【正文】 /Su’=( )== )3882( )3865()46()( )39。c2ccc39。 （ 2）物料的吸濕性小或最終水分要求不很低； 物料在出口處與溫度最低、濕度最高（即相對(duì)濕度最大）的介質(zhì)接觸，其平衡水分高。 （ 1）橫流式（ 2）穿流式 1— 干燥室 2— 淺盤成料網(wǎng) 3— 風(fēng)扇 4— 加熱器 1廂式干燥器 二 對(duì)流干燥器 ?優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造容易、適應(yīng)性強(qiáng)。 ?優(yōu)點(diǎn)：顆粒在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間可任意調(diào)節(jié)；氣流速度小，物料與設(shè)備的磨損較輕，壓降小；傳熱面大，物料的最終含水量低；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。 ? 優(yōu)點(diǎn) ?單位熱能耗用量遠(yuǎn)較熱風(fēng)干燥器為少 ?可在無氧的情況下進(jìn)行 ,故特別適用于對(duì)氧化敏感的食品的干燥 ? 缺點(diǎn) ?不適用于松散料的干燥 ? 食品工業(yè)中最常見的傳導(dǎo)燥器 ?滾筒干燥器 ?真空干燥箱 ?帶式真空干燥器 三 傳導(dǎo)和輻射干燥器 （一）傳導(dǎo)干燥器 1．真空干燥箱 1— 真空泵 2— 抽氣口 3— 壓力表 4— 安全閥 5— 加熱蒸汽閥 6— 冷卻水出閥 7— 疏水器 8— 冷卻水進(jìn)閥 1 1. 物料的熱敏性 2. 成品的形狀、質(zhì)量和價(jià)格 3. 干燥速度曲線的形狀和臨界含水量 4. 物料的粘附性 5. 單位耗能量及設(shè)備成本 6. 其它因素 四 干燥器的選擇 噴霧干燥 ， 是液體通過 霧化器 的作用 ， 噴灑成極細(xì)的霧狀液滴 ， 并依靠干燥介質(zhì) （ 熱空氣 、 煙道氣 、 惰性氣體 ） ，與霧滴均勻混合 ， 進(jìn)行熱交換和質(zhì)交換 ， 使水分 （ 或溶劑 ）汽化的過程 。 （三）噴霧干燥的熱質(zhì)傳遞 霧化后液滴和表面積增加的比例 恒速階段的速率與被干燥物料的性質(zhì)無關(guān)， 只受外部熱量與質(zhì)量傳遞條件的控制。每小時(shí)噴濃縮奶 450 kg，濃縮奶含固形物 46%， 奶粉含水 %。 1— 干燥塔 2— 空調(diào)包裝室 3— 高壓泵 4— 夾 套冷卻壁 番茄粉噴霧干燥系統(tǒng) 2．噴霧干燥室內(nèi)霧滴與熱空氣的流動(dòng)方向 （ 1）并流接觸 （ 1）水平并流 （ 2）下降并流 （ 3）上升并流 1— 熱空氣 2— 溶液 3— 制品 4— 排風(fēng) 5— 冷空氣 熱氣流與霧滴的流動(dòng)方向可分為并流 、 逆流以及混合流三大類 此種流向僅適用于壓力噴霧 適用于壓力噴霧 ,也適用于離心噴霧，有利于產(chǎn)品卸出，回收負(fù)荷大。 愈靠近軸心 ， 旋轉(zhuǎn)速度愈大 ， 其靜壓力愈小 。 從離心盤甩出的液滴，被分散為液滴的現(xiàn)象，要受下列因素的支配， 液體的粘度和表面張力； 液體在離心盤邊緣的慣性力；液體和甩出點(diǎn)周圍空氣的磨擦； 當(dāng)離心盤的轉(zhuǎn)速很低且液量很小時(shí) ， 液體粘度和表面張力 ， 起決定作用；隨著離心盤速度愈來愈高 ， 液量愈來愈大 ， 慣性力和摩擦力的影響愈大 ， 逐漸成為控制因素 。 液體的粘度和表面張力愈大 ， 生成的液滴液愈大 ， 粘度增加 ， 噴。 結(jié)構(gòu) 噴槍式 ， 圓盤式 。 二、噴霧干燥裝置系統(tǒng) （ 1） 機(jī)械式噴霧器 （ 壓力噴嘴 ） 利用高壓泵 ， 強(qiáng)制液體通過小孔 ， 使之分散為霧滴 （ 2） 氣流式噴霧器 利用壓縮空氣或熱蒸汽的高速流動(dòng) ， 將溶液分散成霧狀 （ 3） 離心式噴霧器 ， （ 轉(zhuǎn)盤式噴霧器 ） 利用高速旋轉(zhuǎn)的圓盤 ， 使液體受離心力作用而分散成液滴 ， 三、噴霧器 （ 1） 機(jī)械式噴霧器 （ 壓力噴嘴 ） 結(jié) 構(gòu) 經(jīng)過高壓泵加壓后的料液 ， 以一定的速度 ， 沿切線方向進(jìn)入噴嘴的旋轉(zhuǎn)室 ， 或者通過具有旋槽的噴嘴心 ， 進(jìn)入噴嘴的旋轉(zhuǎn)室 。 Qp=L(I1I0)=10300 (17850)= 106kJ/h 蒸汽用量 D=Q/r= 106/2053=642kg/h （ 3） Dt1==℃ Dt2==℃ S=Q/KDtm = 106 103/(1200 3600 ) = ln2121m ??DDDD?Dttttt ℃ （五）噴霧干燥的速率和時(shí)間 txxrdttrdw D??αec2cPα20L12)()(8 ?????噴霧干燥中，熱空氣與物料霧滴間對(duì)流傳熱的熱流量很大 Q=?A(ttw) 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算： Nu=2+噴霧干燥的時(shí)間可用下式計(jì)算： 熱量計(jì)算： （六）液滴在噴霧干燥室中的干燥 1．噴霧干燥室 噴霧干燥室分廂式和塔式兩大類，廂式干燥室又稱臥式干燥箱，用于水平方向的壓力噴霧干燥。 [例 1119]某廠奶粉車間采用壓力式噴霧干燥，干燥塔熱風(fēng)溫 度為 145℃ ，排風(fēng)相對(duì)濕度 10%。當(dāng)水分通過顆粒的擴(kuò)散速率不能再維持顆粒表面飽和時(shí)，擴(kuò)散速率就會(huì)成為控制因素，從而進(jìn)入降速階段。 ?由于氣速大 ,全系統(tǒng)阻力很大 ,因而動(dòng)力消耗大 。當(dāng)床層膨脹到一定高度時(shí)，床層空隙率增大而使氣流流速下降，顆粒又重新落下而不致被氣流所帶走。 ?錯(cuò)流：高溫介質(zhì)與物料運(yùn)動(dòng)方向相垂直，如果物料表面都 與濕度小、溫度高的介質(zhì)接觸，可獲得較高的推動(dòng)力，但介質(zhì) 的用量和熱量的消耗也較大。c2 ???????????XXXXSkG? h 第四節(jié) 干燥設(shè)備 一 干燥器的分類 二 對(duì)流干燥器 三 傳導(dǎo)和輻射干燥器 四 干燥器的選擇 （ 1）按操作壓強(qiáng)分：常壓干燥器和真空干燥器 （ 2）按操作方式分：連續(xù)干燥器和間歇干燥器 （ 3）按流動(dòng)方式分：順流、逆流、錯(cuò)流干燥器 （ 4）按傳熱機(jī)理分：傳導(dǎo)式、對(duì)流式、輻射式干燥器等 一 干燥器的分類 ?并流、逆流、錯(cuò)流干燥器的特點(diǎn) ?并流：含水量高的物料與溫度最高而濕度最低的介質(zhì)相接觸，在進(jìn)口端的干燥推動(dòng)力大，在出口端的推動(dòng)力小。今在一項(xiàng)試驗(yàn)中得知，初濕含量 %的梅子干 燥到 %需 5h，干燥到 %需 12h，試估計(jì)物料的平衡含 水量，并求干燥到 18%所需干燥時(shí)間 (以上均為濕基含水量 )。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)表明，在這樣的條件下，干燥處于 恒 速階段 。 臨界含水量和物料性質(zhì)、厚度、干燥速率有關(guān)。臨界含水量與物料的性質(zhì)、厚度、干燥速率有關(guān)。 （三）干燥曲線與干燥速率曲線 1．干燥曲線 可以區(qū)分出： AB—— 預(yù)熱段，時(shí)間很短，一般忽略不計(jì)； BC—— X~? 圖上為直線， q ~? 圖上為水平線； CD和 DE—— 曲線 干燥過程中物料含水量 X與干燥時(shí)間 t、物料表面溫度 θ的關(guān)系曲線。 式中 u— 干燥速率 ,kg/m2原因在于受到物料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、濕度等條件和干燥介質(zhì)的影響。 [例 1115]試求馬鈴薯在 20℃ 和 j=60%的空氣中的平衡濕含 量。 2 非結(jié)合水分 包括機(jī)械地附著于固體表面的水分，如物料表面的吸附水分、較大孔隙中的水分等。 物料中的水分與一定溫度 t、相對(duì)濕度 φ的不飽和濕空氣達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)物料所含水分稱為該空氣條件 (t、 φ )下物料的平衡水分 。 預(yù)熱 干燥 新鮮空氣 廢氣 加熱 干燥 （四）部分廢氣循環(huán)干燥過程 預(yù)熱 干燥 新鮮空氣 廢氣 目的：降低干燥推動(dòng)力。但題中已知 的是 j2 ，故必須用試差法求解。( qIIWGqHHII ????????解： H— I圖上確定 A點(diǎn)，讀出 H0、 I0的值； B點(diǎn)，讀出 I1的值 。39。 121HHwLl??? 如果新鮮空氣進(jìn)入干燥器前先通過預(yù)熱器加熱，由于加熱前后空氣的濕度不變，以 H0表示進(jìn)入預(yù)熱器時(shí)的空氣濕度，則有 021211HHHHl ???? 上式說明： 比空氣用量只與空氣的最初和最終濕度有關(guān)，而與干燥過程所經(jīng)歷的途徑無關(guān)。因 H2＜H0，故為減濕過程，即水氣被冷凝。 由于水溫在過程中不變 ， B點(diǎn)的位置也固定不變 ， 而空氣不斷混合過程 ， 就表現(xiàn)為空氣狀態(tài)從 A點(diǎn)不斷向 B點(diǎn)移動(dòng) 。在圖上直接讀得： I=203kJ/kg干空氣 j=24% 從狀態(tài)點(diǎn)出發(fā)作等焓線至與飽和線相交，由通過交點(diǎn) 的等溫線讀得 : tw=44℃ 從狀態(tài)點(diǎn)出發(fā)作等濕線至與 飽和線相交，由通過交點(diǎn)的等溫線 讀得 :td=40℃ 從狀態(tài)點(diǎn)出發(fā)作等濕線至與 水蒸氣分壓線相交，從交點(diǎn)作 水平線，在右軸上讀得 :p= （一）間壁式加熱和冷卻過程 1．間壁式加熱和冷卻 如果空氣的溫度變化 范圍在露點(diǎn)以上，則 空氣中的水分含量將 始終保持不變，且為 不飽和狀態(tài)即為等濕過程。 （ 1）濕度 H：由 A點(diǎn)沿等 H線向下與水平輔助軸相交， 得 H= /kg干空氣 （ 2）相對(duì)濕度 j：由 A 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的等 j線查得 j值 為 70%。水蒸汽分壓標(biāo)于右端縱軸上，其單位為 kN/m2。 焓值坐標(biāo) 2. 等濕度線 (等 H線 ) 一組與縱軸平行的直線。 [例 112]已知濕空氣的總壓 pT= 105Pa，相對(duì)濕度j=60%，干球溫度 t=30℃ ，已知濕空氣的質(zhì)量流量為100kg干空氣 /h。 氣液兩相的溫度差和濕含量差 ， 在空氣進(jìn)口處為最大 ， 而在出口處為零 ， 空氣流過這種系統(tǒng)發(fā)生的狀態(tài)變化過程 ， 稱為絕熱增濕過程 ， 或絕熱冷卻過程 。 意義： 濕 空氣的參數(shù)之一 干球溫度 t： 空氣的溫度 形成原理： 傳熱達(dá)平衡時(shí)，空氣傳給水分的 顯熱等于水分汽化所需的潛熱： )( swHw HHrktt ??? ?Q=?S(ttw)=kH(HsH)Srtw 在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，空氣向濕紗布表面的傳熱速率為： Q=αS（ ttw） 氣膜中水氣向空氣的傳遞速率為： N=kH（ HsH） S 在穩(wěn)定狀態(tài)下，水分帶入空氣中的傳熱速率： Q=Nrtw 討論： （ 1）空氣流速應(yīng)大于 5 m/s。 t=90℃ ， ps= 相對(duì)濕度 j 可解 結(jié)論： ，在恒壓下升高濕空氣的溫度，可以使 濕空氣的相對(duì)濕度下降。 相對(duì)濕度和絕對(duì)濕度的關(guān)系 在一定總壓和溫度下，兩者之間的關(guān)系為 [例 111]濕空氣中水蒸氣分壓為 ，總壓為，求濕空氣溫度 t=20℃ 時(shí)的相對(duì)濕度 j。 第一節(jié) 濕空氣的性質(zhì) 干空氣和水蒸氣的混合物，干燥過程中，干空氣的量保持不變。第 11章 干燥與空氣調(diào)節(jié) ?去濕 ：除去物料中的水分和或其它溶劑（統(tǒng)稱為濕分）的過程。所以干燥介質(zhì)須及時(shí)將汽化的水汽帶走，以保持一定的汽化水的推動(dòng)力。 sspPpHjj?? 6 ? 濕度：是濕空氣含水量的絕對(duì)值，不能用于分辨濕空氣的吸濕能力。 t=90℃ ， ps=) pppnnnnMnMnH????? Tavavaavv 2918pppnnnnMnMnH????? Tavavaavv 2918 可求出 t=25℃ ， ps=。 （六）濕比體積 vH T5H273)18291(ptHv ???????T273)(ptH ??? m3/kg絕干 氣 定義： 1kg絕干空氣及其所帶的 水氣體積之和 絕干氣水氣絕干氣kgmmvH33 ??（七）干球溫度 t和濕球溫度 tw 濕球溫度 tw： 大量的不飽和濕 空氣與少量的濕物料接觸，傳熱、傳質(zhì)達(dá)平衡時(shí)濕物料中水分的溫度。 如果水做循環(huán)流動(dòng) ， 則循環(huán)水的水溫將穩(wěn)定在某一值 tas。