【正文】 此時(shí) ， 料液局部集中進(jìn)一步擴(kuò)大了 ， 液絲就開始從盤緣伸出 。 從離心壓力噴嘴出來的霧型 ， 一般成空心圓錐形 ， 出來的薄膜速度雖不變 ， 但隨著圓錐的擴(kuò)展 ， 厚度逐漸變薄 ， 所以 ， 在一定的壓力下 ， 薄膜在細(xì)絲斷裂前 ， 其長度必有一最大值 ， 料液粘度大 ， 薄膜就長； 增加薄膜速度 ， 增強(qiáng)薄膜與介質(zhì)間摩擦所引起的湍動 ， 薄膜也就變短 。 3．霧化系統(tǒng) 常用的霧化器主要有： 離心式、壓力式、氣流式三種。 解 ： 查圖 得 H0=， I0=50kJ/kg干空氣， I1=178kJ/kg干空氣。 （四）物料衡算和熱量衡算 噴霧干燥屬于對流干燥。 適用范圍： （ 1）乳、蛋制品； （ 2）糖類、糧食制品； （ 3）酵母制品； （ 4）果蔬制品； （ 5）肉類、水產(chǎn)制品； （ 6）飲料、香料。 ? 干燥強(qiáng)度高 ? 干燥時(shí)間短 ? 具有很大的容積傳熱系數(shù)及溫差 ? 熱效率高 ? 散熱面積小 ,所以熱損失小 , ? 可以省去專門的固體輸送裝置 ? 操作連續(xù)穩(wěn)定 ? 適用廣 ?缺點(diǎn)：氣流在系統(tǒng)中壓降較大；干燥管長；在干燥過程中存在摩擦，易將產(chǎn)品磨碎；分離器的負(fù)荷大。 （三）帶式干燥器 4— 排氣管 5— 輸送機(jī) 6— 加料口 1— 卸料旋轉(zhuǎn)閥 2— 空氣加熱器 3— 風(fēng)機(jī) ? 帶式干燥器的特點(diǎn) ?濕物料成為適當(dāng)?shù)姆稚顟B(tài) ,空氣能順利通過帶上的物料層； ?物料內(nèi)部水分遷移的路程較短，干燥速率較高 。 ? 適用范圍 ?濕度大時(shí)不允許快速干燥以免發(fā)生龜裂現(xiàn)象的食品 ?干后吸濕性大的食品 ?干后能耐高溫 ,不致發(fā)生分解、氧化的食品 ?要求過程速率大、時(shí)間短的干燥情形 缺點(diǎn) ?入口處物料溫度較低而干燥介質(zhì)濕度很大。c ??????????XXSkGXXXXSkG x39。( www ??????????????ttttLLttttuu??（ 3） 干球溫度變，干燥速率變 u=?(ttw)/rtw （二）降速階段的干燥時(shí)間 將干燥速度曲線近似作為連接臨界點(diǎn)和干燥極限點(diǎn)（平衡含水量 X*）的直線： )( *X XXku ??)(=dd39。料盤尺寸為 600mm 900mm，裝濕料 4kg。 ?物料表面的溫度不斷上升，而最后接近于空氣的溫度。 此階段特點(diǎn)： 物料表面被充分潤濕 大量濕空氣和少量水接觸！ 空氣傳給水的熱量等于水分汽化所需潛熱！ ?除去的水分是非結(jié)合水； ?屬于表面汽化控制階段； ?物料表面的溫度始終保持為空氣的 濕球溫度 ； ?干燥速率的大小，主要取決于空氣的性質(zhì)，而與濕物料的性質(zhì)關(guān)系很小。 ?干燥介質(zhì)的流速：由邊界層理論可知，流速越大，氣膜越薄，干燥速率越大。 在同一物料的整個(gè)干燥過程中， 一般前階段為表面 汽化控制，后階段為內(nèi)部擴(kuò)散控制 。物料內(nèi)部的傳質(zhì)可以 是下面幾種機(jī)理的一種或幾種的結(jié)合： （ 1）液態(tài)擴(kuò)散 （ 2）氣態(tài)擴(kuò)散 （ 3）毛細(xì)管流動 （ 4）熱流動 濕物料表面水分的汽化，遂形成物料內(nèi)部與表面的濕度差，促使物料內(nèi)部的水分向表面移動。 總水分 自由水分 平衡水分 非結(jié)合水分 結(jié)合水分 x* x0 x1 空氣相對濕度 φ 100% 物料的含水量 0 總結(jié)： （ 1）對同一狀態(tài)的空氣，不同物料有不同的平 衡含水量。 空氣相對濕度 =0，平衡水分 =0.即只有與絕干空氣接觸，才可獲得理論上的絕干物料。一定溫度下水分活度與含水量的關(guān)系曲線稱為 吸著等溫線 。試求：（ 1）預(yù)熱器消耗的蒸汽量； （ 2）干燥器的散熱損失；（ 3）干燥器的熱效率。 解： L12cD1212 )39。 試求汽化 1kg水分所需的空氣量。但 t2 應(yīng)比 tas高 20~50℃ 。 二、干燥系統(tǒng)的物料衡算 通過物料衡算可確定將濕物料干燥到規(guī)定的含水量所蒸發(fā)的水分量、空氣消耗量、干燥產(chǎn)品的流量。 （ 2）因噴水溫度與經(jīng)減濕后的空氣（已達(dá)飽和）相同，同時(shí)該飽和空氣的濕度即為H1=H2=， 故其飽和空氣的溫度即為（ t2， j2）的露點(diǎn)溫度。 如果混合后的空氣狀態(tài)點(diǎn)落入超飽和區(qū)，如圖中 34直線上的 d點(diǎn)，則混合物將分成氣態(tài)的飽和空氣和液態(tài)的水兩部分，氣態(tài)的狀態(tài)點(diǎn)，應(yīng)為過 d點(diǎn)的等溫線與 φ=1線的交點(diǎn) d’。由 B點(diǎn)查得其焓值 I1=157kJ/kg干空氣。試求：（ 1）濕度 H； （ 2）相對濕度 j；（ 3）露點(diǎn) td；（ 4）水蒸氣分壓 p； （ 5）將上述狀態(tài)空氣在預(yù)熱器內(nèi)加熱到 100℃ 所需 熱量。 I=(+)t+2490H 4 等相對濕度線（等 φ 線） sspPpHjj?? 6 當(dāng)濕空氣的濕度Ｈ 為一定值時(shí)，溫度愈高，其相對濕度 φ值愈低，即其作為干燥介質(zhì)時(shí)，吸收水汽的能力愈強(qiáng)，故濕空氣進(jìn)入干燥器之前必須經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱提高溫度，目的除了提高濕空氣的焓值使其作為載熱體外，也是為了降低其相對濕度而作為載濕體。 圖上共有五種線，圖上任一點(diǎn)都代表一定溫度 t和濕度Ｈ 的濕空氣狀態(tài)。但是兩者都是濕空氣狀態(tài) (t和 H)的函數(shù)。 強(qiáng)調(diào)： (八） 絕熱飽和溫度 tas 設(shè)接觸時(shí)間無限長，則氣體在出口處完全被水蒸氣飽和 不飽和氣體在與外界絕熱的條件下，和大量的液體相接觸，若時(shí)間足夠長，使傳熱、傳質(zhì)趨于平衡，則最終氣體被液體蒸汽所飽和，氣體與液體溫度相等，此過程稱為絕熱飽和過程，最終兩相達(dá)到的平衡溫度，稱為絕熱飽和溫度。 （五） 濕比熱容 cpH HHccc pwpapH ????定義： 在常壓下，將濕空氣中 1kg絕干空氣及相應(yīng) Ｈkg 水汽的溫度升高（或降低） 1oC所需要（或放出）的熱量，用符號 CPH表示，單位是 kJ/㎏ (絕干氣 若將濕空氣加熱到 90℃ ，求此時(shí)的相對濕度 j。 當(dāng) p=ps時(shí) ， φ=1， 表示濕空氣為飽和空氣。 ?物料的干燥過程是屬于傳熱和傳質(zhì)相結(jié)合的過程。 重點(diǎn)： 空氣 —— 水系統(tǒng) ?去濕的方法 ： ?機(jī)械去濕法 ?物理化學(xué)去濕法 ?熱能去濕法 ?在工業(yè)上應(yīng)用最普遍的是對流干燥。 ? 絕對濕度和相對濕度 ? 濕含量 ? 濕空氣的比熱容和比體積 ? 濕空氣的熱含量 ? 干球溫度、濕球溫度和露點(diǎn)溫度 一、濕空氣的狀態(tài)參數(shù) （一）水蒸氣分壓 p 根據(jù)道爾頓分壓定律，濕空氣的總壓強(qiáng) pT與水蒸氣 分壓 p及干空氣的分壓 pa有如下關(guān)系： pT=p+pa 以及 p/pa=p/(pTp)=nv/na （二）濕度 H pppnnnnMnMnH????? Tavavaavv 2918定義： 濕空氣中水氣質(zhì)量與絕干空氣質(zhì)量之比 sTss 6 2 pppH??kg/kg絕干氣 CTBAp???SlnAntoine方程 在飽和狀態(tài)時(shí)，濕空氣中水蒸氣分壓 p等于該空氣溫度下純水的飽和蒸氣壓 ps， 則有 由于水的 飽和蒸氣壓僅與溫度 有關(guān)，故濕空氣的飽和濕度是溫度和總壓的函數(shù)，即 ),( PtfH s ? T （三）相對濕度 (relative humidity) j %1 0 0s?? ppj sT pppHjj?kg/kg絕干氣 相對濕度是空氣吸濕能力大小的標(biāo)志 。 解： （ 1） t=20℃ 時(shí)，水的飽和蒸汽壓為 ps= j=p/ps 100%= 100%=100% 即濕空氣已被水蒸氣飽和，不能再用作干燥介質(zhì)。 相對濕度越低的濕空氣容納水分的能力越強(qiáng)。 ?對于某一定干球溫度的濕空氣，其相對濕度越低，濕球溫度值越低。 就水而言 ， 從空氣傳來的熱量等于汽化水分的潛熱 ，故水溫恒定不變 。 解：由飽和水蒸汽表查得水在 30℃ 時(shí)蒸汽壓 ps0=4242Pa。 3. 等溫線 (等 t線 ) I=(+2490)H+ 當(dāng)空氣的干球溫度 t不變時(shí)， I與 H成直線關(guān)系，故在 IH圖中對應(yīng)不同的 t，可作出許多等 t線。 a．焓：沿等焓線； b．濕度：沿等濕線； c．干球溫度：沿等溫線； d．相對濕度：沿等 j線； e．水蒸氣分壓 ； f．濕球溫度 ； g．露點(diǎn)溫度 ； （ 2）已知兩個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)參數(shù)，確定濕空氣的狀態(tài)點(diǎn)。 （ 3）露點(diǎn) td：由 A點(diǎn)沿等 H線向 下與 j=100%的等 j線相交，查得 對應(yīng)的溫度值，即 td=23℃ （ 4）水汽分壓 p：由 A點(diǎn) 沿等 H線向下與水蒸氣分壓 線相交， 查得該點(diǎn)的 p=。隨著冷卻不斷進(jìn)行，水分不斷析出，溫度則不斷降低，但空氣始終維持在飽和狀態(tài)。 解： p1=j1ps1= = ps1= H1= () =I1=(+ ) 20+2490 =ps2= p2= = H2= () = I2=(+ ) 80+2490 =Hm= H1+ H2=Im=+=tm=( )/(+ )=℃ pm= (+)= psm= jm=[例 119]將 t0=32℃ ， j0=65%的新鮮空氣調(diào)節(jié)成溫度 24℃ ，相 對濕度 40%的空氣。 （ 4）由圖讀出 D點(diǎn)焓為： I2= 由 t1=℃ ， H1=， 讀得 I1=， 故每 kg干空氣所需的加熱量為 =。以熱空氣為干燥介質(zhì)，初始濕度H1= /kg絕干氣，離開干燥器時(shí)濕度為 H2= kg水 /kg絕干氣，假設(shè)干燥過程中無物料損失，試求：水分蒸發(fā)量、空氣消耗量以及干燥產(chǎn)品量。39。 B點(diǎn)與此輔助點(diǎn)，并延長交等 j（ j=10%）線于 C， BC線即為干燥器內(nèi)空氣狀態(tài)變化過程。含水 分 %的濕糖于 31℃ 下進(jìn)入干燥器，產(chǎn)品含水分 %， 溫度為 36℃ 。 此外，可精確靈敏地調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度。 ?平衡水分隨物料的種類及空氣的狀態(tài) (t， φ)不同而異。 ?物料的結(jié)合水分和非結(jié)合水分的劃分只取決于物料本身的性質(zhì)，而與干燥介質(zhì)的狀態(tài)無關(guān)； ?平衡水分與自由水分則還取決于干燥介質(zhì)的狀態(tài)。 二 干燥機(jī)理 （一）干燥過程中的傳熱和傳質(zhì) 外部傳熱是對流傳熱 ，其 熱流密度為： q=?(TTs) 造成該分壓的原因是： 外部的傳質(zhì)推動力 水分由物料內(nèi)部擴(kuò)散到表面后，便在 表面氣化 ，可認(rèn)為在表面附近存在一層氣膜，在氣膜內(nèi)水蒸氣分壓大于物料中水分的蒸氣壓，水分在氣相中的傳質(zhì)推動力為此蒸氣壓與氣相主體中水蒸氣分壓之差。 強(qiáng)化措施（對對流干燥而言） ： 提高空氣的溫度，降低相對濕度，改善空氣與物料的接觸和流動情況 ，均有助于提高干燥速率。 ?物料的濕度：物料的水分活度與濕度有關(guān)，因而影響干燥速率。 物料干燥速率 u與物料含水量 X的關(guān)系曲線。 特點(diǎn)：干燥速度下降，物料表面溫度上升，曲線可以呈各種形狀，物料表面出現(xiàn)“干斑”。cc SXGuu ???)(39。并估算若干球溫度降至 65℃ ，濕 球溫度不變，空氣流速增加到 6m/s，干燥時(shí)間和干燥速率變 化多少？ 解 （ 2）干燥速率 水分去除量： W’=Gc’(X1X2)=1 ()= 干燥面積： S= = 干燥時(shí)間： ?=18min= 因處于恒速階段，故： u=dW’/Sd? =W’/S? =( ) =() （ 1）初始時(shí) ： 干料量： Gc’=4 25/100=1kg 初始干基： X1=w1/(1w1)=()= 終了干基： X2=w2/(1w2)=()=? ? 7 3 L??所以 u’== =() ?’=W’