干燥
編輯干燥是一種傳質過程,包括通過從固體、半固體或液體中蒸發除去水或其他溶劑。 此過程通常用作銷售或包裝產品之前的最后生產步驟。 被認為是干燥的,最終產品必須是固體,呈連續片狀(例如紙)、長片(例如木頭)、顆粒(例如谷粒或玉米片)或粉末(例如沙子、 鹽、洗衣粉、奶粉)。 通常涉及熱源和去除過程中產生的蒸汽的試劑。 在食品、谷物和疫苗等藥品等生物產品中,要去除的溶劑幾乎總是水。 干燥可能是干燥的同義詞或被認為是一種極端的干燥形式。
在最常見的情況下,氣流(例如空氣)通過對流施加熱量并將蒸汽作為濕氣帶走。 其他可能性是真空干燥,其中通過傳導或輻射(或微波)提供熱量,同時由此產生的蒸汽由真空系統去除。 另一種間接技術是滾筒干燥(例如,用于制造馬鈴薯片),其中使用加熱表面提供能量,吸氣器將蒸汽抽出房間。 相反,通過過濾或離心對溶劑(例如水)進行的機械提取不被認為是干燥,而是排水。
干燥機制
編輯在一些具有相對高的初始水分含量的產品中,可以觀察到作為時間函數的平均產品水分含量的初始線性減少持續有限的時間,通常稱為恒定干燥速率期。 通常,在此期間,去除的是單個顆粒外部的表面水分。 在此期間的干燥速率主要取決于傳熱到被干燥材料的速率。 因此,最大可實現的干燥速率被認為是傳熱限制的。 如果繼續干燥,曲線的斜率,即干燥速率,將變得不那么陡峭(下降速率期),并最終在很長一段時間內趨于接近水平。 然后產品水分含量恒定在平衡水分含量,實際上它與脫水介質處于平衡狀態。 在降速期,水分從產品內部向表面遷移主要是通過分子擴散,即 水通量與水分含量梯度成正比。 這意味著水從水分含量較高的區域移動到水分含量較低的區域,這種現象可以用熱力學第二定律解釋。 如果除水量很大,產品通常會收縮和變形,除非經過精心設計的冷凍干燥過程。 降速期間的干燥速率由從被干燥固體內部去除水分或溶劑的速率控制,并被稱為受傳質限制。 這在水果和蔬菜等吸濕性產品中得到廣泛關注,其中干燥發生在下降速率期間,而恒定干燥速率期間據說可以忽略不計。
干燥方法
編輯以下是一些通用的干燥方法:
- 應用熱空氣(對流或直接干燥)。 空氣加熱增加傳熱的干燥力并加速干燥。 它還降低了空氣相對濕度,進一步增加了干燥的驅動力。 在降速期間,隨著水分含量下降,固體升溫,較高的溫度會加速水從固體內部擴散到表面。 然而,產品質量方面的考慮限制了空氣溫度的適用升高。 過熱的空氣幾乎可以使固體表面完全脫水,使其孔隙收縮并幾乎閉合,導致結殼或表面硬化,這通常是不希望出現的。 例如在木材(木材)干燥中,空氣被加熱(加速干燥),但也加入了一些蒸汽(這在一定程度上阻礙了干燥速度),以避免表面過度脫水和產品因高水分而變形 木材厚度的梯度。 噴霧干燥屬于此類。
- 間接或接觸干燥(通過熱壁加熱),如滾筒干燥、真空干燥。 同樣,較高的壁溫會加速干燥,但這會受到產品降解或表面硬化的限制。 滾筒干燥屬于此類。
- 介電干燥(射頻或微波在材料內部被吸收)是當今深入研究的焦點。 它可用于輔助空氣干燥或真空干燥。 研究人員發現,微波完成干燥可加快傳統干燥方法結束時非常低的干燥速度。
- 冷凍干燥或凍干是一種干燥方法,其中溶劑在干燥前冷凍,然后升華,即傳遞到
內容由匿名用戶提供,本內容不代表www.gelinmeiz.com立場,內容投訴舉報請聯系www.gelinmeiz.com客服。如若轉載,請注明出處:http://www.gelinmeiz.com/249646/