱和温度是表明湿空气绝热冷却所能达到的极限温度。 10.干燥静力学

(1)水分蒸发量和产品量

对上图所示的干燥过程作总物料衡算： 对绝干物料作物料衡算： 干燥的产品量： 水分蒸发量：

(2)干空气消耗量L

对进出干燥器的水分作衡算： 则

如果新鲜空气进入干燥器前先通过预热器加热，由于加热前后空气的湿度不变，以H 0表示进入预热器时的空气湿度，说明：单位空气用量只与空气的最初和最终湿度有关，而与干

燥过程所经历的途径无关。

)(H H c h T T as H

v as -∆-=W m m +=21()()221111w m w m m s -=-=211211w w m m --=2

2

111w w w m W --=W

x x m H H L s =-=-)()(21121

21221)(H H W H H x x m L s -=--=1

21

H H l -=

21

211H H H H l -=

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