《食品干燥原理》ppt课件

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1、第12章食品干燥原理本章的学习目的与要求能够完成食品干燥最佳工艺优化工作；掌握湿空气的热力学性质，熟练使用焓湿图；掌握食品材料的水分性质，能够设计计算干燥设备；了解食品真空冷冻干燥技术原理与装备。12－1湿空气的热力学性质绝对湿度和相对湿度湿含量湿空气的比热容和比体积湿空气的热含量干球温度、湿球温度和露点温度绝对湿度和相对湿度湿含量比热容和比体积热含量干球温度、湿球温度、露点温度12－2焓湿图两种图的关系前次课堂内容的简单回顾湿空气＝干空气+水蒸气湿空气的湿含量d、热含量h、比热容cp、比体积vH是

2、以含1kg干空气的湿空气所具有的量。湿球温度是绝热饱和温度，露点温度是等湿饱和温度。12-3湿物料的性质水分性质组织结构束缚分子间力的束缚自由水化学结合水物理化学结合水湿物料的含水量干基水分湿基水分水分活度平衡水分Me12-4常压热风干燥L,T0,d0,Φ0,h0Θ1,MW1,m1Θ2,MW2,m2L,T2,d2,Φ2,h2L,T1,d1,Φ1,h1干燥计算——质量衡算求解：水分蒸发量；所需要的空气量；所需要的热量；湿物料添加量;风机功率等。已知：干制产品量；产品含水量；湿物料含水量。干燥计算——质

3、量衡算注意：将湿空气参数与物料变量结合起来，在它们之间进行着传热与传质。干燥计算——热量衡算热损失分析废气带走热量；物料带走热量；什么情况下h1＝h2？什么情况下h2>h1？从干燥器表面散失的热量；干燥器内设施加热的热量；干燥器热效率、干燥效率和蒸发效率热效率蒸发效率干燥效率例题-1空气的温度为30℃，露点温度为12℃，问：1）当冷却到16℃时，相对湿度为多少？2）有600m3的空气，当温度从30℃冷却到2℃时，能失去多少kg水？例题-2温度为16℃，相对湿度为65％的空气被加热到38℃，通过食品料

4、层后排出的废气相对湿度为90％，求1）每kg空气需要多少热量？2)每kg空气去掉多少食品中的水分？要在10小时内将42000kg含水率为24％的物料干燥至15.5％，如果干燥空气从温度为5℃，相对湿度为60％的环境状态下加热至43℃，试确定风机的风量（m3/h）。假定从该物料中排出的废气相对湿度为98％，问需要多大的加热器(kJ/h)？例题-3解题步骤分析或者12-5干燥理论物料干燥过程的推动力和阻力热风干燥和辐射干燥接触干燥和微波干燥表面汽化控制和内部扩散控制表面汽化控制：内部扩散控制：粉末食品，

5、结构疏松食品，干燥初始阶段大块状食品，结构致密食品，干燥后期阶段，易形成致密膜食品，畜肉制品等干燥过程预热阶段等速干燥阶段降速干燥阶段缓苏阶段冷却阶段等速干燥计算降速干燥例题用10％蔗糖溶液处理过的苹果片的干燥实验曲线，实验条件是：空气平行流过苹果片，流速3.65m/s。干燥开始40min，所用空气的干球温度76.7℃，湿球温度37.8℃。之后，所用空气的干球温度71.1℃，湿球温度43.3℃。苹果片初始湿基水分为85.4%，堆放厚度0.0127m，求干燥至湿基水分13％时所用的时间。解：1)将实验

6、曲线图(a)转换成图(b)。2)从例题附图(b)可知，降速干燥阶段存在两个阶段，即第一降速阶段和第二降速阶段。因此，应采用式(12-48)计算所用时间。3)由已知条件确定公式中各参数4)由图确定公式中各参数课堂小结熟练常压热风干燥计算方法，掌握物料水分计算方法和空气参数计算间的关系，熟练应用湿空气焓湿图解决干燥计算问题。干燥过程中存在两种控制：即表面汽化控制和内部扩散控制，如何调控使干燥过程达到最佳是食品工程师的任务。了解常用的干燥设备结构与特性。思考题图12-5当相对湿度5%和10%与温度线100

7、℃相交后，为什么与湿含量无关？能用公式说明吗？对于以表面汽化控制为主的材料，在干燥工艺设计时如何提高干燥速率？物料中的水分在向外迁移时，什么时候以气态为主，什么时候以液态为主？为什么干燥完成后，还要冷却？冷冻干燥原理1Torr（托）＝1mmHg＝133Pa冬天结冰衣服风干？真空冷冻干燥1、增加压差2、减少阻力温度℃升华/汽化热kJ/kg饱和蒸气压Pa102477.1122802500.8/2835611.2-102836.5259.9-202838.0103.3-302838.738.0-40283

8、8.612.8-502837.83.9-602836.31.08冻干过程除自由水（游离水）除束缚水（结合水）传热控制过程：热量不足引起升华速率下降。传质控制过程：水蒸汽扩散的阻力大，引起压力和温度上升，使冻品融化。King提出的URIF(uniformlyretreatingicefront)两个假设：1）冰晶在冻品中分布均匀；2）升华界面后移所形成的多孔层是绝对干物质。首先建立水蒸气在多孔干燥层内部的干燥方程：干燥表面至冷阱表面的摩尔质量扩散方程：稳态传热与传质共