1、萊陽農學院學報17(2):154156,2000JournalofLaiyangAgriculturalCollege文章編號:1001-3717(2000)02-0154-03過熱蒸汽干燥物料溫度變化規律的試驗研究連政國1,蔣金琳1,任政21,(1.萊陽農學院農工系,山東萊陽;)摘要:。結果表明,常壓下無論進口溫度如何,。因此,恒速段可使用更高的溫度而不增加對物料的熱損傷程度,。關鍵詞:過熱蒸汽;干燥;物料溫度;試驗中圖分類號:S226.6文章標識碼:AExperimentalResearchonMaterialSurfaceTemperatureDuringSuperheatedSteam

2、LIANZheng-guo1,JIANGJin-lin1,REN-Zheng2,JIANGXue-dong2,JIAXiu-lan(1.Dept.ofAgric.Engineering,LAC,Laiyang265200,China;2.YantaiAgriculturalMachineBureau)Abstract:Theexperimentalresearchonmaterialsurfacetemperatureduringsuperheatedsteamwascarriedout.Theresultsshowedthatthematerialsurfacetemperatureinno

3、rmalatmospherewas100duringconstantdryingrateanyhowsuperheatedsteamtemperature.Ahighsteamtemperaturewasadaptedtoraisedryingrateatthemeantimethermaldamageofmaterialcannotbeincreased.Keywords:superheatedsteam;drying;materialsurface;temperature干燥作為加工過程的一個重要環節,已經廣泛地應用于化工、醫藥、食品及農副產品等加工行業。同時干燥也是耗能密度最大的單元操作

4、,由于干燥所耗能的比例占總能耗的比例逐年增加。因此,發展高效、節能的干燥方法具有經濟效益。國際干燥協會主席,加拿大的Mujumdar總結了未來對干燥技術發展的要求指出干燥發展的一般趨勢是1:更有效地利用能量;強化干燥操作,使干燥器更簡湊;改善產品質量;減少環境污染;消除起火和爆炸的危險,保證安全操作等等。利用過熱蒸汽干燥正是近來發展的基本上滿足上述要求的一種新的干燥方法。過熱蒸汽、熱風是兩種性質根本不同的干燥介質,其基本的熱力學特性不同,使得過熱蒸汽和干空氣在不同的溫度條件下會有不同的干燥規律2。因此,深入研究過熱蒸汽的干燥規律,特別是與熱風干燥的對比很有必要。本文在設計的試驗臺上進行過熱蒸汽

5、干燥與熱風干燥的對比試驗研究,目的是通過試驗了解過熱蒸汽干燥與熱風干燥物料溫度的變化規律和主要差別。研究物料在干燥中溫度變化規律有助于分析物料加熱升溫、水分蒸發變化規律,有助于研究物料在干燥過程中受熱狀態,為合理選擇干燥工藝參數、優化干燥工藝提供重要依據。收稿日期:1999-12-10作者簡介:連政國(1964-),男,山東省榮成市人,工學博士,副教授,主要從事農產品加工、干燥技術與理論的教學和科研工作。2期連政國,等:過熱蒸汽干燥物料溫度變化規律的試驗研究1551材料與方法過熱蒸汽干燥酒糟物料表面溫度的變化規律是在干燥過程中不同時刻用數字式溫度儀直接測定。試驗物料為高濕的酒糟,試驗前從酒廠取

6、回鮮新糟渣,在干燥的過程中溫度的變化比較典型、全面。)。2結果與分析圖1、圖2和圖3,試驗的條件是:,圖、圖2、圖3中介質的溫度分別為140、160、1803個水平。2、,在各種選定的溫度下酒糟的溫度變化可明顯的分)迅速上升到接近常壓為3個階段。初始階段,物料的溫度由入口時的溫度(試驗時溫度接近30下水的沸點溫度,物料溫度這種變化在短時間內完成。在給定的試驗條件下約為4min內完成,過熱蒸汽初始溫度越高,完成這一過程所需的時間就越短,但變化不明顯。該段對應干燥過程的預熱階段,從這里也可以看出蒸汽干燥預熱階段迅速完成。因為采用過熱蒸汽干燥時,當物料的初始入口溫度低于水的沸點溫度時,物料在此階段與

7、過熱蒸汽的換熱除了對流換熱外,還存在著蒸汽與低溫物料間的凝結換熱,蒸汽的凝結換熱系數較大,過程強烈,放出大量的凝結潛熱,因此,物料的溫度迅速上升。圖1酒糟干燥過程中溫度變化曲線圖2酒糟干燥過程中溫度變化曲線條件:進口蒸汽溫度T=140條件:進口蒸汽溫度T=160第二階段物料表面的溫度維持在100附近,基本上不發生變化,對應干燥過程的恒速干燥階段。這一階段,從圖13中還可以看到另外重要的一點,就是酒糟表面的溫度不受蒸汽進口溫度的影響。即不論初溫如何,試驗中的3種溫度條件下表面溫度均接近100,這就說明過熱蒸汽干燥,恒速干燥段物料表面溫度為對應操作壓力下水的沸點溫度,從這個意義上考慮時,可以把過熱

8、蒸汽干燥時水在對應壓力下的沸點溫度理解成是熱風干燥中的所謂的“濕球溫度”。過熱蒸汽干燥的這一現象與熱風干燥有所不圖3酒糟干燥過程中溫度變化曲線條件:進口蒸汽溫度T=180萊陽農學院學報17卷156同。在熱風干燥,在其它的條件不變時提高熱風的溫度其相應的濕球溫度也增加。由此可見,采用過熱蒸汽干燥時,就提高其干燥速度而言,在恒速干燥段可采用更高的溫度以提高干燥速度,而不增加對物料的熱損傷。因為從干燥速度曲線中已經得知,提高介質溫度能顯著的提高干燥速度。而熱風干燥這一措施會使物料的熱損傷加大。第三階段,物料表面的溫度由100迅速上升,表明物料的干燥進入降速段發所消耗的熱量比過熱蒸汽提供的熱量要少,化

9、物料中的水分,一部分使物料的溫度上升。汽的入口溫度。從圖中還可以看出,激烈。,從而使物料升溫的熱量相對增大。,既然過熱蒸汽干燥在恒速干燥段物料表面的溫度恒為對應操,在常壓下物料的溫度至少要達到100,因此,過熱蒸汽干燥對熱敏性物料是不適應的。然而,對于水蒸汽來講,隨著壓力的下降沸點也下降3,因此在降壓的條件下可以擴大過熱蒸汽干燥對熱敏性物料的適應性。這充分說明過熱蒸汽是否過熱是相對一定的壓力來說的,而不能僅僅從溫度的數值來看,另一方面也可以得知在負壓的條件下過熱蒸汽干燥對熱敏性物料是適應的。3結論過熱蒸汽干燥,常壓下無論進口溫度如何,恒速干燥階段物料表面的溫度均為100。因此,過熱蒸汽干燥,恒速段可使用更高的溫度而不增加對物料的熱損傷程度,而提高介質的溫度可明顯提高干燥速度。而熱風干燥,在其它條件相同時隨著進口溫度的提高濕球溫度也提高。由于過熱蒸汽干燥的這一特點對于初始含水量特別大的物料來說其適應性更好。過熱蒸汽干燥可采用先高溫后低溫的干燥工藝,不增加對被干物料的熱損傷。參考文獻:1MujumdarAS.DryingtechnologiesofthefutureJ.DryingTechnology,1991,9(2):3253472HaijM,ChowC.Experimen