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    真空冷冻干燥机 Product Center
    冻干机工作原理
    所属分类 : 真空冷冻干燥机
    关键词 : 冻干机工作原理
    描述 : 干燥原理:    ??干燥泛指从湿物料中除去水分(后面的干燥泛指水分)或其他湿分的各种操作。如在...
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    干燥原理:   

    ??干燥泛指从湿物料中除去水分(后面的干燥泛指水分)或其他湿分的各种操作。如在日常生活中将潮湿物料置于阳光下曝晒以除去水分,工业上用硅胶、石灰、浓硫酸等除去空气、工业气体或有机液体中的水分(减湿)。在工业生产中,干燥通常指用热空气、烟道气以及红外线等加热湿固体物料,使其中所含的水分或溶剂汽化而除去,是一种属于热质传递过程的单元操作。干燥的目的是使物料便于贮存、运输和使用,或满足进一步加工的需要。例如谷物、蔬菜经干燥后可长期贮存;合成树脂干燥后用于加工,可防止塑料制品中出现气泡或云纹;纸张经干燥后便于使用和贮存。干燥广泛应用于化工、食品、轻工、纺织、煤炭、农林极速体育吧加工和建材等各部门。


    原理:

    ??在一定温度下,任何含水的湿物料都有一定的蒸气压,当此蒸气压大于周围气体中的水汽分压时,水分将汽化。汽化所需热量,或来自周围热气体,或由其他热源通过辐射、热传导提供。含水物料的蒸气压与水分在物料中存在的方式有关。物料所含的水分,通常分为非结合水和结合水。非结合水是附着在固体表面和孔隙中的水分,它的蒸气压与纯水相同;结合水则与固体间存在某种物理的或化学的作用力,汽化时不但要克服水分子间的作用力,还需克服水分子与固体间结合的作用力,其蒸气压低于纯水,且与水分含量有关。在一定温度下,物料的水分蒸气压p同物料含水量x(每千克^干物料所含水分的千克数)间的关系曲线称为平衡蒸气压曲线(图1平衡蒸气压曲线),一般由实验测定。当湿物料与同温度的气流接触时,物料的含水量和蒸气压下降,系统达到平衡时,物料所含的水分蒸气压与气体中的水汽分压相等,相应的物料含水量x﹡称为平衡水分。平衡水分取决于物料性质、结构以及与之接触的气体的温度和湿度。胶体和细胞质物料的平衡水分一般较高,通过干燥操作能除去的水分,称为自由水分(即物料初始含水量x1与x﹡之差)。


    ??将湿物料置于温度、湿度和气速都恒定的气流中,物料中的水分将逐渐降低。由实验可测得干燥速率 N与物料含水量x的关系曲线(图1干燥速率曲线),此曲线称为干燥速率曲线。干燥速率为单位时间内单位物料表面汽化的水量,即:


    ??式中G为^干物料的质量;A为暴露于气流中的物料表面积;x为物料的含水量;τ为干燥时间。从图示的干燥速率曲线可知:湿物料的干燥过程分为恒速干燥和降速干燥两个阶段,分界点的含水量称为临界含水量Xc。临界含水量不仅取决于物料的性质和结构,还与气速、温度和湿度以及干燥器的类型有关。在恒速干燥阶段,物料的含水量大于临界含水量,物料表面布满非结合水分。若热量的供应仅来自热气体,则物料的表面温度等于气体的湿球温度。此阶段的干燥速率与物料的性质和含水量无关,仅取决于干燥器的结构以及气体的流速和性质。恒速干燥阶段所汽化的水分,全部为非结合水分。在降速干燥阶段,物料的含水量低于临界含水量,干燥速率的变化规律与物料的性质和结构尤其是水分的存在方式有关。这时水分在固体物料内部的扩散起重要作用。减薄物料的厚度或减小其粒度,能够有效地提***燥速率。降速干燥阶段汽化除去的水分包括剩余的非结合水分和部分结合水分。物料的温度在干燥过程中逐渐升高。


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