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对流千燥过程理论分析;水分活度/刘显莤等
对流干燥过程理论分析:水分活度
刘显茜,蒋超,侯宏英2,陈君若1,张赛
(1昆明理工大学机电工程学院,昆明650093;2昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093)
摘要在收缩和非收缩条件下,对胡萝的对流干燥特征进行了理论分析。结果表明,干燥速率是试样几何
形状、尺寸以及热空气温度、风速、相对湿度的函数。整个干燥过程应划分为外部千燥条件控制的第一干燥阶發和物
料内部水分扩散控制的第二千燥阶段。而基于经典干燥理论的恒速干燥阶段和降速干燥阶段的划分,只是特定形状
和材质的物料在一定千燥条件下才出现的干燥现象。物料外层单元水分活度可以作为判别物料干燥过程是处于第
一千燥阶段还是第二千燥阶段的判断依据,是表征物料干燥特性的特征参数。
关键词胡萝ト对流干燥干燥过程水分活度
中图分类号:TQ028.63
文献标识码:A
Theoretical Analysis of Convective Drying Process: Water Activity
LIU Xianxi JIANG Chao, HOU Hongying, CHEN Junruo, ZHANG Sai
(1 Faculty of Mechanical and Electrical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 65009
2 Faculty of Material Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093)
Abstract A theoretical analysis is carried out to study the convective drying characteristics of carrot under
shrinkage and non-shrinkage. The results show that the drying rate of sample is a function of shape of samples, di-
mension of samples, and temperature, velocity, relative humidity of hot air. The whole drying process should be di
vided into the first drying process controlled by the external drying condition and the second drying process controlled
by the internal water diffusion of the material, rather than the constant drying rate process and the falling drying rate
process described in the classical drying theory. Furthermore, the characteristic parameter judging whether the drying
process is in constant drying rate stage or in falling drying rate stage is the external elements water activity
Key words carrot, convective drying, drying process, water activity
0引言
温吸附与等温解吸特性测量,同样发现鲍鱼干基含水率高于
某一临界值时,鲍鱼水分活度为1。YanZ.等研究了中等
本文是文献~1的姊妹簫。文献[1]讨论分析了热风对干基含水率香蕉等温解吸与等温吸附特性,发现不同温度下
流干燥过程中,多孔材料形状、特征尺寸以及热空气温度、速的等温吸附和等温解吸曲线均为Ⅱ型(即呈S形)。香蕉水
度和相对湿度对临界干基含水率的影响,并对多孔材料热风分活度为0时,其干基含水率不为0,温度不同其干基含水率
对流干燥特征进行了系统分析。结果表明:临界干基含水率为0.03~0.09kg/kg(水与干物质之比,下同)。 Fabra M.J
不能确定多孔材料对流干燥所处干燥阶段(即是外部干燥条等研究了柚子在25℃时的等温解吸特性,也发现柚子水分
件控制的第一千燥阶段还是干燥物料自身物性控制的第二活度为0时,柚子的干基含水率不为0。同时他们还发现,柚
干燥阶段);包含恒速干燥阶段和降速干燥阶段的干燥曲线子水分活度随着干基含水率增加增大至1时,柚子干基含水
不是多孔材料热风对流干燥特征曲线。
率再增大,其水分活度维持1不变。
在热风对流干燥过程中,多孔材料表面水分以蒸汽形式
一般根据热风对流干燥条件不同,把干燥问题分为3
通过物料表面气膜向周围热空气对流扩散。物料表面气膜类:
相对湿度取决于与多孔材料物性、温度及所含干基含水率等
(1)第1类边值问题( Dirichlet边界问题
有关的多孔材料表层水分活度。 Ahmet Kaya等2研究了胡
萝卜切片在不同温度下,平衡干基含水率随热空气相对湿度
(2)第2类边值问题( Neumann边界问题
变化的等温吸附曲线。实验结果表明,在某一确定温度下,
胡萝卜切片吸附水达到某一临界值时,其表面空气相对湿度
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为1。 Sablani S.S.等在23℃、40℃C、60℃时对鲍鱼进行等
(3)第3类边值问题
兴云南省自然科学基金(2011FZ64);云南省教育厅科学研究重大专项资助项目(ZD2010002
刘显茜:男,1972年生,博士,讲师,硕士生导师,主要从事多孔材料传热传质耦合机理及数值模拟硏究E-mail: xiliu@ tom com