农产物料干燥技术第四章-物料干燥与贮藏

第四章物料干燥与贮藏第一节物料干燥机理一、物料的物理特性1、物料比热物料温度升高1度所需的热量，称为物料的热容量。使1kg物料温度升高1度所需的热量，称为物料的比热。符号c表示，单位为J/kg·K物料不同，干物质组成分不同，水分含量不同，其比热是不相同的。

cs=cg+(4186-cg)×ω

cs-湿物料比热J/kg·Kcg-绝干物料比热J/kg·K

ω-物料湿基含水率%第一节物料干燥机理一、物料的物理特性2、物料的导热系数物料传导热量的能力，称为物料的导热性。符号λ表示，单位为W/m·K物料温度上升的快慢主要决定于物料个体的导热性、空气温度以及空气的比消耗量第一节物料干燥机理一、物料的物理特性3、物料的导温系数物料的导温系数是衡量物料受热后温度传递变化大小的一个重要参数，符号d表示，单位为m2/s。物料的导温系数d与物料的导热系数成正比，与比热和密度成反比。

d=λ/c·ρ

式中d～导温系数（m2/s）λ～导热系数（W/m·K）c～物料比热（J/kg·K）ρ～物料密度（kg/m3）第一节物料干燥机理一、物料的物理特性4、物料受热的允许温度物料在干燥过程中，除脱水之外，还伴随发生生化变化。假如物料温度掌握的得不适当，就可能导致变质。

如：粮食作为种籽粮为要保证其发芽能力，又要杀灭虫害，粮温以43℃为限（多数谷物在52℃时就会杀死胚芽）；作为商品粮，为了减小其爆腰倾向和防止蛋白质变性，粮温一般不超过50℃为好，但用于磨粉时粮温可高达60℃；饲料粮的粮温允许更高一些（极限温度可接近90℃）。第一节物料干燥机理二、物料含水率及其测定

1、物料含水率物料含水率系指100g物料中所含水分的克数，以百分数或小数表示。物料含水率有湿基含水率和干基含水率两种表达方式。

湿基含水率以100g湿物料为计算基准，其计算式：

式中ω～物料湿基含水率W～100克湿物料的含水量（g）mg～100克湿物料的绝干物质含量（g）第一节物料干燥机理二、物料含水率及其测定1、物料含水率干湿基含水率以100g湿物料中的绝干物料量为计算基准，其计算式：式中ωg～物料湿基含水率

湿基含水率与和干基含水率的换算关系：

第一节物料干燥机理二、物料含水率及其测定2、物料含水率的测定

含水率测定方法有直接和间接法两类◆烘箱法应用最广泛的、精确的直接测定方法◆电阻水分测定仪（间接法）利用物料电阻随水分含量而变化的特性制成的。◆电容式水分测定仪（间接法）利用电容器电容量随置于电容器两极之间的物料水分含量而变化的特性制成的。第一节物料干燥机理三、物料干燥机理

物料干燥是一个复杂的物理化学过程。物料的干燥过程，伴随着水分和能量的交换与转移。

1、自由表面水分的汽化空气与个体物料接触的表面称为自由表面。物料个体的干燥，最后都是通过个体表面进行的。水在自由表面的蒸发与汽化有如下特点：第一节物料干燥机理三、物料干燥机理1、自由表面水分的汽化●当物料湿度大的时候，自由表面被饱和水蒸汽所包围；水蒸汽层的水蒸汽分压力，等于水在相同温度下的饱和水蒸汽压力。温度越高，其值越大；温度越低，其值越小。此时物料的干燥有赖于水蒸汽层水分子的扩散运动和空气的流动速度。温度高，水蒸汽分压力增大，水分子扩散运动加剧；空气流速大，可以减薄水蒸汽层的厚度。

故提高温度和增加气流速度，可以加快物料的干燥过程。

第一节节物物料干干燥机机理三、物物料干干燥机机理1、自自由表表面水水分的的汽化化●当物料料湿度度低时时，自自由表表面不不再被被饱和和水蒸蒸汽所所包围围，尤其是是在物物料个个体内内部水水分扩扩散速速度跟跟不上上表面面汽化化速度度时更是是如此此。但是，，只要要物料料内的的水分分高于于平衡衡水分分，自自由表表面的的水蒸汽汽分压压力也也总是是高于于空气气的水水蒸汽汽分压压力，，物料料干燥燥过程将将继续续进行行，直直到平平衡为为止。。第一节节物物料干干燥机机理三、物物料干干燥机机理2、水水分与与物料料干物物质的的结合合形式式●根据水水分与与物料料的结结合能能把水水分和和物料料的结结合形形式分分为4类。。（1））化学学结合合水分分这种水水分与与物料料的结结合有有准确确的数数量关关系，，结合合得非非常牢牢固，，只有有在化化学作作用或或非常常强烈烈的热热处理理（如如煅烧烧）时时才能能将其其除去去。通通常干干燥时时不能能排除除化学学结合合水分分。(2)物理理-化化学结结合水水这种水水分与与物料料的结结合无无严格格的数数量关关系，，又称称为吸吸附结结合水水。这这种水水分只只有变变成蒸蒸汽后后，才才能从从物料料中排排除。。第一节节物物料干干燥机机理三、物物料干干燥机机理2、水水分与与物料料干物物质的的结合合形式式（3））物理理-机机械结结合水水分毛细管管中的的水分分属于于此类类。对对于大大毛细细管（（＞10-7m）,这种种毛细细管只只有直直接与与水接接触才才能充充满。。对于于微毛毛细管管（＜＜10-7m），，可以以通过过吸附附湿空空气中中的水水蒸气气使微微毛细细管充充满液液体，，但这这种水水分仍仍属游游离水水。水水是毛毛细管管中既既可以以液体体形式式，也也可以以蒸汽汽形式式移动动（水水蒸气气分子子的自自由行行程平平均为为10-7m）。。（4））可用用机械械方法法（如如过滤滤）除除去的的水分分留在物物料细细小容容积骨骨架中中的水水分是是生产产过程程中保保留下下来的的。脱脱除这这种水水分只只需克克服流流体流流经物物料骨骨架的的流体体阻力力即可可。第一节节物物料干干燥机机理三、物物料干干燥机机理3、物物料的的水分分汽化化过程程★物料水水分的的汽化化首先先是从从表面面开始始的。。接着着便因因为物物料个个体内内外形形成湿湿度差差而导导致内内部水水分逐逐渐向向外转转移；；而温温度（（热量量）则则逐渐渐向内内传递递，并并形成成温差差。★逆温差差对内内部水水分的的转移移是不不利的的。但但是，，湿度度差却却有利利于内内部水水分的的转移移；湿湿度差差（即即湿度度梯度度）越越大，，内部部水分分向外外转移移速度度亦越越快。。第一节节物物料干干燥机机理三、物物料干干燥机机理3、物物料的的水分分汽化化过程程★水分的的汽化化毕竟竟主要要靠表表面进进行，，而且且表面面汽化化较内内部来来得容容易、、省能能，所所以要要尽量量创造造表面面汽化化的条条件，，比如如适当当增大大干燥燥介质质流速速和交交替冷冷却物物料表表面等等。采用干干燥－－－缓缓苏交交替★另外，，由于于物料料个体体内部部水分分的转转移总总是要要有一一定的的时间间，而而对某某些物物料来来说，，温度度梯度度和湿湿度梯梯度的的增大大，会会使热热应力力和组组织应应力随随之增增大，，而当当应力力增大大到一一定程程度时时，便便会导导致物物料个个体的的物理理损伤伤。所以，，物料料的干干燥速速度应应受到到一定定的限限制。。第一节节物物料干干燥机机理三、物物料干干燥机机理4、物物料的的平衡衡水分分和吸吸湿过过程★物料水水分的的汽化化是依依赖物物料个个体表表面的的水蒸蒸汽分分压力力与空空气中中水蒸蒸汽分分压力力的差差值（（即压压差））而进进行的的；★如果没没有压压差，，水分分的汽汽化也也便停停止；；如果果出现现反压压差，，即空空气中中的水水蒸汽汽分压压力大大于物物料个个体表表面的的水蒸蒸汽分分压力力，则则物料料从空空气中中吸收收水分分。第一节节物物料干干燥机机理三、物物料干干燥机机理4、物物料的的平衡衡水分分和吸吸湿过过程当空气气的水水蒸汽汽分压压力等等于物物料个个体表表面的的水蒸蒸汽分分压力力时，，物料料的水水分汽汽化与与吸湿湿便达达到了了动态平平衡，这时时物料料所含含的水水分便便称为为平衡水水分，以符符号ωωp表示。。★平衡水水分与与空气气相对对湿度度、空空气温温度、、物料料种类类及其其成熟熟度等等有关关。★相对湿湿度大大，则则平衡衡水分分高；；★温度高高，则则平衡衡水分分低；；★含油量量物料料，比比高淀淀粉物物料的的平衡衡水分分低。。第一节节物物料干干燥机机理三、物物料干干燥机机理4、物物料的的平衡衡水分分和吸吸湿过过程吸湿等等温曲曲线：：在一一定的的大气气压力力和吸湿和和解吸吸等温温曲线线第二节节物物料干干燥工工艺一、物物料干干燥速速度1、物物料干干燥曲曲线在一定定干燥燥条件件下的的物料料的水水分变变化与与时间间的关关系，，用图图线表表示出出来，，这个个图线线就是是该物物料在在特定定条件件下的的干燥燥曲线线。物料不不同，，干燥燥条件件不同同，干干燥曲曲线是是不相相同的的。第二节节物物料干干燥工工艺一、物物料干干燥速速度1、物物料干干燥曲曲线（以小小麦干干燥曲曲线为为例））◆在干燥燥的最最初阶阶段，，物料料水分分的降降低是是按直直线进进行的的，即即物料处处于等等速干干燥阶阶段（（或称称恒率率干燥燥阶段段）。。A—B阶段段第二节节物物料干干燥工工艺一、物物料干干燥速速度1、物物料干干燥曲曲线（以小小麦干干燥曲曲线为为例））◆经过一一段时时间后后，从从B点开始始物料料水分分的降降低按按曲线线进行行，即即物料处处于降降速干干燥阶阶段（（亦即即减速速干燥燥阶段段）。。B—C阶段段第二节节物物料干干燥工工艺一、物物料干干燥速速度1、物物料干干燥曲曲线（以小小麦干干燥曲曲线为为例））◆当到达达C点后，，物料料便在在特定定条件件下处处于平平衡状状态，，水分分不再再降低低。B点称为为降水速速率转转变点点（也称称为临临界含含水率率）。。第二节节物物料干干燥工工艺一、物物料干干燥速速度1、物物料干干燥曲曲线●在等速速降水水阶段段，物物料个个体表表面为为自由由水分分和饱饱和水水蒸汽汽所包包围，，这时时提供供给干干燥作作业的的热量量几乎乎全部部用于于水分分汽化化，物物料温温度保保持不不变。。等速阶阶段的的持续续时间间将取取决于于物料的的原始始湿度度、水水分气气化速速度及及料层层厚度度。等速降降水阶阶段的的结束束点是是不固定定的、、有条条件的的。第二节节物物料干干燥工工艺一、物物料干干燥速速度1、物物料干干燥曲曲线●随着干干燥过过程的的进行行，物物料个个体表表面的的自由由水分分消失失，物物料水水分的的汽化化依赖赖于内内部水水分的的向外外转移移；与与此同同时，，物料料温度度逐渐渐上升升，并并形成成内外外温度度差。。这种种逆温温差会会阻碍碍内部部水分分向外外转移移，再再加上上物料料个体体表面面毛细细管的的干燥燥收缩缩作用用，出出现了了降速速降水水阶段段。介质温温度越越高、、流速速越大大，降降速阶阶段开开始越越早。。到达C点后后，物物料处处于平平衡水水分状状态，，物料料温度度也与与介质质温度度处于于平衡衡状态态。降速阶阶段的的干燥燥包含含内部部水分分向表表面转转移和和从物物料表面除除去水水分两两个过过程。。第二节节物物料干干燥工工艺一、物物料干干燥速速度2、物物料干干燥速速度曲曲线物料干干燥速速度是是表示示单位位时间间内物物料水水分的的变化化程度度。干燥速速度曲曲线可可以用用干燥燥速度度与物物料含含水率率（干干基含含水率率）的的关系系来表表示。。第二节节物物料干干燥工工艺一、物物料干干燥速速度3、影影响物物料干干燥速速度的的主要要因素素◆干干燥介介质温温度与与相对对湿度度介质温温度越越高，，水分分的蒸蒸发和和汽化化速度度就越越大；；相对湿湿度越越低，，物料料内部部水分分的扩扩散速速度及及物料料表面面水分分的蒸蒸发速速度也也越大大；温度提提高是是有限限度的的。显显著因因素、、主导导因素素◆干干燥介介质流流动速速度介质流流动速速度越越大，，干燥燥速度度也随随之增增大；；当料层层内气气流处处于湍湍流状状态（（雷诺诺数大大于100）时，气流速速度继继续增增大对对干燥燥速度度影响响不明明显。。第二节节物物料干干燥工工艺一、物物料干干燥速速度3、影影响物物料干干燥速速度的的主要要因素素◆物物料原原始含含水率率及机机械结结合水水含量量原始含含水率率越高高，机机械结结合水水含量量越大大，失失水就就越容易。。◆物物料的的组成成、尺尺寸及及致密密度物料的的组成成、尺尺寸及及致密密度不不同，，干燥燥速度度也不不同。。纤维类类物料料具有多多孔性性，内内部水水分迁迁移阻阻力小小，易易于干干燥；；块状物物料随尺寸寸的增增大，，水分分的迁迁移距距离也也增大大（迁迁移时时间增长）），干干燥速速度相相应减减慢；；物料结结构越越致密密，干燥燥也越越困难难。第二节节物物料干干燥工工艺一、物物料干干燥速速度3、影影响物物料干干燥速速度的的主要要因素素◆其其他因因素干燥速速度还还与料料层的的总厚厚度介质与与物料料的移移动方方向干燥设设备结结构传热方方式第二节节物物料干干燥工工艺二、物物料干干燥工工艺1、茶茶叶干干燥工工艺茶叶的的热加加工工工序指指杀青、炒干（炒青青）和和烘干（烘青青）。。茶叶的的主要要审评评指标标是香香气、、滋味味、汤汤色、、叶底底色及及外形形。●杀青靠传导导传热热和冷冷热空空气自自然对对流或或强制制对流流来达达到失失水的的要求求；要要求高高温快快杀和和及时时透发发水分分。是利用用锅的的高温温来破破坏茶茶叶中中酶的的活性性，蒸蒸发水水分，，散发发青草草气味味，增增加农农香气气。绿绿茶杀杀青叶叶含水水率在在58-64%之间间。单锅杀杀青最高投投叶锅锅温约约480℃正常杀杀青温温度380-420℃出锅温温度降降至200℃，杀青时时间8-12min第二节节物物料干干燥工工艺二、物物料干干燥工工艺1、茶茶叶干干燥工工艺双锅连连续杀杀青前锅温温度380-420℃后后锅锅温度度270℃℃三锅连连续杀杀青前锅380-420℃℃中中锅锅270-280℃后锅170-180℃℃滚筒及及槽式式杀青青投叶———出出叶温度为为480-500℃℃———540-560℃℃———170-180℃℃；杀青时时间槽槽杀为为4-6min，滚滚筒杀杀3-5min；出叶时时叶温温60-70℃℃。第二节节物物料干干燥工工艺二、物物料干干燥工工艺2、粮粮食烘烘干工工艺粮食主主要由由淀粉粉、蛋蛋白质质、脂脂肪、、水分分、纤纤维素素等组组成。。淀粉加加热温温度在在60℃以以内，，其品品质变变化不不显著著；蛋白质质的热热变温温度约约50℃（（热变变后具具有不不可逆逆变性性）。。要保持持胚芽芽活力力，粮粮食温温度要要求控控制在在42~43℃℃以下下。对于种种子粮粮，当采用用固定床床一次次烘干干时，热热风温温度应应控制制在40~45℃℃，风风速0.5m\s左左右，，降水水率一一般不不超过过0.5%/h；当采用流化床进进行循环环干燥时，热风风温度可可以提高高，但要要以来粮粮温不超超过42~43℃为为前提。。第二节物物料干干燥工艺艺二、物料料干燥工工艺2、粮食食烘干工工艺食用粮的的粮温以以50℃℃为宜。。工业用粮粮的粮温温可以高高达55~66℃。。降水速率率与干燥燥方式有有关：对于商品品粮，固固定床降降水速率率一般控控制在1~1.5%/h，，风温55~65℃，，风速0.5m/s左左右；对于有足足够缓苏苏时间的的流化床床，风温温140~160℃℃，平均均降水速速率可高高达4~5%/h；实行干燥燥缓苏轮轮流作业业的移动动床和双双室固定定床干燥燥机，风温60~80℃，，平均降降水速率率可控制制在2~2.5%/h；；凡风温超超过60~65℃，，必须有有缓苏工工序第二节物物料干干燥工艺艺二、物料料干燥工工艺3、面条条烘干工工艺面条烘干干设备有有隧道连连续式烘烘房和固固定式烘烘房。烘干温度度有高温温和低温温两类。。烘干过过程大致致分成冷风定条条、保潮潮出汗、、升温蒸蒸发、降降温蒸发发和冷却出烘烘等阶段。。隧道烘房房高温烘烘干工艺艺：冷风定条条27-36℃,15min,相对湿湿度64-100%；；保潮出汗汗34-44℃,28min,相对湿湿度100-81%；；升温蒸发发44-50℃,35min,相对湿湿度81-56%；降温蒸发发50-46℃,15min,相对湿湿度56-58%；冷却过渡渡46-33℃,20min,相对湿湿度58-37%；全程113min第二节物物料干干燥工艺艺二、物料料干燥工工艺3、面条条烘干工工艺长方形固固定烘房房低温烘烘干工艺艺：始烘段温温度25-36℃,相对湿湿度85-92%,时时间60min；；经过3.5h温温度逐渐渐升至42℃,相对湿湿度下降降至55%；最最后冷却却20min,温度降降至32℃,相对湿湿度下降降至38%。全程4.83h第二节物物料干干燥工艺艺二、物料料干燥工工艺4、食用用菌烘干干工艺食用菌含含有大量量的蛋白白质、氨氨基酸和和多种维维生素，，而脂肪肪含量低低，且味味道鲜美美，因此此具有极极高的营营养价值值和药用用价值。。烘香菇的的目的是是去除游游离水和和部分结结合水，，达到贮贮藏要求求（贮藏藏含水率率为12-13%），，同时要要保持香香菇本色色，有香香味，不不破碎，，无焦黑黑。香菇烘房房烘干工工艺：始烘温度度38℃左右,保持良良好的排排气状态态；以后后每隔3-4h温度升升高5℃；烘至至五六成成干时，，翻转菇菇体，调调整烤架架位置。。干燥结结束前1-2h,烘房房温度达达到60℃左右右。全程16h第二节物物料干干燥工艺艺二、物料料干燥工工艺5、其他他农产品品的烘干干高糖类物物料不宜宜超过40℃；高淀粉类类和高蛋蛋白类物物料不宜宜超过50℃；高脂肪类类物料可可以稍高高；纤维类物物料允许许到达90-100℃。黄花菜先猛火蒸蒸5-6min，再用用小火续续蒸3-4min,进进行烘干干，温度度要求在在93℃以上；枸杞烘房温度度50-60℃，连续烘烘三昼夜夜；油菜籽热风温度度低于80—85℃，直干；；油茶子热风温度度约65℃，直干，，全程约约24h；籽棉热风温度度60-80℃，烘至含水水率6-8%；；第三节农农产物物料的贮贮藏一、贮藏藏目的要要求◆抑制霉菌菌生长；；◆防止虫、、鼠害；；◆保持或基基本保持持原有品品质。◆对于种子子，还需需保持发发芽率；；◆水果、蔬蔬菜则要要保持新新鲜。第三节农农产物物料的贮贮藏二、贮藏藏方法1、粮食食贮藏方方法▲低温温贮藏法法达到安全全含水率率后其贮贮藏温度度只要保持在15℃以以下，粮食的的呼吸作作用就会会减少，，物质分分解和变变质的可可能性也也会减少少。▲气调调贮藏法法将CO2气体通入入粮仓，，造成粮粮仓缺氧氧条件，，是微生生物、害害虫、老老鼠窒息息死亡。。利用CO2气体调节节粮仓气气体成分分，方法法简单，，无副作作用。第三节农农产物物料的贮贮藏二、贮藏藏方法1、粮食食贮藏方方法▲辐射射贮藏法法利用放射射性同位位素放射射的伽马马射线，，可将昆昆虫、霉霉菌杀死死。特点点是射线线穿透能能力强，，处理量量大，杀杀虫效果果好，无无副作用用。▲熏蒸蒸防虫法法熏蒸防虫虫方法很很多，对对人畜安安全无毒毒的方法法有：马拉硫磷磷喷雾法法1kg药药=150kg水———3-5kg药水=1000kg粮食食磷化锌熏熏蒸法硫磺熏蒸蒸法香料杀虫虫法花椒、大大蒜、干干生姜、、茴香、、八角等等第三节农农产物物料的贮贮藏二、贮藏藏方法2、其他他农产物物料的贮贮藏茶叶贮藏藏食用菌贮贮藏9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。04:19:3804:19:3804:1912/29/20224:19:38AM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。12月-2204:19:3804:19Dec-2229-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。04:19:3804:19:3804:19Thursday,December29,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2204:19:3804:19:38December29,202214、他乡生白白发，旧国国见青山。。。29十二二月20224:19:38上上午04:19:3812月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月224:19上上午午12月月-2204:19December29,202216、行动出成成果，工作作出财富。。。2022/12/294:19:3804:19:3829December202217、做前，能能够环视四四周；做时时，你只能能或者最好好沿着以脚脚为起点的的射线向前前。。4:19:38上上午4:19上上午04:19:3812月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。04:19:3804:19:3804:1912/29/20224:19:38AM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2204:19:3804:19Dec-2229-Dec-2212、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。04:19:3804:19:3804:19Thursday,December29,202213、不知香积积寺，数里里入