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幹燥原理

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幹燥泛指從濕物料中除去水分(後麵的幹燥泛指水分)或其他濕分的各種操作。如在日常生活中將潮濕物料置於陽光下曝曬以除去水分,工業上用矽膠、石灰、濃硫酸等除去空氣、工業氣體或有機液體中的水分(減濕)。在工業生產中,幹燥通常指用熱空氣、煙道氣以及紅外線等加熱濕固體物料,使其中所含的水分或溶劑汽化而除去,是一種屬於熱質傳遞過程的單元操作。幹燥的目的是使物料便於貯存、運輸和使用,或滿足進一步加工的需要。例如穀物、蔬菜經幹燥後可長期貯存;合成樹脂幹燥後用於加工,可防止塑料製品中出現氣泡或雲紋;紙張經幹燥後便於使用和貯存。幹燥廣泛應用於化工、食品、輕工、紡織、煤炭、農林產品加工和建材等各部門。

原理:在一定溫度下,任何含水的濕物料都有一定的蒸氣壓,當此蒸氣壓大於周圍氣體中的水汽分壓時,水分將汽化。汽化所需熱量,或來自周圍熱氣體,或由其他熱源通過輻射、熱傳導提供。含水物料的蒸氣壓與水分在物料中存在的方式有關。物料所含的水分,通常分為非結合水和結合水。非結合水是附著在固體表麵和孔隙中的水分,它的蒸氣壓與純水相同;結合水則與固體間存在某種物理的或化學的作用力,汽化時不但要克服水分子間的作用力,還需克服水分子與固體間結合的作用力,其蒸氣壓低於純水,且與水分含量有關。在一定溫度下,物料的水分蒸氣壓p同物料含水量x(每千克絕對幹物料所含水分的千克數)間的關係曲線稱為平衡蒸氣壓曲線(圖1平衡蒸氣壓曲線),一般由實驗測定。當濕物料與同溫度的氣流接觸時,物料的含水量和蒸氣壓下降,係統達到平衡時,物料所含的水分蒸氣壓與氣體中的水汽分壓相等,相應的物料含水量x﹡稱為平衡水分。平衡水分取決於物料性質、結構以及與之接觸的氣體的溫度和濕度。膠體和細胞質物料的平衡水分一般較高,通過幹燥操作能除去的水分,稱為自由水分(即物料初始含水量x1與x﹡之差)。 

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