第12章食品干燥原理
第12章 食品干燥原理
用加热的方法除去湿物料中的湿分以获得固体产品的单元操作称为干燥。干燥方法按加热方式可分为四大类（1）导热干燥热量通过与食品物料接触的加热面直接导入，使材料中的湿分汽化排除，达到干燥的目的。（2）对流干燥热量以对流的方式传递给湿物料：使食品材料中的湿分汽化，以达到干燥的目的。干燥介质（空气）既是载热体又是载湿体
• 用加热的方法除去湿物料中的湿分以获得 固体产品的单元操作称为干燥。干燥方法 按加热方式可分为四大类 (1)导热干燥 热量通过与食品物料接触的加热 面直接导入，使材料中的湿分汽化排除，达到 干燥的目的。 (2)对流干燥 热量以对流的方式传递给湿物料， 使食品材料中的湿分汽化，以达到干燥的目的。 干燥介质（空气）既是载热体又是载湿体
3）辐射干燥热量通过电磁波的形式由辐射加热器传递给食品材料表面，再通过材料自身的热量传递使内部的湿分汽化，达到干燥的目的（4）介电加热干燥在高频电场中，食品材料中的湿分分子处于高速旋转与振动，由此产生的热量使湿分汽化，达到干燥的目的
(3)辐射干燥 热量通过电磁波的形式由辐射加热器 传递给食品材料表面，再通过材料自身的热量传递， 使内部的湿分汽化，达到干燥的目的。 (4)介电加热干燥 在高频电场中，食品材料中的湿 分分子处于高速旋转与振动，由此产生的热量使 湿分汽化，达到干燥的目的
干燥操作既包含传热过程又包含传质过程两者的传递方向可能相同，也可能不同，但遵循的规律是：·热量传递方向：热量总是由高温区向低温区传递物质传递方向：物质总是由高浓度（或高分压）区向低浓度（或低分压）区传递。干燥进行的必要条件：物料表面的湿汽的压强必须大于于燥介质中湿分的分压。此差值越大，推动力越大。注：本章所论及的湿分为水分，干燥介质为热空气
干燥操作既包含传热过程又包含传质过程， 两者的传递方向可能相同，也可能不同， 但遵循的规律是： • 热量传递方向：热量总是由高温区向低温区传递。 物质传递方向：物质总是由高浓度（或高分压） 区向低浓度（或低分压）区传递。 干燥进行的必要条件：物料表面的湿汽的压强 必须大于干燥介质中湿分的分压。此差值越大， 推动力越大。 注：本章所论及的湿分为水分，干燥介质为 热空气
1.湿空气的热力学性质·1.1湿含量（湿度）H湿含量是湿空气中水蒸汽的质量与绝干空气的质量之比n.M.18pm,或 H=0.622_P,H-29P-pn.M.maP-pv（kg/kg绝干气）式中：pv、P-分别为水蒸汽分压和湿空气总压，Pa或kPa。湿含量也可理解为单位质量（1kg）绝干空气中所容纳的水蒸汽质量
1.湿空气的热力学性质 • 1.1 湿含量（湿度）H 湿含量是湿空气中水蒸汽的质量与绝干空气的质量之比。 v v a a v v a v P p p n M n M m m H − = = = 29 18 v v P p p H − 或 = 0.622 （kg/kg绝干气） 式中：pv、P-分别为水蒸汽分压和湿空气总压，Pa或 kPa。 湿含量也可理解为单位质量（1kg）绝干空气中所容纳 的水蒸汽质量
1.2相对湿度湿空气中水蒸汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。式中：pv、ps-分别为水蒸汽分压d=P和同温度下水的饱和蒸汽压，Pa或kPa。Ps相对湿度用来衡量湿空气的不饱和程度，反映湿空气的吸收水汽的能力，?值越小，吸收水汽的能力越强。对于饱和湿空气，Φ=1（或100%）：对于绝干空气，=0
1.2相对湿度 • 湿空气中水蒸汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压 之比。 s v p p = 式中：pv、ps-分别为水蒸汽分压 和同温度下水的饱和蒸汽压，Pa 或kPa。 相对湿度用来衡量湿空气的不饱和程度，反映湿 空气的吸收水汽的能力，φ值越小，吸收水汽的能 力越强。 对于饱和湿空气，φ=1（或100%）； 对于绝干空气，φ=0
注意：当湿空气达到饱和时，表示其中所含的水蒸汽量已经达到最大值，超过此值的水分量必将以液态水的形式析出。因此，Φ≤1.DPH=0.622P-dps
• 注意：当湿空气达到饱和时，表示其中所 含的水蒸汽量已经达到最大值，超过此值 的水分量必将以液态水的形式析出。因此， φ≤1。 ∴ s s P p p H − = 0.622
1.3湿空气的比热容CH和湿比容UH将湿空气中1kg绝干空气及其所带的Hkg水蒸汽的温度升高1℃所需吸收的热量CH =C.+HC将绝干空气及水蒸汽的平均比热容代入可得：C=1.0+1.93H（kJ/kg绝干气℃）
1.3湿空气的比热容CH和湿比容υH • 将湿空气中1 kg绝干空气及其所带的H kg 水蒸汽的温度升高1℃ 所需吸收的热量。 CH = Ca + HCv 将绝干空气及水蒸汽的平均比热容代入 可得： CH =1.0 +1.93H （kJ/kg绝干气·℃）
湿空气的湿比容uH是指含有1kg绝干空气的湿空气所占有的体积（m3/kg绝干空气）Pot +273-0×22.4×UH=XP2732918Pt+273或U=(0.772+1.244H)xP273式中：t-湿空气的温度，℃：PO、P-分别为标准大气压和湿空气的压强，Pa或kPa。对常压湿空气，P0/P=1
• 湿空气的湿比容υH是指含有1 kg绝干空气的湿空 气所占有的体积（m3/kg绝干空气）。 P H t P H 0 273 273 ) 22.4 29 18 1 ( + = + 或 P t P H H 0 273 273 (0.772 1.244 ) + = + 式中：t-湿空气的温度，℃； P0、P-分别为标准大气压和湿空气的压强， Pa或kPa。对常压湿空气，P0/P=1
1.4湿空气的热含量（饸）I湿空气的热含量（或烩）I是指含单位质量绝干空气的湿空气的饸。具体应用时，以0℃的绝干空气和0℃的液态水的烩值为零作为计算起点。I=C.t+(Lv+C,t)H=1.0t+(2500+1.93t)H或/=（1.0+1.93H）t+2500H（kJ/kg绝千气）式中：t为湿空气的温度℃
1.4 湿空气的热含量(焓)I • 湿空气的热含量（或焓）I是指含单位质量 绝干空气的湿空气的焓。具体应用时，以0 ℃的绝干空气和0 ℃的液态水的焓值为零作 为计算起点。 I = Ca t + (Lv0 +Cv t)H =1.0t + (2500 +1.93t)H 或 I = (1.0 +1.93H)t + 2500H (kJ/kg绝干气) 式中: t为湿空气的温度,℃