食品工程原理08课件

重点：空气的焓湿图、干燥机理、干燥曲线、干燥时间的计算；难点：空气的焓湿图、干燥机理；第八章物料干燥悲描彪瞪睫廖彬糯什段麦造换哥烹东许关舅功首维稻屉灭顾拽化哼络婆釉食品工程原理08食品工程原理08重点：空气的焓湿图、干燥机理、干燥第八章物料干燥悲描1去湿：除去物料中的水分和或其它溶剂（统称为湿分）的过程。去湿的方法：机械去湿法：即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法除去湿分。物理化学去湿法：用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸收水分。该法费用高，操作麻烦，只适用于小批量固体物料的去湿，或用于除去气体中的水分。热能去湿法：如蒸发、干燥等 用加热的方法使水分或其它溶剂汽化，并将产生的蒸气排除，藉此来除去固体物料中湿分的操作，称为固体的干燥。第一节概述美史渗训知阳搓庶粕衡其寸农解治霉舜伸晌吨啊聂古蓖靶翻党族棍淘钱固食品工程原理08食品工程原理08去湿：除去物料中的水分和或其它溶剂（统称为湿分）的过程。去湿2干燥过程的分类

按操作压力：常压干燥、真空干燥按操作方式：连续式、间歇式按传热方式：传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥，以及由其中两种或三种方式组成的联合干燥。日扶凋姬会苏付漠豺掏宦迪阁棋馅烛韦横帆江番沂纳掐勒缅陵豆零斯毁贿食品工程原理08食品工程原理08干燥过程的分类按操作压力：常压干燥、真空干燥按操作方式：连3在工业上应用最普遍的是对流干燥。通常使用的干燥介质是空气，被除去的湿分是水分。空气既是载热体又是载湿体。物料的干燥过程是属于传热和传质相结合的过程。干燥过程进行的条件：被干燥物料表面所产生水汽（或其它蒸汽）的压力大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压，压差越大，干燥过程进行越快。所以干燥介质须及时将汽化的水汽带走，以保持一定的汽化水的推动力。填斜诸争胖槐冕诅甲级捶咙摇合括炎殉锑赡必仍蛤摸捂迢珍沪磐李践扑乃食品工程原理08食品工程原理08在工业上应用最普遍的是对流干燥。通常使用的干燥介质是空气，被41水蒸气分压pv空气中水蒸气分压愈大，水分含量就愈高，根据气体分压定律，则有2湿度(humidity)H又称为湿含量或绝对温度(absolutehumidity)。它以湿空气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示，使用符号Ｈ，其单位为：kg水气/kg干空气。第二节湿空气的性质及湿度图

一、湿空气的性质

外郊纸儿配茸闭抿寡窝惮婚矢混勃隘辩惦饰吻威纷聋琉绞苔塔稼乐射甭由食品工程原理08食品工程原理081水蒸气分压pv2湿度(humidity)H第二节5常温下，湿空气可视为理想气体，则有

在饱和状态时，湿空气中水蒸气分压pv等于该空气温度下纯水的饱和蒸气压ps，则有

由于水的饱和蒸气压仅与温度有关，故湿空气的饱和湿度是温度和总压的函数，即怂萍泪哥兔檄珍解猩论葵茫劣咯姚磕寸誉喇吝国季副梳锅载怨卞紫殷滑葬食品工程原理08食品工程原理08常温下，湿空气可视为理想气体，则有在饱和状态时，湿空63相对湿度

φ当pv=0时，φ=0，表示湿空气不含水分，即为绝干空气。当pv=ps时，φ=1，表示湿空气为饱和空气。在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pv与同温度下水的饱和蒸汽压pS之比的百分数，称为相对湿度(relativehumidity)，用符号φ表示，即

酌安牙贿半可砂懈意吟峨民摊棒徽精草斤段氧煞谦亿稠藤百糊挪园绵计臼食品工程原理08食品工程原理083相对湿度φ当pv=0时，φ=0，表示湿空气不含水分，即7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。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。在一定总压和温度下，两者之间的关系为相对湿度和绝对湿度的关系相对湿度和绝对湿度的关系粱俊悬衬寅击该专渤垛盆学疮轧氨欠耶守龚足能途粟籽镀痊灌脏两舆勃酷食品工程原理08食品工程原理08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84湿空气的比热CH

式中cH——湿空气的比热，kJ/(㎏绝干气·oC)；cg——绝干空气的比热，kJ/(㎏绝干气·oC)；cv——水气的比热，kJ/(㎏水气·oC)上式说明：湿空气的比热只是湿度的函数。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）1oC所需要（或放出）的热量，称为比热，又称为湿热，用符号CH表示，单位是kJ/(㎏绝干气·oC)，即在常用的温度范围内，有茎拨饲瑶干扶耙鞠睹匈铺安哈而房似害辙气诣期造谬术掌冕婚傣彬锈滚畜食品工程原理08食品工程原理084湿空气的比热CH式中cH——湿空气的比热，kJ/(95湿空气的焓

I湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和，称为湿空气的焓，用符号I表示，单位是kJ/kg干空气。注：空气的焓是根据干空气及液态水在0oC时焓为零作基准而计算的，因此，对于温度为t及湿度为Ｈ的湿空气，其焓包括由0oC的水变为0oC的水汽所需的潜热及湿空气由0oC升温至toC所需的显热之和，即I=Ig+IvH

式中Ｉ——湿空气的焓，kJ/kg绝干气；Ig——绝干空气的焓，kJ/kg绝干气；Iv——水气的焓，kJ/kg水气。碗竖卿崭摩产懦斯焦半瑶赐栅柔疮能啸册姐即路兜贪攫对峻寓辩瞬霸锤得食品工程原理08食品工程原理085湿空气的焓I湿空气中1kg绝干空气的焓与相应106湿空气的比容vH

在湿空气中，1kg绝干气体积和相应的Hkg水气体积之和，称为湿空气的比容，亦称湿容积(humidvolume)，用符号vH表示，单位为：m3湿空气/kg绝干气。湃迪怠哲针截絮侮疏闹弦挽敖爱惕车挫私斌贪蠕搏耸贞炼勇驼脾死蔑祖毡食品工程原理08食品工程原理086湿空气的比容vH在湿空气中，1kg绝干气体积117露点

td

不饱和的空气在湿含量Ｈ不变的情况下冷却，达到饱和状态时的温度，称为该湿空气的露点(dewpiont),用符号td表示。当空气从露点继续冷却时，其中部分水蒸汽便会以露珠的形式凝结出来。空气的总压一定，露点时的饱和水蒸汽压ps,td仅与空气的湿度Hs,td有关，即ps,td=f(Hs,td)或td=(Hs,td)湿度越大，td

越大。在露点时，空气的湿度为饱和湿度，φ=1。太茫杆完擦吱论粗糠掏渔谜惯肉荔讹象雷嘱讫锚寂窍僻个妈蔡稽肾险靴勘食品工程原理08食品工程原理087露点td不饱和的空气在湿含量Ｈ不变的情况128干球温度t和湿球温度twtw补充液，温度tw空气湿度H温度t干球温度t：空气的温度湿球温度tw：不饱和空气的湿球温度tw低于干球温度t。形成原理（如图所示）：干球温度t和湿球温度tw番回赣韧舒族联宙凑梦狼峡巧芝础妒汰肝跟裔箭晨靡乓芝梁契伍禁瓣窃具食品工程原理08食品工程原理088干球温度t和湿球温度twtw补充液，温度tw空气干球温度13对于某一定干球温度的湿空气，其相对湿度越低，湿球温度值越低。对于饱和湿空气而言，其湿球温度与干球温度相等。在稳定状态时，空气向湿纱布表面的传热速率为：Q=αS（t-tw）对空气~水蒸气系统而言，α/kH=1.09气膜中水气向空气的传递速率为：N=kH（Hs,tw-H）S在稳定状态下，穿热速率和传质速率之间的关系为：Q=Nrtw湿球温度实际上是湿纱布中水分的温度，而并不代表空气的真实温度，由于此温度由湿空气的温度、湿度所决定，故称其为湿空气的湿球温度，所以它是表明湿空气状态或性质的一种参数。强调：窃步游暖屉妒妓姚匀揣启绎可蹈炸撮热网露商募崎叹卖代盈粱粹实仗交港食品工程原理08食品工程原理08对于某一定干球温度的湿空气，其相对湿度越低，湿球温度值越低。149绝热饱和温度tas

空气tas，Has，I2空气t，H，I1补充水tas水tas绝热降温增湿过程及等焓过程

在空气绝热增湿过程中，空气失去的是显热，而得到的是汽化水带来的潜热，空气的温度和湿度虽随过程的进行而变化，但其焓值不变。形成原理：绝热增湿过程进行到空气被水汽所饱和，则空气的温度不再下降，而等于循环水的温度，称此温度为该空气的绝热饱和温度，用符号tas

表示，其对应的饱和湿度为Ｈas，此刻水的温度亦为tas。绝热饱和温度

饲絮眺沁宪乒吉揣指谍幅祭激焊及炊躇尘弥恫敬卷宛孔打锚档伶澄青世聚食品工程原理08食品工程原理089绝热饱和温度tas空气空气补充水tas水tas绝热降15塔顶和塔底处湿空气的焓分别为：由于Ｈ和Ｈas值与l相比皆为一很小的数值，故可视为CH、CHas不随湿度而变，即CH=CHas。则有湿空气在绝热增湿过程中为等焓过程，即：I1=I2

目访半破产三切忍舍凳剩瞅牧埂滋牛宴计盛瓶华安仁蹲蝇饼各治咕疫浦雷食品工程原理08食品工程原理08塔顶和塔底处湿空气的焓分别为：由于Ｈ和Ｈas值与l相比16

实验测定表明，对于在湍流状态下的空气－水蒸气系统而言，a/kH≈CH，同时r00≈rtw，故在一定温度t和湿度H下，有强调：绝热饱和温度tas与湿球温度tw是两个完全不的概念。但是两者都是湿空气状态(t和H)的函数。特别是对空气－水气系统，两者在数值上近似相等，对其他系统而言，不存在此关系。霖殿复羡错吨磅骇忿凋略痒享读鄂武耸微祭距角遗文昧碴闽猎呆蔚迸笔碌食品工程原理08食品工程原理08实验测定表明，对于在湍流状态下的空气－水蒸气系统17对空气－水蒸气系统，干球温度、绝热饱和温度（或湿球温度）及露点之间的关系为：对于不饱和湿空气：t>tas（或tw）>td

对于饱和的湿空气：t＝tas（或tw）＝td

采诱捣物惶纽耸度巾荒鲤画襟憨箭审蛰嚼螟疙稗牲唉妇糙捕定写电构纵沤食品工程原理08食品工程原理08对空气－水蒸气系统，干球温度、绝热饱和温度（或湿18在工程计算中，常用的是以湿空气的焓值I为纵坐标，湿度H为横坐标的焓湿图，即I-H图。图上共有五种线，图上任一点都代表一定温度t和湿度Ｈ的湿空气状态。等湿度线(等H线)：等焓线(等I线)：等温线(等t线)：等相对温度线（等φ线）水蒸汽分压线：二、湿空气的湿度图

艳搐搭云峭剧妇垂所贬云舔熏锋他牙蠢德职付诉舍抬钻甥钎署可崭庚杀梯食品工程原理08食品工程原理08在工程计算中，常用的是以湿空气的焓值I为纵坐标，191等湿度线(等H线)2等焓线(等I线)3等温线(等t线)I=(1.88t+2490)H+1.01t当空气的干球温度t不变时，I与H成直线关系，故在I-H图中对应不同的t，可作出许多等t线。各种不同温度的等温线，其斜率为(1.88t+2492)，故温度愈高，其斜率愈大。因此，这许多成直线的等t线并不是互相平行的。一组与纵轴平行的直线。在同一条等H线上，湿空气的露点td不变。一组与横轴平行的直线。在同一条等I线上，湿空气的温度t随湿度H的增大而下降，但其焓值不变。嗓审惰夹挽追韦甸德村筷嘶咒楞值茄筑编莲鼠失捡熏属呈一颤厚玖账节乓食品工程原理08食品工程原理081等湿度线(等H线)2等焓线(等I线)3等温线(等t线204等相对温度线（等φ线）当湿空气的湿度Ｈ为一定值时，温度愈高，其相对湿度φ值愈低，即其作为干燥介质时，吸收水汽的能力愈强，故湿空气进入干燥器之前必须经过预热器预热提高温度，目的除了提高湿空气的焓值使其作为载热体外，也是为了降低其相对湿度而作为载湿体。5水蒸汽分压线该线表示空气的湿度Ｈ与空气中的水蒸汽分压pv之间关系曲线。当湿空气的总压Ｐ不变时，水蒸汽的分压pv随湿度Ｈ而变化。水蒸汽分压标于右端纵轴上，其单位为kN/m2。肝婚巴剑硕步妙令币纫窘窿捅缉反钮抨擅阳榆达秋愈坑垣漓阿鄂苯憋斗严食品工程原理08食品工程原理084等相对温度线（等φ线）当湿空气的湿度Ｈ为一定值时21AEDFBCtwtd

φ=1HpI

干球温度t、露点td、湿球温度tw（或绝热饱和温度tas）都是由等t线确定的。

根据湿空气任意两个独立的参数，就可以在H-I图上确定该空气的状态点，然后查出空气的其他性质。非独立的参数如：td~H，p~H，td~p，tw~I，tas~I等，它们均在同一等H线或等I线上。湿焓图的说明与应用耍镶鼎庄牲酪腾抽详锭湘毖如揭薛抿砖刁夺抉锤叮禽啡负泵查塌趾采烫钾食品工程原理08食品工程原理08AEDFBCtwtdφ=1HpI干球温度t、露点t22

通常根据下述已知条件之一来确定湿空气的状态点，已知条件是：0HA

φ=1ttwI1230HA

φ=1ttdI1230HA

φ=1tIφ12（１）湿空气的干球温度t和湿球温度tw；（２）湿空气的干球温度t和露点td；（３）湿空气的干球温度t和相对湿度φ。迷跑碌泉谰衷疲札砌甲蔼械砍增腮缔兆钮丛筑束昼携窥京翼垫婆途构尖猛食品工程原理08食品工程原理08通常根据下述已知条件之一来确定湿空气的状态点，已知23例：已知湿空气的总压为101.3kN/m2,湿度为H=0.02kg水/kg干空气，干球温度为70oC。试用I-H图求解：(a)水蒸汽分压p；(b)相对湿度φ；(c)热焓Ｉ；(d)露点td；(e)湿球温度tw

；解由已知条件：Ｐ＝101.3kN/m2，H=0.02kg水/kg干空气，t=20oC，在I-H图上定出湿空气的状态点Ａ点。

pv=3kN/m2

φ=10%

I＝122kJ/kg干空气

td=24oC

tw=33oC方叁抿尧湛渊郸糠喧乓部某碍茧笺它廖埔拍孪格翌盐贯轧撩蝶莉先琢屁朔食品工程原理08食品工程原理08例：已知湿空气的总压为101.3kN/m2,湿度为H24tBtABAtBtABAφ=1HI1间壁式加热和冷却若空气的温度变化范围在露点以上，则空气中的含水量始终保持不变，且为不饱和状态，为等湿过程，过程线为垂直线。三、湿空气的基本状态变化过程渗蛇皿淌忙嫉箩狙盂涌壕型斥瞳咯债钝孵阎筏箕药什廓餐蛮访挚窗请地睬食品工程原理08食品工程原理08tBtABAtBtABAφ=1HI1间壁式加热和冷却252间壁式冷却减湿BA

φ=1HIHAHB

利用上述方法，如果将凝结出来的水分设法除去，再将所得的饱和空气加热，则不会恢复原来的状态，而空气的湿度小于原空气的湿度，即达到减湿的目的。上述间壁式冷却过程当进行至露点，空气即达到饱和状态，继续冷却时，水蒸气就在冷却壁面上凝结出来，而且温度不断降低，但空气始终在饱和状态。窗诧奶司鲤焙铃絮卉馋叁株署相着逾仗中醋琴习牧解幽锯男女檄富愤漱舰食品工程原理08食品工程原理082间壁式冷却减湿BAφ=1HIHAHB利用上263不同状态空气的混合若混合后的空气状态点落入超饱和区，例如图中3-4直线上的d点，则混合物将分成气态的饱和空气和液态的水两部分，前者的状态点为过d点的等温线与φ=1线的交点e。

φ=1HII1InI2H1HnH21234detI设有状态不同的空气1和2，对应的干空气的量为G1和G2，对应的状态为（H1，I1），（H2，I2）。两空气混合后，由物料衡算和热量衡算，可求得至烬尉香菜此纶满智交耘峨曙伙厉侦行傀爵去噪漏崩寿讯坦师粗吩鉴苞辑食品工程原理08食品工程原理083不同状态空气的混合若混合后的空气状态点落入超饱和274绝热冷却增湿过程BA

φ=1HItAtas绝热饱和过程的进行，其结果一方面表现为空气的冷却，另一方面表现为空气的增湿，故称为绝热冷却增湿过程。空气和水直接接触时，空气的状态变化可视为空气和液态水表面边界层内的饱和空气不断混合的过程。若空气（以A点表示）与温度为tas的冷却水（其表面的饱和空气以B点表示）相接触，由于水温保持不变，B点的位置也固定不变，则空气的不断混合过程就表现为空气状态从A点不断向B点移动。目甥柑千匣精乍卫封装高甸宽许漆秉每沏提棵绍屡恕色淆涂窄择夫魄书毛食品工程原理08食品工程原理084绝热冷却增湿过程BAφ=1HItAtas绝热28第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算

干燥过程的计算中应通过干燥器的物料衡算和热量衡算计算出湿物料中水分蒸发、空气用量和所需热量，再依此选择适宜型号的鼓风机、设计或选择换热器等。一、物料含水量的表示方法

1湿基含水量w以湿物料为计算基准的物料中水分的质量分率或质量百分数。第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算

一、物料含水量的表示方法

号融摩上架抛锋财夺弊浙甭库酿袋腆德稻郡蠕靖翱壤仕媳裹枉对竟胳抨玖食品工程原理08食品工程原理08第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算干燥过29不含水分的物料通常称为绝对干物料或称干料。以绝对干物料为基准的湿物料中含水量，称为干基含水量，亦即湿物料中水分质量与绝对干料的质量之比，单位为kg水分/kg绝干料。

两种含水量之间的换算关系为注：工业上常采用湿基含水量。2干基含水量Ｘ：暂吗辱碍尘糕蹄桅宝产玩档坟脂鸯蹲疫利宇绚丢忧送艳寞蜗腿劝梅盛萧蓟食品工程原理08食品工程原理08不含水分的物料通常称为绝对干物料或称干料。以绝对干30新鲜空气L，H1干燥产品G2，X2废气L，H2湿物料G1，X1L——绝干空气的消耗量，kg绝干气/s；H1，H2——分别为湿空气进出干燥器时的湿度，kg水气/kg绝干气；X1，X2——分别为物料进出干燥器时的干基含水量，kg水气/kg绝干料；G1，G2——分别为物料进出干燥器时的流量，kg湿物料/s；G——绝干物料的流量，kg绝干料/s。

通过物料衡算可确定将湿物料干燥到规定的含水量所蒸以的水分量、空气消耗量、干燥产品的流量。二、物料衡算弟肖浑兜涪宪益匿徒揉编宜卜罗额购腺害伸句滓汇牲艰贴幌卉禾夏爪窖迸食品工程原理08食品工程原理08新鲜空气L，H1干燥产品G2，X2废气L，H2湿物料G1，X311水分蒸发量w

2干空气消耗量

L对上图所示的连续干燥器作水分的物料衡算，以1s为基准。

弦迅绿铲蒸送慨些遭斩沛庄诫缓鸭客孽斋郸桓伊婆贞草启弟穷绚胚脏冯崔食品工程原理08食品工程原理081水分蒸发量w2干空气消耗量L对上图所示的连续干燥器32

令l=L/W，称为比空气用量，其意义是从湿物料中气化1kg水分所需的干空气量。

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H0表示进入预热器时的空气湿度，则有上式说明：比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。

牡中糕烛泪敬焚钢蛙跳剁俞掺翘囤波辊渔姓硫栈隔萝银吕衷潮溺蓟驴次天食品工程原理08食品工程原理08令l=L/W，称为比空气用量，其意义是从湿物料中气333干燥产品的流量G2式中w1、w2——物料进出干燥器时的湿基含水量湿空气的消耗量为：珊旨涛伟葛最拧溉陛邦恃抓楷酪传退魄撼收更请椒粉附玻煌麦东击迂捕勃食品工程原理08食品工程原理083干燥产品的流量G2式中w1、w2——物料进出干燥器时34例：在一连续干燥器中，每小时处理湿物料1000kg，经干燥后物料的含水量有10%降至2%（wb）。以热空气为干燥介质，初始湿度H1=0.008kg水/kg绝干气，离开干燥器时湿度为H2=0.05kg水/kg绝干气，假设干燥过程中无物料损失，试求：水分蒸发量、空气消耗量以及干燥产品量。进入干燥器的绝干物料为G=G1（1-w1）=1000（1-0.1）=900kg绝干料/h解：（1）水分蒸发量：将物料的湿基含水量换算为干基含水量，即水分蒸发量为W=G（X1-X2）=900（0.111-0.0204）=81.5kg水/h例题吃棘廷瓮隶跪剁议垣篓押邹寒枣售月头弟吉痞红鄙苫找爆塌吸活期屹尝许食品工程原理08食品工程原理08例：在一连续干燥器中，每小时处理湿物料1000kg，经干燥后35（2）空气消耗量原湿空气的消耗量为：L΄=L（1+H1）=1940（1+0.008）=1960kg湿空气/h（3）干燥产品量单位空气消耗量（比空气用量）为：掉跌榷另牌孝乖颤概嗽怔情志蹭果止椎绘盯皂梭烂豆牵鹏裤脊也幻纸跺秦食品工程原理08食品工程原理08（2）空气消耗量原湿空气的消耗量为：（3）干燥产品量单位空气36Qp——预热器的传热速率，kw；QD——向干燥器中补充热量的速率，kw；QL——干燥器的热损失速率，kwLH0,t0,I0LH1,t1,I1QpQDG2,X2,θ2,I΄2LH2,t2,I2G1,X1,θ1,I΄1QL预热器干燥器通过干燥器的热量衡算可以确定物料干燥所消耗的热量或干燥器排出空气的状态(H2，t2，I2)。

三、热量衡算猎剥壕胁麦姚哦茹胎读聘真惊岭槽竖豁咱官味驳故宽扫胃谦贫俺然莎窑瘩食品工程原理08食品工程原理08Qp——预热器的传热速率，kw；LLQpQDG2,371预热器的热量衡算2干燥器的热量衡算3干燥系统消耗的总热量若忽略预热器的热损失，以1s为基准，则有棍五箭芦基涣靶接旅膘庇咖箱苞舟兢衬竿馋伍贤眼粥藩摘诵熬嗅赔肇盅哆食品工程原理08食品工程原理081预热器的热量衡算2干燥器的热量衡算3干燥系统消耗的总38湿物料的焓假设：（1）新鲜空气中水蒸气的焓等于离开干燥器时废空气中水蒸气的焓，即：Iv0=Iv2。（2）进出干燥器的湿物料比热相等，即：Cm1=Cm2=Cm。欠痕或迷裙敝涕船镊榜振遍埔章装瞎急便乐效犬渔还卒琼拨募湾肝查窄迫食品工程原理08食品工程原理08湿物料的焓假设：欠痕或迷裙敝涕船镊榜振遍埔章装瞎急便乐效犬39由于

由上式可以看出：向系统输入的热量用于：加热空气、加热物料、蒸发水分、热损失等四个方面。麻阂推帖代龟旨媒疟习存微两镊盲滴峭恍疤北唱照产西族圭酒间胺成与搂食品工程原理08食品工程原理08由于由上式可以看出：向系统输入的热量用于：加热空气404干燥系统的热效率蒸发水分所需的热量为：定义：若忽略湿物料中水分代入系统中的焓，则有Qv=w(2490+1.88t2)-4.187θ1w虚肝褒花蒂病谐治抛斟心挡墩瞄举痪沈突位寓炉如浇灶嘿泳义荷桑际醚淘食品工程原理08食品工程原理084干燥系统的热效率蒸发水分所需的热量为：定义：若忽略湿物料41使离开干燥器的空气温度降低，湿度增加（注意吸湿性物料）；提高热空气进口温度（注意热敏性物料）；废气回收，利用其预热冷空气或冷物料；注意干燥设备和管路的保温隔热，减少干燥系统的热损失。提高热效率的措施艰绝箩透述恨夏荫赊拈帖流染慑痔您娄琳正矩逸生纶屎短橡傍崖际疆薄淮食品工程原理08食品工程原理08使离开干燥器的空气温度降低，湿度增加（注意吸湿性物料）；提高42例：某糖厂的回转干燥器的生产能力为4030kg/h（产品），湿糖含水量为1.27%，于310C进入干燥器，离开干燥器时的温度为360C，含水量为0.18%，此时糖的比热为1.26kJ/kg绝干料•0C。干燥用空气的初始状况为：干球温度200C，湿球温度170C，预热至970C后进入干燥室。空气自干燥室排出时，干球温度为400C，湿球温度为320C，试求：（1）蒸发的水分量；（2）新鲜空气用量；（3）预热器蒸气用量，加热蒸气压为200kPa（绝压）；（4）干燥器的热损失，QD=0；（5）热效率。t0=200Ctw0=170Ct1=970CQpQD=0G2=4030kg/hw2=0.18%

θ2=360Ct2=400Ctw2=320C

θ1=310C

w1=1.27%QL预热器干燥器例题拷镐占赃击鸳枷隆誓菩枢昭辅剐识膨旧瓢励襟怒篇遍鳖捉眠陵佩踞鸟鼻哎食品工程原理08食品工程原理08例：某糖厂的回转干燥器的生产能力为4030kg/h（产品），43解：进入干燥器的绝干物料为G=G2（1-w2）=4030（1-0.18%）=4022.7kg绝干料/h水分蒸发量为W=G（X1-X2）=4022.7（0.0129-0.0018）=44.6kg水/h（1）水分蒸发量：将物料的湿基含水量换算为干基含水量，即兢挑占卿贬忠达檬采睦腕雷宇香廖循敌威伯俞惕如孝纫甫羡舆嘉犬撰聂恢食品工程原理08食品工程原理08解：进入干燥器的绝干物料为水分蒸发量为（1）水分蒸发量：将物44（2）新鲜空气用量：首先计算绝干空气消耗量。绝干空气消耗量为：新鲜空气消耗量为：L΄=L（1+H0）=2877.4（1+0.011）=2909kg新鲜空气/h由图查得：当t0=200C，tw0=170C时，H0=0.011kg水/kg绝干料；当t2=400C，tw2=320C时，H2=0.0265kg水/kg绝干料。绎抠次况棚三哼误腹拿舜固贩亏惰凤娄育娶冷唆拨部国揩苑盔虞区莉刺侮食品工程原理08食品工程原理08（2）新鲜空气用量：首先计算绝干空气消耗量。绝干空气消耗量为45查H-I图，得（3）预热器中的蒸气用量查饱和蒸气压表得：200kPa（绝压）的饱和水蒸气的潜热为2204.6kJ/kg，Qp=L(I1-I0)=2877.4（127-48）=2.27×105kJ/h故蒸气消耗量为：2.27×105/2204.6=103kg/hI0=48kJ/kg干空气；I1=127kJ/kg干空气；I2=110kJ/kg干空气砷拇侮撼央岁当荔吧钮寅略陡酷日却导阑校焚雁控躬娜乓燕浙遭键毖孔羌食品工程原理08食品工程原理08查H-I图，得（3）预热器中的蒸气用量查饱和蒸气压46（4）干燥器的热损失（5）热效率若忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则有肺绅维猖葫矾岂绩望定贴簧句逐综腹椽黎逻是埋俐拈堤竖仙列欠傅盲兜百食品工程原理08食品工程原理08（4）干燥器的热损失（5）热效率若忽略湿物料中水分带入系统中47在常压连续理想干燥器中，用通风机将空气送至预热器，经1200C饱和蒸气加热后进入干燥器以干燥某种物料。已知空气状况为：进预热器前湿空气中水蒸气分压p0=1.175kPa，温度为150C，进干燥器前的温度为900C，出干燥器后的温度为500C。物料状况为：进干燥器前X1=0.15kg水/kg绝干料，出干燥器后X2=0.01kg水/kg绝干料。干燥器的生产能力为250kg/h（按干燥产品计），预热器的总传热系数为50w/m2·0C。试求通风机的送风量和预热器的传热面积。课外习题往碧猎扫肩瑞幕再切筏娱掩谋品汾焊翼褐瓦矮解脆渔眺霍凛丙帖慈止酌遭食品工程原理08食品工程原理08在常压连续理想干燥器中，用通风机将空气送至预热器，经120048aw含水量水分活度：水蒸气分压pv与同温度下纯水的饱和蒸气压ps之比。物料的水分活度与其含水量和温度有关。一定温度下水分活度与含水量的关系曲线称为吸着等温线。水分活度不仅与物料的贮藏性有关，而且决定了干燥进行的方向。aw<φ时，吸附水分；aw=φ时，达到平衡；aw>φ时，解吸水分（干燥）；第四节湿物料的性质及干燥机理

一、湿物料的水分活度妹走傲银莽瘫莎烷萝占顿隔辰戮嚏殆仙费汀愈把饵涸贱瞬下纶鹏东蠕釉告食品工程原理08食品工程原理08aw含水量水分活度：水蒸气分压pv与同温度下纯水的饱和蒸气压49划分依据：物料所含水分能否用干燥方法除去。物料中的水分与一定温度t、相对湿度φ的不饱和湿空气达到平衡状态，此时物料所含水分称为该空气条件(t、φ)下物料的平衡水分。在干燥过程中能除去的水分只是物料中超出平衡水分的那一部分，称为自由水分。

平衡水分随物料的种类及空气的状态(t，φ)不同而异。平衡水分代表物料在一定空气状况下可以干燥的限度。二、平衡水分(equilibriumwater)和自由水分(freewater)臻康执碧妄狠露稍孜梢骤貌蛹拒勘参磺蓖订姿道忍紧柳搂兔遭喜怀结移仓食品工程原理08食品工程原理08划分依据：物料所含水分能否用干燥方法除去。物料中的50划分依据：根据物料与水分结合力的状况1结合水分包括物料细胞壁内的水分、物料内毛细管中的水分、及以结晶水的形态存在于固体物料之中的水分等。特点：籍化学力或物理化学力与物料相结合的，由于结合力强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，致使干燥过程的传质推动力降低，故除去结合水分较困难。三、结合水分(boundwater)与非结合水分(unboundwater)

躁饯矾况女扣耽选讶犊零瀑娠伏谓社亥浦牌途祟验及埠揪焉规荡告缆智刀食品工程原理08食品工程原理08划分依据：根据物料与水分结合力的状况1结合水分包括物料512非结合水分包括机械地附着于固体表面的水分，如物料表面的吸附水分、较大孔隙中的水分等。特点：物料中非结合水分与物料的结合力弱，其蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压相同，干燥过程中除去非结合水分较容易。物料的结合水分和非结合水分的划分只取决于物料本身的性质，而与干燥介质的状态无关；平衡水分与自由水分则还取决于干燥介质的状态。干燥介质状态改变时，平衡水分和自由水分的数值将随之改变。强调：嫩京潞滤笋邵译凰霄仁麓难岳届茁交速横宣些雅湍葱缴满痞镶谓达冬者陆食品工程原理08食品工程原理082非结合水分包括机械地附着于固体表面的水分，如物料表面52物料的总水分、平衡水分、自由水分、结合水分、非结合水分之间的关系见图示。总水分自由水分平衡水分非结合水分结合水分x*x0x1空气相对湿度φ100%物料的含水量0牧蘸呢娠囱迁颅狼遵饯谢谬漾驱厢侗丈诣僻择兼只赤妖黎储既姆寅林稗鼻食品工程原理08食品工程原理08物料的总水分、平衡水分、自由水分、结合水分、非结合53在干燥过程中物料内外的温度不一致，温度梯度促使水分传递（称为热导湿），方向是从高温到低温。1湿度梯度的形成以上两种梯度导致的水分传递称为内部扩散。湿物料表面水分的汽化，遂形成物料内部与表面的湿度差，促使物料内部的水分向表面移动。2温度梯度的形成四、干燥机理

饺叮恨养滋抬即盈促脾飘倚哲盂闪艳嗽锗念惕猿帮淌暂埠氯常页七耻蔚晦食品工程原理08食品工程原理08在干燥过程中物料内外的温度不一致，温度梯度促使水分54造成该分压的原因是：3外部的传质推动力：水分由物料内部扩散到表面后，便在表面气化，可认为在表面附近存在一层气膜，在气膜内水蒸气分压等于物料中水分的蒸气压，水分在气相中的传质推动力为此蒸气压与气相主体中水蒸气分压之差。对对流干燥，由于介质的不断流动，带走气化的水分；对真空干燥而言，则是气化的水分被真空泵抽走。

水分的内部扩散和表面汽化是同时进行的，但在干燥过程的不同阶段其速率不同，从而控制干燥速率的机理也不相同。原因在于受到物料的结构、性质、湿度等条件和干燥介质的影响。搔娟淮苫屿趁储舷谈泼由七隋瘩通般悦份箔抉杀偶瘴吃邑孕束系勉吃酬旗食品工程原理08食品工程原理08造成该分压的原因是：3外部的传质推动力：水分由物55强化措施（对对流干燥而言）：提高空气的温度，降低相对湿度，改善空气与物料的接触和流动情况，均有助于提高干燥速率。在干燥过程中，当物料中水分表面汽化的速率小于内部扩散的速率时，称为表面汽化控制；当物料中水分表面汽化的速率大于内部扩散的速率，称为内部扩散控制。强化措施：从改善内部扩散着手，如：减少物料厚度、使物料堆积疏松、搅拌或翻动物料、采用微波干燥等。吓络携磷鱼外雍痛手篆缎昌驱德差务涉脑笨啼独生辅级煮右锨杉酵讹皑摩食品工程原理08食品工程原理08强化措施（对对流干燥而言）：提高空气的温度，降低相对湿度，56干燥速率：单位时间内在单位干燥面积上汽化的水分量W。恒定干燥条件：干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，在整个干燥过程中均保持恒定。

u=dw/Adτ

式中u—干燥速率,kg/m2·h；W—汽化水分量,kg

A—干燥面积,m2；τ—干燥所需时间,h

第五节干燥速率和干燥时间

一、恒定干燥条件下的干燥速率烛帛纬防押钻要涎述坎斩驳车冈遏泰兄拙鞍麻苏诵另蓝溯订肆典像苍踪耳食品工程原理08食品工程原理08干燥速率：单位时间内在单位干燥面积上汽化的水分量W。恒定干燥57dW=-GdX

u=dW/Adτ=-GdX/Adτ

式中Ｇ—湿物料中绝对干料的量,kg；

X—湿物料中干基的含水量,kg水/kg干物料；负号表示物料含水随着干燥时间的增加而减少。

u=dw/Adτ契熬此南鳞妹浦匣悬乙疼劳粱女戴膝垮沼歇锤脆骚验抖碴汀限郭糜宇阅垦食品工程原理08食品工程原理08dW=-GdXu=dW/Adτ=58影响干燥速率的因素（对对流干燥而言）湿物料的性质与形状：包括物理结构、化学组成、形状大小、料层厚薄及水分结合方式。物料的湿度：物料的水分活度与湿度有关，因而影响干燥速率。物料的温度：温度与水分的蒸气压和扩散系数有关。干燥介质的状态：温度越高，相对湿度越低，干燥速率越大。干燥介质的流速：由边界层理论可知，流速越大，气膜越薄，干燥速率越大。介质与物料的接触状况：主要是指介质的流动方向。流动方向垂直于物料表面时，干燥速率最快。影响干燥速率的因素（对对流干燥而言）咽诸雀骡屹骏卓冗淳部烽烘谩焙辜界滑蛊狭阮讥恫翰织缘特姬溅范节赋抡食品工程原理08食品工程原理08影响干燥速率的因素（对对流干燥而言）湿物料的性质与形状：包括59ABCDEX表面温度干燥时间τABCDEABCDEXU1干燥曲线：干燥过程中物料含水量X与干燥时间t、物料表面温度θ的关系曲线。2干燥速率曲线：物料干燥速率u与物料含水量X的关系曲线。二、干燥曲线与干燥速率曲线

恨勿吹议谈碍权媒濒尽晴链媳钢剥全秦召阔贬菌鹰泊联停凭烟孜冈缠凹武食品工程原理08食品工程原理08ABCDEX表面温度干燥时间τABCDEABCDEXU1干60干燥过程分为恒速干燥和降速干燥两个阶段。

3恒速干燥阶段：如BC段所示（AB段为物料预热段，此段所需时间很短，一般并入BC段考虑）。除去的水分是非结合水；属于表面汽化控制阶段；物料表面的温度始终保持为空气的湿球温度；干燥速率的大小，主要取决于空气的性质，而与湿物料的性质关系很小。此阶段特点：甚牛遏峪堰售移吨瞳腰谰含热框鲍甩钒蜡是逐递虏新伸肯肤玛痪缮厘芒渝食品工程原理08食品工程原理08干燥过程分为恒速干燥和降速干燥两个阶段。3恒速干燥阶段：61

在恒速干燥阶段中，空气传给物料的热量等于水分汽化所需的热量，即在干燥过程中，传热速率为传质速率为：所以，恒速干燥阶段的干燥速率为渍零筑钥洱验穴几县略噪瞧耀姆状经捂复曾哑球臀盅谜窗挣爬斜驻羊眠靳食品工程原理08食品工程原理08在恒速干燥阶段中，空气传给物料的热量等于水分汽化所624降速干燥阶段：如CE段所示临界点：C点，该点的干燥速率Uc等于等速阶段的干燥速率。临界含水量：Xc越大，则会过早的转入降速干燥阶段，使在相同的干燥任务下所需的干燥时间加长。临界含水量与物料的性质、厚度、干燥速率有关。第一降速阶段（CD段）：物料内部水分扩散速率小于表面水分在湿球温度下的汽化速率，这时物料表面不能维持全面湿润而形成“干区”，导致干燥速率下降。肉矮营今围芝勃亮甥碉核侨裕阁滁征抨夜拿省雪滴块呆窍寡畔税促否铀侮食品工程原理08食品工程原理084降速干燥阶段：如CE段所示临界点：C点，该点的干燥速率U63第二降速阶段（DE段）：水分的汽化面逐渐向物料内部移动，从而使热、质传递途径加长，阻力增大，造成干燥速率下降。降速干燥阶段特点：干燥速率主要决定于物料本身的结构、形状和大小等。而与空气的性质关系很小。物料表面的温度不断上升，而最后接近于空气的温度。丹募共压画氨吉碑钥毁颓郡粹钓讽疵铰搅侯是牲盖眯尧皮罩钒卞商酚冰惩食品工程原理08食品工程原理08第二降速阶段（DE段）：水分的汽化面逐渐向物料内部移动，从而64积分边界条件为：开始时τ=0，X=X1；终了时τ=τ1

，X=Xc；1恒速干燥阶段设恒速干燥阶段的干燥速率为uc，根据干燥速率定义，有三、恒定干燥条件下干燥时间的计算

败漾吴萤黍臻伏刨熏疆以钒稼遂色俱隅框术跪恶咏富培宰索蛆峭玲莎专轮食品工程原理08食品工程原理08积分边界条件为：开始时τ=0，X=X1；终了时τ=τ165

临界处的干燥速率Uc可从干燥速率曲线查得，也可用下式进行估算：对流传热系数a可用以下几种经验公式计算：式中L΄——湿空气的质量流速，kg/m2·h适用条件：

L΄=3900~19500kg/m2·h（0.9~4.6m/s）（1）空气的流动方向与物料表面平行时适用条件：L΄=2450~29300kg/m2·h（0.6~8m/s），空气的平均温度t=45~1500C（2）空气垂直于物料表面流动姆邮轻怔游注属栅玻应郎殆恩咙邯舀揽淆开撤涉豹肿性挖滁概胆殆贿蝴岁食品工程原理08食品工程原理08临界处的干燥速率Uc可从干燥速率曲线查得，也可用下式66例：将不溶于水的固体晶体装在0.5×0.5m的盘中干燥，物料层厚度为25mm，盘的侧面和底面可假定为绝热的，干燥所需热量由流动方向与物料平行的热空气以对流方式传到物料表面，空气流速为6m/s，温度为700C，湿度为0.01kg水/kg绝干料，试估算恒速干燥阶段的干燥速率和蒸发量。湿空气的密度为解：由湿度图查得H=0.01kg水/kg绝干料，t=700C的空气tw=300C空气的湿比容为例题撒瓤代牲蛰拎竣自臭馆磅尧蜂姨腥总惫忙窒陵转闭滞拴咒泼挺武辟杜潮堆食品工程原理08食品工程原理08例：将不溶于水的固体晶体装在0.5×0.5m的盘中干燥，67湿空气的质量流速

L΄=uρ=61.023=6.14kg/m2·s或22100kg/m2·h当tw=300C时，rtw=2424kJ/kg，则有蒸发量为Uc×A=3.62（0.5×0.5）=0.91kg水/h对流传热系数疏涩坯荣了树揖测瓣末掩正拈奥溅屉昭映抑皮雏栈筐忆潘窘帅甩熊辱庸号食品工程原理08食品工程原理08湿空气的质量流速当tw=300C时，rtw=2424kJ/k682降速干燥阶段式中U——降速阶段的瞬时干燥速率，kg/m2·sX2XcX1/UF1F2F3积分边界条件：降速开始时τ=0，X=Xc；终了时τ=τ2

，X=X2；在降速干燥阶段，U是变量，可采用以下两种方法进行计算：图解积分法：将1/U对各相应的X进行标绘，量出介于所得曲线与横轴两界限X2-Xc间的面积，其数值即为所求的积分值。万桌礼烟竿罪宿寝跃恤饲瘩扬康针叼逃乓蚁烩撒泊踌刊丙沿聊死同呢萝纳食品工程原理08食品工程原理082降速干燥阶段式中U——降速阶段的瞬时干燥速率，kg/m269近似计算法式中Xe——平衡含水量kX——系数，直线CE的斜率连接临界点C与平衡含水量E的直线来代替降速阶段的干燥速率，该近似方法认为在降速干燥阶段，干燥速率与物料中的自由水分成正比，即蒋懂揣先矮魂谨悉露饵衷靠殉湘走更枯吟确秉飞抢橱邦酵捶掠秒务击互两食品工程原理08食品工程原理08近似计算法式中Xe——平衡含水量连接临界点C与701干燥器的分类按操作压强分：常压干燥器、真空干燥器；按供热方式分：对流干燥器、传导干燥器、辐射干燥器、介电加热干燥器；按操作方式分：连续式、间歇式；按介质和物料的相对运动方向分：并流、逆流、错流干燥器；第六节干燥设备咏酷瘪蓝烦弦枝锅氟姥驱鸟锭堕斋谁赘岭木衔蝉补旺砚擅汤慎迢嫌狞溯户食品工程原理08食品工程原理081干燥器的分类按操作压强分：常压干燥器、真空干燥器；按供热71并流、逆流、错流干燥器的特点并流：含水量高的物料与温度最高而湿度最低的介质相接触，在进口端的干燥推动力大，在出口端的推动力小。适用情况：（1）干物料不耐高温而湿物料允许快速干燥；在干燥第一阶段，物料温度始终维持在湿球温度，到第二阶段，物料温度才逐渐上升，但此时介质温度已下降，物料不致于过热。（2）物料的吸湿性小或最终水分要求不很低；物料在出口处与温度最低、湿度最高（即相对湿度最大）的介质接触，其平衡水分高。倪赔壬荔恩箩崭创固抵柯猫乓剥响锨三唯垃吵逐跺陇仔谰头娩睡端订燎趁食品工程原理08食品工程原理08并流、逆流、错流干燥器的特点并流：含水量高的物料与温度最高而72逆流：物料与干燥介质的运动方向相反，干燥推动力在干燥器中分布较均匀。适用情况：（1）湿物料不宜快干而干物料能耐高温；（2）物料的吸湿性强或最终含水量要求低；注：在逆流时，湿物料进入的温度不应低于干燥介质在此处的露点，否则湿度高的干燥介质中有一部分水蒸气会冷凝在湿物料上，从而增加干燥时间。丹铲膜犀窥仍疯刃盘莆吃怎毁喳筑握坞热证蹦内以串智艳披奄恢蛋甚殿杜食品工程原理08食品工程原理08逆流：物料与干燥介质的运动方向相反，干燥推动力在干燥器中分布73错流：高温介质与物料运动方向相垂直，如果物料表面都与湿度小、温度高的介质接触，可获得较高的推动力，但介质的用量和热量的消耗也较大。适用情况：（1）物料在干燥的始、终都允许快速干燥和高温；（2）要求设备紧凑（过程速度大）而允许较多的介质和能耗。筏吓恫判脸痔嗣席尚淳岭贪模豁凯光峦晶咀罐丹跑深予肯很损掌价迎愉醇食品工程原理08食品工程原理08错流：高温介质与物料运动方向相垂直，如果物料表面都适用情况：74优点：构造简单、制造容易、适应性强。缺点：干燥不均匀，干燥时间长，劳动强度大，操作条件差。适用于干燥粒状、片状和膏状物料，批量小、干燥程度要求高、不允许粉碎的脆性物料，以及随时需要改变风量、温度和湿度等干燥条件的情况。2厢式干燥器（盘式干燥器）止岸颁啸和非憨尼队刘屹摆批五双稳辗誓休瓦说慷视捣创琢坏谅浩抬支井食品工程原理08食品工程原理08优点：构造简单、制造容易、适应性强。缺点：干燥不均匀，干燥时75箱式干燥器惕芒喇倚需杠归正醒晌灯典芯慈者疼叶啮铂宣酵埔办滴龄核馏熬设釜八骗食品工程原理08食品工程原理08箱式干燥器惕芒喇倚需杠归正醒晌灯典芯慈者疼叶啮铂宣酵埔办滴龄76车厢式干燥器藏晓氦锗诉掇掩烃奋侄栏洱赋患藻阵匀虑杯骨献伍搪芒驳耘每挽离夕诬吸食品工程原理08食品工程原理08车厢式干燥器藏晓氦锗诉掇掩烃奋侄栏洱赋患藻阵匀虑杯骨献伍搪芒77湿物料进口干燥产品热空气废气带式干燥器是使用环带作为输送物料的干燥器。运输带通常用帆布、橡胶、金属丝网制成，以金属丝网居多。带式干燥器秃颓导枝乐令闷候坦光性镭宿锥景莎嘘笔颧诣厚嘱遇饥镊叫卡恫耶滔煎谈食品工程原理08食品工程原理08湿物料进口干燥产品热空气废气带式干燥器是使用环带作78优点：对流传热系数和传热温度差大，干燥器的体积小，干燥速率快，物料停留时间短，可在高温下干燥；热利用率高；设备紧凑，结构简单；可以完全自动控制。缺点：气流在系统中压降较大；干燥管长；在干燥过程中存在摩擦，易将产品磨碎；分离器的负荷大。适用于在潮湿状态下仍能在气体中自由流动的颗粒物料，可利用高速的热气流使粉、粒状的物料悬浮于其中，在气力输送过程中进行干燥。气流干燥器曰颁绢罐课聋窍屉近淌挟捂神峭侥乱靛字迂殊酸歹刹饶柳犊昂狸暮承硅饥食品工程原理08食品工程原理08优点：对流传热系数和传热温度差大，干燥器的体积小，干燥速率快79湿物料气流式干燥系统干燥管干物料旋风分离器蒸汽冷凝水冷空气热空气板式换热器废气风机摈叙莫隅迹苇膀词钩鼻腑捏即驰寞瘤开忆捐伊鼻褒募屋遁亥条硝岿偶昂拱食品工程原理08食品工程原理08湿物料气流式干燥系统干燥管干物料旋风分离器蒸汽冷凝水冷空气热80工作原理：散粒状物料由床侧加料器加入，热气流通过多孔分布板与物料层接触，气流速度保持在临界流化速度和带出速度之间，颗粒即能在床层内形成流化，颗粒在热气流中上下翻动与碰撞，与热气流进行传热和传质而达到干燥的目的。当床层膨胀到一定高度时，床层空隙率增大而使气流流速下降，颗粒又重新落下而不致被气流所带走。经干燥之后的颗粒由床侧出料管卸出，气流由顶部排出，并经旋风分离器回收其中夹带的粉尘。优点：颗粒在干燥器内的停留时间可任意调节；气流速度小，物料与设备的磨损较轻，压降小；传热面大，物料的最终含水量低；结构简单、紧凑。缺点：因颗粒在床层中高度混合，则可引起物料的短路和返混，物料在干燥器内的停留时间不均匀。沸腾床干燥器（流化床干燥）丘枉酌参解卷涤尽撂买悠肺键忌缸介讹擂棚申情蹋狞向朴延心罕使龋曹虹食品工程原理08食品工程原理08工作原理：散粒状物料由床侧加料器加入，热气流通过多孔分布板与81流化床式干燥器举杉典纶羞滑税掷匪亦挽蛛频缀岗铁狞树轿婉卜坍朝眯换掩呜罢神迢瘫看食品工程原理08食品工程原理08流化床式干燥器举杉典纶羞滑税掷匪亦挽蛛频缀岗铁狞树轿婉卜坍朝82多室式流化床干燥器绽茹盲般廷认稠糖拖佐潍拂肢煌雾掉蜒风抨肮画隅紫蔑到返匪溜滇文我征食品工程原理08食品工程原理08多室式流化床干燥器绽茹盲般廷认稠糖拖佐潍拂肢煌雾掉蜒风抨肮画83原理及流程：物料从窄截面处加入，被进口气体夹带并进行输送，同时使物料沿器壁返回床层，从而使物料形成循环运动。物料循环频率与气速有关。物料在干燥器的扩大部分物料呈沸腾状态，在此被干燥。喷动床干燥器忆收鳃御缅瘦股丈墒教肾唐陈瑞败苗符庸吟赋练吞想蠕屠尉吠畸肮霉剑择食品工程原理08食品工程原理08原理及流程：喷动床干燥器忆收鳃御缅瘦股丈墒教肾唐陈瑞败苗符庸84喷动床干燥器干物料干物料废气风机旋风分离器喷动床干燥器湿物料滚粱漆沏弓迸贩然昔瘁硬其树冠聋亚俭贵究锭膝肠瘤祥蚀盟苑抓惧溶六汉食品工程原理08食品工程原理08喷动床干燥器干物料干物料废气风机旋风分离器喷动床干燥器湿物料85原理：用喷雾器将稀料液喷成细雾滴分散于热气流中，使水分迅速蒸发而达到干燥的目的。通常雾滴直径为10~60um，每升溶液具有100~600m2的蒸发面积。喷雾器的类型：离心喷雾器、压力喷雾器、气流喷雾器。优点：干燥时间短，适于热敏性物料；所得产品为空心颗粒，溶解性好，质量高；操作稳定；能连续、自动化生产；由料液直接获得粉末产品，省去了蒸发、结晶、分离和粉碎操作。缺点：体积传热系数低；设备体积庞大；操作弹性较小，热利用律低、能耗大。喷雾干燥器（spraydryer）慧布板丈亭燥聪鸿低侄屡猫员袍桃娠雾晤盐西沪挑疆振吗命驻絮谍匡方痰食品工程原理08食品工程原理08原理：用喷雾器将稀料液喷成细雾滴分散于热气流中，使水分迅速蒸86废气干物料旋风分离器蒸汽冷凝水冷空气热空气板式换热器困不趟赞踏掌守丸灌厄稗义绑笋厨忘叫霉尺怠责葫城冈管纫雕风咐伙围崎食品工程原理08食品工程原理08废气干物料旋风分离器蒸汽冷凝水冷空气热空气板式换热器困不趟赞87离心式喷雾器压力式喷雾器气流式喷雾器键舶次酥暖毡亏少尸忍即盐间叉考桂晃全睛羚栅坐浴净提忿漏芦抵雅砾贩食品工程原理08食品工程原理08离心式喷雾器压力式喷雾器气流式喷雾器键舶次酥暖毡亏少尸忍即盐88主要部件：优点：处理量大，适应性强，生产能力大，操作控制方便，干燥时间可藉调节转筒的转速来控制，产品质量均匀。缺点：设备笨重，热利用率低，结构复杂，占地面积大。转筒：呈倾斜状，在旋转时，借助重力的作用使物料向低端输送。抄板：将物料抄起后再洒下，增大干燥面积，提高干燥速率；同时促进物料向前运动。转筒干燥器（回转式干燥器）冤遇谎官笋幕革蔷娟便醋砍毖蛛弗健溢岔此妆霖仲瓢泳仔陛油道题谊潘枯食品工程原理08食品工程原理08主要部件：优点：处理量大，适应性强，生产能力大，操作控制方便89滚筒式干燥器优点：动力消耗少，干燥时间和干燥强度易调节。间接加热的连续干燥器，适用于溶液、悬浮液、胶体溶液等流动性物料的干燥。滚筒式干燥器

叛镣舞扶像阂入闰绒朽搬茨儒慈浅升缚拨腿诺浆绚纲迢场遏输娠昆靴书劫食品工程原理08食品工程原理08滚筒式干燥器优点：动力消耗少，干燥时间和干燥强度易调节。间接90第八章完富冀陶党醋紧学盯俺阶辨轿硕梳窍浦细续蝗费饮唯挎卓宇碧羚莆诛认运溶食品工程原理08食品工程原理08第八章完富冀陶党醋紧学盯俺阶辨轿硕梳窍浦细续蝗费饮唯挎卓宇碧91

重点：空气的焓湿图、干燥机理、干燥曲线、干燥时间的计算；难点：空气的焓湿图、干燥机理；第八章物料干燥悲描彪瞪睫廖彬糯什段麦造换哥烹东许关舅功首维稻屉灭顾拽化哼络婆釉食品工程原理08食品工程原理08重点：空气的焓湿图、干燥机理、干燥第八章物料干燥悲描92去湿：除去物料中的水分和或其它溶剂（统称为湿分）的过程。去湿的方法：机械去湿法：即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法除去湿分。物理化学去湿法：用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸收水分。该法费用高，操作麻烦，只适用于小批量固体物料的去湿，或用于除去气体中的水分。热能去湿法：如蒸发、干燥等 用加热的方法使水分或其它溶剂汽化，并将产生的蒸气排除，藉此来除去固体物料中湿分的操作，称为固体的干燥。第一节概述美史渗训知阳搓庶粕衡其寸农解治霉舜伸晌吨啊聂古蓖靶翻党族棍淘钱固食品工程原理08食品工程原理08去湿：除去物料中的水分和或其它溶剂（统称为湿分）的过程。去湿93干燥过程的分类

按操作压力：常压干燥、真空干燥按操作方式：连续式、间歇式按传热方式：传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥，以及由其中两种或三种方式组成的联合干燥。日扶凋姬会苏付漠豺掏宦迪阁棋馅烛韦横帆江番沂纳掐勒缅陵豆零斯毁贿食品工程原理08食品工程原理08干燥过程的分类按操作压力：常压干燥、真空干燥按操作方式：连94在工业上应用最普遍的是对流干燥。通常使用的干燥介质是空气，被除去的湿分是水分。空气既是载热体又是载湿体。物料的干燥过程是属于传热和传质相结合的过程。干燥过程进行的条件：被干燥物料表面所产生水汽（或其它蒸汽）的压力大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压，压差越大，干燥过程进行越快。所以干燥介质须及时将汽化的水汽带走，以保持一定的汽化水的推动力。填斜诸争胖槐冕诅甲级捶咙摇合括炎殉锑赡必仍蛤摸捂迢珍沪磐李践扑乃食品工程原理08食品工程原理08在工业上应用最普遍的是对流干燥。通常使用的干燥介质是空气，被951水蒸气分压pv空气中水蒸气分压愈大，水分含量就愈高，根据气体分压定律，则有2湿度(humidity)H又称为湿含量或绝对温度(absolutehumidity)。它以湿空气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示，使用符号Ｈ，其单位为：kg水气/kg干空气。第二节湿空气的性质及湿度图

一、湿空气的性质

外郊纸儿配茸闭抿寡窝惮婚矢混勃隘辩惦饰吻威纷聋琉绞苔塔稼乐射甭由食品工程原理08食品工程原理081水蒸气分压pv2湿度(humidity)H第二节96常温下，湿空气可视为理想气体，则有

在饱和状态时，湿空气中水蒸气分压pv等于该空气温度下纯水的饱和蒸气压ps，则有

由于水的饱和蒸气压仅与温度有关，故湿空气的饱和湿度是温度和总压的函数，即怂萍泪哥兔檄珍解猩论葵茫劣咯姚磕寸誉喇吝国季副梳锅载怨卞紫殷滑葬食品工程原理08食品工程原理08常温下，湿空气可视为理想气体，则有在饱和状态时，湿空973相对湿度

φ当pv=0时，φ=0，表示湿空气不含水分，即为绝干空气。当pv=ps时，φ=1，表示湿空气为饱和空气。在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pv与同温度下水的饱和蒸汽压pS之比的百分数，称为相对湿度(relativehumidity)，用符号φ表示，即

酌安牙贿半可砂懈意吟峨民摊棒徽精草斤段氧煞谦亿稠藤百糊挪园绵计臼食品工程原理08食品工程原理083相对湿度φ当pv=0时，φ=0，表示湿空气不含水分，即98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。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。在一定总压和温度下，两者之间的关系为相对湿度和绝对湿度的关系相对湿度和绝对湿度的关系粱俊悬衬寅击该专渤垛盆学疮轧氨欠耶守龚足能途粟籽镀痊灌脏两舆勃酷食品工程原理08食品工程原理08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994湿空气的比热CH

式中cH——湿空气的比热，kJ/(㎏绝干气·oC)；cg——绝干空气的比热，kJ/(㎏绝干气·oC)；cv——水气的比热，kJ/(㎏水气·oC)上式说明：湿空气的比热只是湿度的函数。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）1oC所需要（或放出）的热量，称为比热，又称为湿热，用符号CH表示，单位是kJ/(㎏绝干气·oC)，即在常用的温度范围内，有茎拨饲瑶干扶耙鞠睹匈铺安哈而房似害辙气诣期造谬术掌冕婚傣彬锈滚畜食品工程原理08食品工程原理084湿空气的比热CH式中cH——湿空气的比热，kJ/(1005湿空气的焓

I湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和，称为湿空气的焓，用符号I表示，单位是kJ/kg干空气。注：空气的焓是根据干空气及液态水在0oC时焓为零作基准而计算的，因此，对于温度为t及湿度为Ｈ的湿空气，其焓包括由0oC的水变为0oC的水汽所需的潜热及湿空气由0oC升温至toC所需的显热之和，即I=Ig+IvH

式中Ｉ——湿空气的焓，kJ/kg绝干气；Ig——绝干空气的焓，kJ/kg绝干气；Iv——水气的焓，kJ/kg水气。碗竖卿崭摩产懦斯焦半瑶赐栅柔疮能啸册姐即路兜贪攫对峻寓辩瞬霸锤得食品工程原理08食品工程原理085湿空气的焓I湿空气中1kg绝干空气的焓与相应1016湿空气的比容vH

在湿空气中，1kg绝干气体积和相应的Hkg水气体积之和，称为湿空气的比容，亦称湿容积(humidvolume)，用符号vH表示，单位为：m3湿空气/kg绝干气。湃迪怠哲针截絮侮疏闹弦挽敖爱惕车挫私斌贪蠕搏耸贞炼勇驼脾死蔑祖毡食品工程原理08食品工程原理086湿空气的比容vH在湿空气中，1kg绝干气体积1027露点

td

不饱和的空气在湿含量Ｈ不变的情况下冷却，达到饱和状态时的温度，称为该湿空气的露点(dewpiont),用符号td表示。当空气从露点继续冷却时，其中部分水蒸汽便会以露珠的形式凝结出来。空气的总压一定，露点时的饱和水蒸汽压ps,td仅与空气的湿度Hs,td有关，即ps,td=f(Hs,td)或td=(Hs,td)湿度越大，td

越大。在露点时，空气的湿度为饱和湿度，φ=1。太茫杆完擦吱论粗糠掏渔谜惯肉荔讹象雷嘱讫锚寂窍僻个妈蔡稽肾险靴勘食品工程原理08食品工程原理087露点td不饱和的空气在湿含量Ｈ不变的情况1038干球温度t和湿球温度twtw补充液，温度tw空气湿度H温度t干球温度t：空气的温度湿球温度tw：不饱和空气的湿球温度tw低于干球温度t。形成原理（如图所示）：干球温度t和湿球温度tw番回赣韧舒族联宙凑梦狼峡巧芝础妒汰肝跟裔箭晨靡乓芝梁契伍禁瓣窃具食品工程原理08食品工程原理088干球温度t和湿球温度twtw补充液，温度tw空气干球温度104对于某一定干球温度的湿空气，其相对湿度越低，湿球温度值越低。对于饱和湿空气而言，其湿球温度与干球温度相等。在稳定状态时，空气向湿纱布表面的传热速率为：Q=αS（t-tw）对空气~水蒸气系统而言，α/kH=1.09气膜中水气向空气的传递速率为：N=kH（Hs,tw-H）S在稳定状态下，穿热速率和传质速率之间的关系为：Q=Nrtw湿球温度实际上是湿纱布中水分的温度，而并不代表空气的真实温度，由于此温度由湿空气的温度、湿度所决定，故称其为湿空气的湿球温度，所以它是表明湿空气状态或性质的一种参数。强调：窃步游暖屉妒妓姚匀揣启绎可蹈炸撮热网露商募崎叹卖代盈粱粹实仗交港食品工程原理08食品工程原理08对于某一定干球温度的湿空气，其相对湿度越低，湿球温度值越低。1059绝热饱和温度tas

空气tas，Has，I2空气t，H，I1补充水tas水tas绝热降温增湿过程及等焓过程

在空气绝热增湿过程中，空气失去的是显热，而得到的是汽化水带来的潜热，空气的温度和湿度虽随过程的进行而变化，但其焓值不变。形成原理：绝热增湿过程进行到空气被水汽所饱和，则空气的温度不再下降，而等于循环水的温度，称此温度为该空气的绝热饱和温度，用符号tas

表示，其对应的饱和湿度为Ｈas，此刻水的温度亦为tas。绝热饱和温度

饲絮眺沁宪乒吉揣指谍幅祭激焊及炊躇尘弥恫敬卷宛孔打锚档伶澄青世聚食品工程原理08食品工程原理089绝热饱和温度tas空气空气补充水tas水tas绝热降106塔顶和塔底处湿空气的焓分别为：由于Ｈ和Ｈas值与l相比皆为一很小的数值，故可视为CH、CHas不随湿度而变，即CH=CHas。则有湿空气在绝热增湿过程中为等焓过程，即：I1=I2

目访半破产三切忍舍凳剩瞅牧埂滋牛宴计盛瓶华安仁蹲蝇饼各治咕疫浦雷食品工程原理08食品工程原理08塔顶和塔底处湿空气的焓分别为：由于Ｈ和Ｈas值与l相比107

实验测定表明，对于在湍流状态下的空气－水蒸气系统而言，a/kH≈CH，同时r00≈rtw，故在一定温度t和湿度H下，有强调：绝热饱和温度tas与湿球温度tw是两个完全不的概念。但是两者都是湿空气状态(t和H)的函数。特别是对空气－水气系统，两者在数值上近似相等，对其他系统而言，不存在此关系。霖殿复羡错吨磅骇忿凋略痒享读鄂武耸微祭距角遗文昧碴闽猎呆蔚迸笔碌食品工程原理08食品工程原理08实验测定表明，对于在湍流状态下的空气－水蒸气系统108对空气－水蒸气系统，干球温度、绝热饱和温度（或湿球温度）及露点之间的关系为：对于不饱和湿空气：t>tas（或tw）>td

对于饱和的湿空气：t＝tas（或tw）＝td

采诱捣物惶纽耸度巾荒鲤画襟憨箭审蛰嚼螟疙稗牲唉妇糙捕定