香蕉片微波真空干燥水分特性的研究
陈燕珠
（福建达利集团公司化验室，福建惠安362100）
摘要：利用微波真空干燥技术对香蕉片微波真空干燥水分特性进行研究。结果表明，香蕉片微波真空干燥过程可分为升速、恒速及降速干燥三个阶段。在微波真空干燥过程中，微波功率、切片厚度和真空度对香蕉片失水速率都有极显著的影响。微波强度对香蕉片的干燥速率影响最显著，其次是香蕉片初始含水量，而真空度对香蕉片干燥速率的影响最小。在干燥过程中，微波强度越大，真空度越高，香蕉片初始含水量越低，干燥速率越快，所需的干燥时间越短。
关键词：香蕉片；微波真空干燥；水分；干燥特性中图分类号：S668.109
文献标识码：A
文章编号：1673－4823(2010)03－0107-05
[收稿日期]2010-05-13
[作者简介]陈燕珠(1988-)，女，福建泉州人，研究实习员，主要从事食品检验检测工作。
闽西职业技术学院学报Journal of Minxi Vocational and Technical College
第12卷第3期2010年9月Vol.12No.3September 2010
doi ：10.3969/j.issn.1673-4823.2010.03.027
香蕉是世界四大水果之一，是热带、亚热带地区的重要水果，含有丰富的碳水化合物、蛋白质、脂肪、粗纤维、矿物质以及维生素等营养物质，果实质地柔软，清甜芳香，营养价值高。香蕉果实、果汁和花根等具有止渴、润肺肠、通血脉和利便等药用价值，是人们喜爱的热带果品之一。目前中国是世界第三大香蕉生产国[1]。由于香蕉果实富含果胶、糖类、单宁及各种酶类，生化反应活跃，这些生理特点使得其受运输和贮藏条件所限，往往未经销出就大量变质，造成很大浪费，因此香蕉的贮藏保鲜与加工显得尤为重要[2]。许多学者不断研究开发了油炸香蕉片、香蕉汁、香蕉粉、酿酒等香蕉加工产品。干燥作为香蕉贮藏的重要手段在生产上被应用广泛。香蕉的传统干燥一般采用烘箱烘烤或日晒法，耗时长，费工多，品质差。目前生产上一般采用真空油炸脱水法进行香蕉片的干制，该脱水法虽克服了传统干燥的缺点，但存在耗能大，产品香气成分丧失，色泽较暗，且含油率较高，易蛤败等问题[3]。微波真空干燥技术综合了微波干燥和真空干燥的优势，是一种节能低耗型的技术，具有生产速度快、效率高、成本低、设备占地面积小、投资回收期短等特点。它克服了常规真空干燥周期长、效率低的缺点，能较好地保存物料营养成分及改善干制品的其他品质（如褐变）[4-5]，同时又缩短了干燥时间，
提高了生产效率[6]。该技术工艺简单易行，安全卫生，保证了产品的纯天然性，不但有利于环保，还有利于消费者的健康[7]。因此，微波真空干燥技术在医药、食品工业、化工、烟草以及农产品加工等领域越来越受到重视和广泛应用。国内外已经有较多的采用微波真空干燥技术干制苹果片、菠萝片、香蕉粉、花椒、葡萄、酸梅、龙眼、猕猴桃、银耳、胡萝卜、板栗、南瓜渣、佛手瓜、蕨菜和大蒜等方面的研究报道[3，7-20]，有些已得到成功应用并取得显著的经济效益。
鉴于微波真空干燥技术与其他干燥方法相比具有的独特优点，本课题拟将微波真空干燥技术应用于香蕉片加工，通过深入研究香蕉片的微波真空干燥特性，探索香蕉片在微波真空干燥过程中的水分变化规律，量化微波强度、真空度、香蕉切片厚度和香蕉片初始含水量这四者与干燥时间及香蕉失水量之间的关系，以期为真空干燥香蕉片的产业化生产提供理论依据和科学指导，为香蕉干制开辟一条新的出路。
1材料与方法1.1
材料
天宝香蕉：挑选新鲜、外形整齐、果实较硬、果皮
亮黄色略带少许青绿色的七八分熟的香蕉，剔除虫咬、有组织损失、过熟者。
107
L-半胱氨酸（C3H7NO2S）：上海华蓝化学科技有限公司生产。
1.2主要仪器
KL-2D-4ZG真空微波干燥设备：凯棱工业用微波设备有限公司与福建农林大学联合监制；
DHG-9075A型电热鼓风干燥箱：上海精宏设备有限公司生产；
AL204型精密分析天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司生产；
PL602-S型电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司生产。
1.3试验方法
手工剥去香蕉皮，用不锈钢小刀剔除未被剥净的筋络，再根据实验要求将天宝香蕉切成厚度均一片状，最后用质量分数为0.08%半胱氨酸的溶液浸泡10min进行护色，然后取出沥干。称取一定量的香蕉片单层均匀平铺于微波真空干燥机的物料盒中进行干燥。干燥过程中定时记录物料质量并换算为干基含水量，直到干燥至安全含水量w（H2O）≤5%（干基）为止。
1.3.1香蕉片初始含水量的测定
按GB/T5009.3-2003《食品中水分的测定方法》[21]进行测定。
1.3.2干燥参数的调节
1.3.
2.1微波强度通过调节微波真空干燥进料量的大小，可得到单位质量发射功率，即微波强度。1.
3.2.2真空度通过调节微波真空干燥系统中调压阀的开启程度，控制干燥腔内真空度的大小。
1.3.
2.3切片厚度将香蕉剥皮，去丝，切成不同厚度的薄皮。
1.3.
2.4香蕉片初始含水量w（H2O）通过调节热风预干燥的干燥时间，可以得到不同的热风预干燥后、微波真空干燥前的香蕉片初始水分含量w（H2O）。为了便于干燥过程中的试验数据分析，含水量w（H2O）均采用干基进行计算。
1.3.3干燥特性试验
选取不同的微波强度、真空度、切片厚度及预处理后香蕉片的初始含水量，进行香蕉片微波真空干燥的失水特性单因素试验，测定不同工艺参数条件下香蕉片的干燥曲线及失水速率变化曲线。
1.3.4试样失水速率的计算
干基含水量：w（H2O）=（m o-m g）/m g×100%；失水速率：V=△m/△t；单位质量发射功率：P=W/m。
式中，m g—干物质量，g；m o—物料初始质量，g；△m—相邻两次测量的失水质量，g；△t—相邻两次测量的时间间隔，min；W—微波功率。
1.3.5数据分析
应用Excel软件对分析数据进行处理。
2结果与分析
2.1微波强度对干燥特性的影响
由于香蕉干燥特性受到微波功率及装载量的共同影响，故以微波强度（微波功率与装载量的比值）为对象，来研究其对香蕉片的失水特性的影响。在切片厚度为8mm、真空度为-85kPa、初始含水量w （H2O）为80%以及微波强度分别为8W/g、10W/g、12 W/g、14W/g、16W/g、18W/g的实验条件下进行微波真空干燥香蕉片的微波强度单因素试验，分别绘制香蕉片的干燥曲线。
干基含水量w（H2O）/%
时间/min
图1微波强度不同时香蕉的干燥曲线
从图1可知，在真空度、切片厚度和初始含水量相同的条件下，随着微波强度增大，香蕉片所需的干燥时间减短。这是由于在微波功率大的情况下，物料快速吸收大量微波能，从而导致水分快速蒸发。
由图2中可知，在相同条件下，随着微波功率的失水速率/（g/min）
干基含水量w（H2O）/%
图2微波功率不同时香蕉片的干燥失水速率曲线
108
增加，香蕉片失水速率随之相应增大。干燥初期由于香蕉片中的水分从升温到转化为水蒸汽排除需要一个过程，干燥速率变化不是很大。在干燥中期，由于微波加热完全用于香蕉片水分的汽化，干燥速率比较平稳。在干燥后期，随着物料含水量的不断减少，物料所吸收的微波能随之减少，干燥速率开始逐渐下降。进一步分析可以看出香蕉片脱水过程可分为3个阶段，即加速干燥阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段。
2.2真空度对干燥特性的影响
在切片厚度为8mm，微波强度为14W/g和初始含水量w（H2O）为80%的条件下，进行微波真空干燥香蕉片的真空度单因素试验，物料真空度分别为-60kPa、-65kPa、-70kPa、-75kPa、-80kPa、-85 kPa，绘制香蕉片的干燥曲线。图3是香蕉片干基含水量w（H2O）随着干燥时间的变化曲线。图4是香蕉片干燥速率随含水量w（H2O）的变化曲线。
时间/min
干基含水量w（H2O）/%
图3真空度不同时香蕉的干燥曲线
如图3可知，在微波功率，切片厚度和初始含水量均相同的条件下，随着真空度的增加，香蕉片所需的干燥时间逐渐减少，但是干燥曲线十分接近，真空度对干燥时间变化影响不明显。原因可能是：当真空度更高时，水分的沸点温度更低，汽化和蒸发温度
干基含水量w（H2O）/%
失水速率/（g/min）
图4真空度不同时香蕉的失水速率曲线降低，但汽化潜热随真空度的增大而有所增加，导致水分蒸发消耗的热能变化不大。由图4可以看出，在相同的条件下，随着干燥室真空度的增大，其干燥速率有所增加，而且干燥品质更好。当真空度较低时，干燥速率波动较大，随着真空度的提高，干燥速率最大值增高。3个干燥阶段区别比较明显，仍可分为升速、恒速及降速干燥3个阶段。在本试验范围内，不同真空度对香蕉片干燥速率的影响较微波强度小，将不同真空度下的干制品进行对比，发现真空度越低，中心越易出现焦化现象，但真空度过高不仅能耗增大，且易发生击穿放电。
2.3切片厚度对干燥特性的影响
在微波强度为12W/g，真空度为-85kPa和初始含水量w（H2O）为80%的条件下，进行微波真空干燥香蕉片的切片厚度单因素试验，物料切片厚度分别为4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm，绘制香蕉片的干燥曲线。图5是香蕉片干基含水量w （H2O）随着干燥时间的变化曲线，图6是香蕉片干燥速率随含水量w（H2O）的变化曲线。
时间/min
干基含水量w（H2O）/%
图5切片厚度不同时香蕉片的干燥曲线
如图5所示，香蕉片切片厚度越大，干燥所需的时间越短。切片厚度为4mm时，干燥所需的时间最长。这是由于香蕉片厚度过薄，部分微波能会从内部发射到表面，产生能量损失，所以干燥时间延长。当切片厚度为12mm和14mm时，两条干燥曲线非常相近，变化基本相同，干燥所需的时间均为10min。这是因为香蕉片厚度过厚，微波能达到中心的距离就会加大，未深入到香蕉片内部已大大衰减，中心部分获得的微波能减少，延长了干燥时间。
从图6可以看出，香蕉片在干燥过程中有明显的3个脱水阶段。在微波真空干燥过程中，切片厚度为12mm以下的香蕉片随着切片厚度的增大，香蕉
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干基含水量w（H2O）/%
失水速率/（g/min）
图6切片厚度不同时香蕉片的失水速率曲线
片的失水速率也随着增大。这是因为香蕉片厚度在微波的穿透深度以内，香蕉片内外同时加热，中心部位接受的微波能较多，水分蒸发速度快，形成香蕉片内部的浓度差、温度差和压力差都较大，干燥速率上升快，干燥速率也较高。在恒速干燥前期，切片厚度为14mm的失水速率比厚度为10mm与12mm还要低，这是由于切片厚度越大，初始微波能达到中心的距离加大，中心部分吸收微波能相对较少。随着恒速干燥的进行，香蕉片的体积有所缩小，在微波能吸收的范围内，使得香蕉片的失水速率上升。
2.4初始含水量对香蕉微波真空特性的影响
由于每批香蕉鲜样的初始含水量不同，故在本试验中考虑其对香蕉片微波真空干燥过程的影响。在单位质量发射功率为14W/g，真空度为-85kPa 的工艺参数条件下，进行微波真空干燥香蕉片的初始含水量的单因素试验，预将香蕉片经热风干燥使其初始含水量w（H2O）分别为70%、60%、50%、40%、30%，绘制香蕉片的干燥曲线。图7是香蕉片随干燥时间的变化曲线，图8是香蕉片干燥速率随含水量w（H2O）的变化曲线。
干基含水量w（H2O）/%
时间/min
图7初始含水量不同时香蕉的干燥曲线
如图7所示，预干燥后香蕉片的初始含水量w （H2O）越低，干燥所需时间越短。当初始含水量w （H2O）为70%时，干燥时间需要12min，干燥时间最长。初始含水量w（H2O）为30%时，干燥时间只需6 min。由此可知，水分含量越高，需要干燥蒸发的水分越多，相应所需的干燥时间也越长。
干基含水量w（H2O）/%
失水速率/g/（min）
图8初始含水量不同时香蕉的失水速率曲线
如图8可知，初始含水量对香蕉片的微波真空干燥过程有显著的影响，初始含水量越大，恒速及降速阶段的干燥时间明显增加。原因是：微波对物质存在选择性加热，水是分子极性非常强的物质，较易吸收微波作用而发热。而初始含水量越高，香蕉片吸收的微波能越多，水分蒸发越多，维持恒速干燥阶段的时间越长，进入降速阶段的含水量仍较高，干燥速率缓慢降低，恒速及降速干燥阶段时间的增加便延长了整个干燥时间；反之，初始含水量越低，损耗介电常数降低，吸收的微波能少，最大干燥速率较低，随着水分不断蒸发，香蕉片吸收的微波能更少，进行恒速及降速干燥的时间均很短。
3结论
3.1香蕉片微波真空干燥过程经历了加速、恒速及降速干燥3个阶段。干燥前期的干燥速率受表面汽化速率控制，逐渐增大；干燥中期，物料的干燥速率和表面温度保持稳定，即为恒速干燥阶段；干燥后期，当物料水分含量降低到某一程度，内部水分向表面的扩散速率降低，并小于表面汽化速率，干燥速率即主要由内部扩散速率决定，并随水分含量的降低而不断降低。
3.2在微波真空干燥过程中，微波强度越大，香蕉片的失水速率越快，达到安全含水量所需的时间也越短。
3.3随着真空度的提高，干燥所需的汽化及蒸发的温度越低，达到蒸发温度所需的时间缩短，故缩短了整个干燥过程的时间。对于香蕉片这种热敏性高的物料，在微波真空干燥时，提高真空度有利于干燥出
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Research on moisture content properties of banana slice under microwave
vacuum drying condition
CHEN Yan-zhu
（Fujian Dali Foods Group Co.,Ltd,Huian,Fujian,362100,China ）
Abstract ：In this paper,the microwave vacuum drying technique was used to study the
moisture content properties of banana slice under microwave vacuum drying condition.The
experimental results showed:the microwave vacuum drying course of banana slice could be divided
into three stages,namely raising speed,
constant rate and falling rate drying;
during the drying
course,the microwave power,slice thickness and vacuum degree had remarkable effect on rate-of-loss of coolant;microwave power was the most effective factor that affected the drying rate of banana slice,
followed by initial moisture content of banana slice,
and vacuum degree had the
least influence;the higher the microwave power and vacuum degree were and the lower the initial moisture content was,the faster the drying rate and the shorter the drying time was.
Key words ：banana slice;microwave vacuum drying;moisture content;drying property
较好的品质。
3.4在微波真空干燥过程中，切片厚度4mm ～12mm
在微波的穿透深度以内，香蕉片切片厚度越大，干燥速率越大，达到安全所需的时间也越短。
3.5水是分子极性非常强的物质，初始含水量越
大，香蕉片吸收的微波能越多，升速、恒速及降速干燥3个阶段的干燥时间明显增加，从而延长了整个干燥时间，而经过预干燥后的香蕉片的初始含水量越低，干燥所需时间越短。
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GB/T5009.3-2003食品中水分的测定方法[S]．北京：中
国食品出版社，2003．
责任编辑：潘伟彬
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一、填空题（每空1分，共计30分）1.1施工导流的方式大体上可分为两类，即分段围堰法导流及全段围堰法导流。 1.2采用分段围堰法导流量，纵向围堰位置的确定，也就是河床束窄程度的选择是关键问题之一。 1.3分段围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、工期较长的工程。 1.4束窄河床导流一般取决于束窄河床的允许流速，即围堰及河床的抗冲允许流速。 1.5有一工程，在施工中，导流设计流量为60m3/s，单侧收缩，围堰和基坑所占的过水面积为1500m2，原河床的过水面积为4500m2，则该工程的面积束窄度为，束窄段河床的平均流速为 1.6设计导流明渠时，必须重视如下问题：明渠的糙率、明渠的出口消能、明渠与永久建筑物的结合。 1.7水利水电工程施工中经常采用的围堰，按其所使用的材料可分土石围堰、草土围堰、袋装土围堰、胶凝砂砾石围堰、钢板桩格型围堰、混凝土围堰。 1.8水利水电工程施工中经常采用的围堰，按其与水流方向的相对位置可以分为横向围堰、纵向围堰。 1.9水利水电工程施工中经常采用的围堰，按导流期间基坑淹没条件可以分为过水围堰和不过水围堰 1.10过水围堰除需要满足一般围堰的基本要求外，还要满足堰顶过水的专门要求。 1.11围堰的平面布置一般应按导流方案、主体工程轮廓对围堰提出的要求而定。 1.12堰顶高程取决于导流设计流量及围堰的工作条件。 1.13纵向围堰的堰顶高程，要与束窄河段导流设计流量时的水面曲线相适应。 1.14围堰的防渗、接头和防冲是保证围堰正常工作的关键。 1.15导流设计流量一般需结合导流标准和导流时段的分析来决定。 1.16所在在施工导流中，常把截流看作一个关键性问题，它是影响施工进度的一般控制项目。 1.17河道有立堵法、平堵法、立平堵法、下闸截流以及定向爆破截流等多种方
化工原理干燥实验报告 一、摘要 本实验在了解沸腾流化床干燥器的基本流程及操作方法的基础上，通过沸腾流化床干燥器的实验装置测定干燥速率曲线，物料含水量、床层温度与时间的关系曲线，流化床压降与气速曲线。 干燥实验中通过计算含水率、平均含水率、干燥速率来测定干燥速率曲线和含水量、床层温度与时间的关系曲线；流化床实验中通过计算标准状况下空气体积、使用状态下空气体积、空气流速来测定流化床压降与气速曲线。 二、实验目的 1、了解流化床干燥器的基本流程及操作方法。 2、掌握流化床流化曲线的测定方法，测定流化床床层压降与气速的关系曲线。 3、测定物料含水量及床层温度时间变化的关系曲线。 4、掌握物料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量X0及恒速阶段的传质系数kH及降速阶段的比例系数KX。 三、实验原理 1、流化曲线 在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得
到流化床床层压降与气速的关系曲线（如图）。 当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本静止不动，气体只能从床层空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为1（在双对数坐标系中）。当气速逐渐增加（进入BC段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。 当气速继续增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。当气速增大至某一值后（D点），床层压降将减小，颗粒逐渐被气体带走，此时，便进入了气流输送阶段。D点处的流速即被称为带出速度(u0)。 在流化状态下降低气速，压降与气速的关系线将沿图中的DC线返回至C点。若气速继续降低，曲线将无法按CBA继续变化，而是沿CA’变化。C点处的流速被称为起始流化速度(umf)。 在生产操作过程中，气速应介于起始流化速度与带出速度之间，此时床层压降保持恒定，这是流化床的重要特点。据此，可以通过测定床层压降来判断床层流化的优劣。 2、干燥特性曲线 将湿物料置于一定的干燥条件下，测定被那干燥物料的质量和温度随时间变化的关系，可得到物料含水量（X）与时间（τ）的关系曲线及物料温度（θ）与时间（τ）的关系曲线（见下图）。物料含水量与时间关系曲线的斜率即为干燥速率（u）。将干燥速
洞道干燥特性曲线测定实验 一、实验目的 1. 了解洞道干燥装置和流化床干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求干燥速率曲线、恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 二、基本原理 在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定而取得。 1. 干燥速率的定义 干燥速率定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即： C G dX dW U Ad Ad ττ= =- kg/(m2s) (11－1) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m2s ）；A －干燥表面积，m2；W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ；Gc －绝干物料的质量，kg ；X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料 2. 干燥速率的测定方法 （1）将电子天平开启，待用。将快速水分测定仪开启，待用。 （2）将0.5~1kg 的湿物料（如取0.5~1kg 的黄豆放入60~70℃的热水中泡30min ，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。 （3）开启风机，调节风量至40～60m3/h ，打开加热器加热。待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出10克左右的物料，同时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量i G 和终了质量iC G 。则物料中瞬间含水率 iC iC i i G G G X -= 。 计算出每一时刻的瞬间含水率i X ，然后将i X 对干燥时间i τ作图，如图11－1，即为干燥曲线。
二、选择题 1．具有独立的设计文件，可以独立施工，建成后能够独立发挥生产能力或效益的工程称为（）。 A．建设项目B．单项工程C．单位工程D．分部工程 2．（）是以横道线条结合时间坐标来表示项目各项工作的开始时间、持续时间和先后顺序。 A．横道计划B．网络计划C．里程碑计划D．树型图 3．（）是以箭线和节点组成的有序有向的网状图形来表示项目进度的计划。 A．横道计划B．网络计划C．里程碑计划D．树型图 4．（）是指某专业工种的工人在从事建筑产品施工生产过程中所必须具备的活动空间。 A．工作面B．施工段数C．施工层数D．施工过程数 5．在双代号网络图中，一条箭线代表（）。 A．一项工作B．一定资源C．一定时间D．一定成本6．虚箭线（）。 A．占用时间，消耗资源B．不占用时间，消耗资源C．占用时间，不消耗资源D．不占用时间，不消耗资源
7．节点在双代号网络图中表示（）。 A．一项工作B．时间的长短 C．一项工作的结束或开始D．成本的大小 8．（）为关键工作。 A．总时差最大的B．总时差最小的 C．自由时差最大的D．自由时差最小的 9．（）是以横坐标表示进度时间，纵坐标表示累计完成任务量，绘制出一条按计划时间累计完成任务量的曲线，将实际完成任务量与其比较的方法。 A．S曲线比较法B．“香蕉曲线比较法” C．前锋线比较法D．网络图比较法 10．采用列表比较法进行进度计划比较时，若尚有总时差小于原有总时差，但仍为正值，则说明（）。 A．实际进度比计划进度计划提前，对总工期无影响。 B．实际进度比计划进度计划拖后，对总工期有影响，应当调整。C．实际进度比计划进度计划拖后，对总工期无影响。 D．实际进度比计划进度计划提前，应当调整总工期。11．PMBOK的概念是由哪个组织提出？（） A．美国项目管理协会B．中国项目管理协会 C．国际项目管理协会D．国际工程师联合会 12．从项目的生命周期看，项目的前期费用投入情况和对工程寿命期的影响情况分别是哪项？（）
e北京化工大学 实验报告 课程名称：化工原理实验实验日期：2012.5.9 班级：化工0903班姓名：徐晗 同组人：高秋，高雯璐，梁海涛装置型号：FFRS-Ⅱ型 流化干燥实验 一、摘要 本实验通过空气加热装置测定了空气的干、湿球温度，通过孔板流量计测定了空气的流量，并采用湿小麦为研究对象，对其进行干燥，分别记录了物料温度、床层压降、孔板压降等参数，测定了小麦的干燥曲线、干燥速率曲线，以及流化床干燥器中小麦的流化曲线。实验中通过Excel作图并进行了实验结果分析。 关键词：流化床干燥含水量床层压降速率曲线 二、实验目的 1. 了解流化床干燥器的基本流程及操作方法。 2.掌握流化床流化曲线的测定方法、测定流化床床层压降与气速的关系曲线。 3.测定物料含水量及床层温度随时间变化的关系曲线。 4.掌握物料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量X0及恒速阶段的传质系数k H及降速阶段的比例系数K x。 三、实验原理 1.流化曲线 在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得到流化床床层压降与气速的关系曲线。如图1所示。 图1 流化曲线 当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本静止不动，气体只能从床层空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为1（在双对数坐标系中）。当气速逐渐增加
（进入BC阶段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。 当气速继续增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。当气速增大至某一值后（D点），床层压降将减小，颗粒逐渐被气体带走，此时，便进入了气流输送阶段。D点处得流速被称为带出速度（u0）。 在流化状态下降低气速，压降与气速的关系将沿图中的DC线返回至C点。若气速继续降低，曲线将无法按CBA继续变化，而使沿CA’变化。C点处的流速被称为起始流化速度（u mf）。 在生产操作中，气速应介于起始流化速度与带出速度之间，此时床层压降保持恒定，这是流化床的重要特点。据此，可以通过测定床层压降来判断床层流化的优劣。 2．干燥特性曲线 将湿物料置于一定的干燥条件下，测定被干燥物料的质量和温度随时间变化的关系，可得物料含水量（X）与时间（τ）的关系曲线及物料温度（θ）与时间（τ）的关系曲线（如图2所示）。物料含水量与时间关系曲线的斜率即为干燥速率（u）。将干燥速率对物料含水量作图，即为干燥速率曲线（如图3所示）。干燥过程可分为以下三个阶段。 图2 物料含水量、物料温度与时间的关系 图3 干燥速率曲线 （1）物料预热阶段（AB段） 在开始干燥前，有一较短的预热阶段，空气中部分热量用来加热物料，物料含水量随时
现代食品加工技术微波真空干燥技术 汤凤霞
微波真空干燥技术 一、微波真空干燥原理 二、微波真空干燥的特点 三、几个重要因素对微波真空干燥效果 的影响 四、微波真空干燥在农产品加工中的应 用 五、展望
一、微波真空干燥原理 ●微波是频率在300兆赫的电磁波。 ●被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频电磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化，造成分子的运动和相互摩擦效应。 ●此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一系列物化过程而达到微波加热干燥的目的。
●微波加热主要特点 加热迅速 微波加热与传统加热方式完全不同。它是使被加热物料本身成为发热体，不需要热传导的过程。因此，尽管是热传导性较差的物料，也可以在极短的时间内达到加热温度。 ●加热均匀 无论物体各部位形状如何，微波加热均可使物体表里同时均匀渗透电磁波而产生热能。所以加热均匀性好，不会出现外焦内生的现象。
●节能高效 由于含有水分的物质容易吸收微波而发热，因此除少量的传输损耗外，几乎无其它损耗。故热效率高、节能。它比红外加热节能1/3以上。 ● 工艺先进 只要控制微波功率即可实现立即加热和终止。应用人机界面和PLC可进行加热过程和加热.工艺规范的可编程自动化控制。 ● 安全无害 由于微波能是控制在金属制成的加热室内和波导管中工作，所以微波泄漏极少，没有放射线危害及有害气体排放，不产生余热和粉尘污染，既不污染食物，也不污染环境。
● ●脱水农产品具有方便、健康、毋须冷藏、保藏运输费用低等优点，在世界各地有着广阔的市场前景。 ●目前传统的热风干燥已不能满足消费者追求品质一流的要求 ●真空冷冻干燥的产品品质优良，但存在的问题： ●干燥时间长，设备投资大，生产成本高
香蕉片微波真空干燥水分特性的研究 陈燕珠 （福建达利集团公司化验室，福建惠安362100） 摘要：利用微波真空干燥技术对香蕉片微波真空干燥水分特性进行研究。结果表明，香蕉片微波真空干燥过程可分为升速、恒速及降速干燥三个阶段。在微波真空干燥过程中，微波功率、切片厚度和真空度对香蕉片失水速率都有极显著的影响。微波强度对香蕉片的干燥速率影响最显著，其次是香蕉片初始含水量，而真空度对香蕉片干燥速率的影响最小。在干燥过程中，微波强度越大，真空度越高，香蕉片初始含水量越低，干燥速率越快，所需的干燥时间越短。 关键词：香蕉片；微波真空干燥；水分；干燥特性中图分类号：S668.109 文献标识码：A 文章编号：1673－4823(2010)03－0107-05 [收稿日期]2010-05-13 [作者简介]陈燕珠(1988-)，女，福建泉州人，研究实习员，主要从事食品检验检测工作。 闽西职业技术学院学报Journal of Minxi Vocational and Technical College 第12卷第3期2010年9月Vol.12No.3September 2010 doi ：10.3969/j.issn.1673-4823.2010.03.027 香蕉是世界四大水果之一，是热带、亚热带地区的重要水果，含有丰富的碳水化合物、蛋白质、脂肪、粗纤维、矿物质以及维生素等营养物质，果实质地柔软，清甜芳香，营养价值高。香蕉果实、果汁和花根等具有止渴、润肺肠、通血脉和利便等药用价值，是人们喜爱的热带果品之一。目前中国是世界第三大香蕉生产国[1]。由于香蕉果实富含果胶、糖类、单宁及各种酶类，生化反应活跃，这些生理特点使得其受运输和贮藏条件所限，往往未经销出就大量变质，造成很大浪费，因此香蕉的贮藏保鲜与加工显得尤为重要[2]。许多学者不断研究开发了油炸香蕉片、香蕉汁、香蕉粉、酿酒等香蕉加工产品。干燥作为香蕉贮藏的重要手段在生产上被应用广泛。香蕉的传统干燥一般采用烘箱烘烤或日晒法，耗时长，费工多，品质差。目前生产上一般采用真空油炸脱水法进行香蕉片的干制，该脱水法虽克服了传统干燥的缺点，但存在耗能大，产品香气成分丧失，色泽较暗，且含油率较高，易蛤败等问题[3]。微波真空干燥技术综合了微波干燥和真空干燥的优势，是一种节能低耗型的技术，具有生产速度快、效率高、成本低、设备占地面积小、投资回收期短等特点。它克服了常规真空干燥周期长、效率低的缺点，能较好地保存物料营养成分及改善干制品的其他品质（如褐变）[4-5]，同时又缩短了干燥时间， 提高了生产效率[6]。该技术工艺简单易行，安全卫生，保证了产品的纯天然性，不但有利于环保，还有利于消费者的健康[7]。因此，微波真空干燥技术在医药、食品工业、化工、烟草以及农产品加工等领域越来越受到重视和广泛应用。国内外已经有较多的采用微波真空干燥技术干制苹果片、菠萝片、香蕉粉、花椒、葡萄、酸梅、龙眼、猕猴桃、银耳、胡萝卜、板栗、南瓜渣、佛手瓜、蕨菜和大蒜等方面的研究报道[3，7-20]，有些已得到成功应用并取得显著的经济效益。 鉴于微波真空干燥技术与其他干燥方法相比具有的独特优点，本课题拟将微波真空干燥技术应用于香蕉片加工，通过深入研究香蕉片的微波真空干燥特性，探索香蕉片在微波真空干燥过程中的水分变化规律，量化微波强度、真空度、香蕉切片厚度和香蕉片初始含水量这四者与干燥时间及香蕉失水量之间的关系，以期为真空干燥香蕉片的产业化生产提供理论依据和科学指导，为香蕉干制开辟一条新的出路。 1材料与方法1.1 材料 天宝香蕉：挑选新鲜、外形整齐、果实较硬、果皮 亮黄色略带少许青绿色的七八分熟的香蕉，剔除虫咬、有组织损失、过熟者。 107
干燥速率曲线的测定实验 一、实验内容 (1)在一定干燥条件下测定硅胶颗粒的干燥速率曲线； (2)测定气体通过干燥器的压降。 二、实验目的 (1)了解测定物料干燥速率曲线的工程意义 (2)学习和掌握测定干燥速率曲线的基本原理和实验方法。 (3)了解影响干燥速率的有关工程因素，熟悉流化床干燥器的结构特点及操作方法。 三、实验基本原理 干燥时指采用某种方式将热量传给湿物料，使其中的湿分（水或者有机溶剂）汽化分离的单元操作，在化工，轻工及农、林、渔业产品的加工等领域有广泛的应用。 干燥过程不仅涉及到气、固两相间的传热和传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料向内部表面传质的机理。由于物料的含水性质和物料的形状及内部结构不同，干燥过程速率受到物料性质，含水量，含水性质，热介质性质和设备类型等各种因素的影响。目前，尚无成熟的理论方法来计算干燥速率，工业上仍需依赖于实验解决干燥问题。 物料的含水量，一般多用相对于湿物料总量的水分含量，即以湿物料为基准的含水率，用ω（kg水分/kg湿物料）来表示，但干燥时物料总量不断发生变化，所以，采用以干物料为基准的含水率X（kg水分/kg干物料）来表示较为方便。ω和X之间有如下关系： 在干燥过程的设计和操作时，干燥速率是一个非常重要的参数。例如对于干燥设备的设计或选型，通常规定干燥时间和干燥工艺要求，需要确定干燥器的类型和干燥面积，或者，在干燥操作时，设备的类型及干燥器的面积已定，规定工艺要求，确定所需干燥时间。这都是需要知道物料的干燥特性，即干燥速率曲线。 干燥速率一般用单位时间内单位面积上汽化的水量表示 式中——干燥速率，kg/(m2·s)； ——干燥除去的水量，kg； ——平均面积，m2； ——干燥时间，s。 干燥速率也可以以干物料为基准，用单位质量干物料在单位时间内所汽化的水量表示 式中——干物料质量，kg。 因为
国外发达国家在八十年代时已开始进行工业化微波真空干燥设备开发，并在实际应用中取得良好的效果。法国国际微波公司用微波真空干燥设备加工无籽葡萄干，将传统工艺65℃、24小时热风烘干变为50℃、5小时微波真空干燥，产品质量和产量都大大提高。在国内率先开始研发微波真空设备，通过几年的努力，完成工业化10KW微波真空干燥设备研制。为制药工程、生物工程、化工工程、材料工程以及农副产品深加工提供了一种新型、高效的干燥设备。 如下是微波真空干燥设备干燥的几大优点： 1、高效常规的真空干燥设备都采用蒸汽进行加热，需要从里到外进行加热，加热速度慢需要耗费大量的煤，而微波真空干燥设备采用的是电磁波加热，无需传热媒介，直接加热到物体内部，升温速度快，1千瓦的微波能在3-5分钟内将常温下的水加热到100℃，避免了上述缺点，所以速度快、效率高、干燥周期大大缩短，能耗降低。与常规干燥技术相比可提高工效四倍以上。 2、加热均匀由于微波加热，是从内到外对物料进行同时加热，物料的内外温差很小，不会产生常规加热中出现的内外加热不一致的状况，从而产生膨化的效果，利于粉碎，使干燥质量大大提高。 3、易控，便于连续生产及实现自动化，由于微波功率可快速调整及无惯性的特点，易于即时控制，可以在40℃-100℃之间任意调节温度。 4、备体积小，安装维修方便，不用占太大的场地。 5、微波真空干燥设备质量好，微波真空干燥设备在延长食品的保质期、保存食品原有的风味和营养成分、保留原料的生理活性、增强保健食品的功能性、提高农产品的附加值等方面。与常规方法相比，所加工的产品质量有较大幅度的提高。 6、微波真空干燥设备微波具有消毒、杀菌的功效，产品安全卫生。保质期长。 7、微波真空干燥设备经济效益显著。传统的干燥所需的时间很长、速度很慢、能耗大、加工费用高。采用微波加热，可以节约大量的能源、提高加热和干燥的速度。这是因为微波具有穿透性，在对物体加热时，不需要任何传媒，且可对物料内外同时加热。根据国内外资料显示，采用微波设备对物料加热，其速度和效能是常规加热方法的4~20倍。 从以上介绍的特点中，节能、降耗、提高产品质量、安全卫生、设备投资成本低等诸方面即可看出其经济效益和社会效益的显著。目前新型工业化微波真空干燥设备从2KW-100KW微波真空干燥设备已形成系列产品。这将为我国国民经济诸多领域及科研部门提供一种现代化的高新技术干燥设备。
一、实验课程名称：化工原理 二、实验项目名称：干燥特性曲线测定实验 三、实验目的和要求： 1. 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 四、实验内容和原理实验内容：测定时间与物料质量的变化关系，计算含水量、干燥速度，绘制干燥曲线与干燥速率曲线。 实验原理：在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中的被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定。 按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度、与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。 1. 干燥速率的定义 干燥速率的定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分 GdX质量。即－ 2. 干燥速率的测定方法 将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。若记录物料不同时间下质量G，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分X。再将物料烘干后称重得到绝干物料重Gc，则物料中瞬间含水率X为 *
洞道干燥特性曲线测定实验 、实验目的 1. 了解洞道干燥装置和流化床干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求干燥速率曲线、恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量 的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 、基本原理 在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速 率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中被 干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需 要通过实验测定而取得。 1. 干燥速率的定义 (提供湿分汽化的面积)、单位时间内所除去的湿分质量，即: 式中， U —干燥速率，又称干燥通量，kg/ (m2S ; A —干燥表面积，m2 W —汽化的湿分 量，kg ； —干燥时间，s ; Gc —绝干物料的质量，kg ； X —物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料 2. 干燥速率的测定方法 (1)将电子天平开启，待用。将快速水分测定仪开启，待用。 (2)将0.5~1kg 的湿物料(如取0.5~1kg 的黄豆放入60~70C 的热水中泡30min ,取出，并 用干毛巾吸干表面水分，待用。 (3)开启风机，调节风量至 40?60m3/h ，打开加热器加热。待热风温度恒定后(通常可设 定在70?80C)，将湿物料加入流化床中，开始计时，每过 4min 取出10克左右的物料，同 时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量 X G , G ,C X i —G G 'C 。 计算出每一时刻的瞬间含水率 X i ，然后将X i 对干燥时间i 作图，如图11 — 1,即为干燥曲 干燥速率定义为单位干燥面积 dW U — Ad G c dX Ad kg/(m2s) (11 -1) G i 和终了质量 GiC 。则物料中瞬间含水率
谷物化学与品质分析 稻谷自然干燥特性与品质的研究 刘建伟 徐润琪 包清彬 (四川工业学院包装与食品工程系,成都 610039) 摘要 研究了不同自然干燥条件下的稻谷干燥特性及其对稻谷干燥品质,特别是对稻谷爆腰发生的影响。结果表明:采用控制干燥速度和避免过度干燥的室外阴干的方法,可以有效地降低稻谷爆腰率,提高稻谷干燥品质。 关键词 稻谷 自然干燥 干燥特性 干燥品质 爆腰率 稻谷干燥是稻谷收获后在产地进行的加工过程,其目的是为了防止稻谷霉烂变质、提高稻谷的储藏性和加工性。稻谷干燥就是利用自然的(太阳能)或人工的加热方法,使稻谷水分蒸发除去的一个过程。自然干燥方法,由于不受场地限制、不需要设备投资和能源消耗,至今仍被包括我国在内的大多数发展中国家广泛采用。但是,自然干燥方法受人为因素和自然条件的影响较大,干燥品质难以保证。随着社会经济的进步,我国也会向先进国家广泛采用的人工(机械)干燥方向发展。但从环境保护、节省能源及绿色食品考虑,利用太阳能进行农产品干燥的应用研究同样受到重视并取得一定成果。【1】 表1 1998年稻谷试样及干燥实验结果 试样编号品种(产地)采集时间干燥条件 环境空气 温度(℃)湿度(%)干燥时间 (h) 干燥速度 (%/h) 含水率(%wb) 初始干燥终储藏终 爆腰率 (%) 398B1桂朝2号(红光)9月5日室内阴干26.566.027.615.6 2.0 398B1A桂朝2号(红光)9月5日室外晒干31.750.78.0 3.4627.613.183.2 398B1B桂朝2号(红光)9月5日室外晒干31.750.717.00.8527.613.228.0 398B1C桂朝2号(红光)9月5日室外晒干31.750.717.00.9127.613.220.4 398B1D桂朝2号(红光)9月5日室外阴干31.750.725.00.5427.613.88.4 398B2桂朝2号(红光)9月5日室外阴干31.750.711.5 1.2427.614.115.09.2 398B3桂朝2号(红光)9月5日室外晒干31.750.78.5 2.8627.611.514.136.5 98B4冈优22(红光)9月7日室内阴干26.566.024.615.910.6 98B4A冈优22(红光)9月7日室外晒干33.046.5 6.0 2.1224.613.031.6 98B4B冈优22(红光)9月7日室外阴干33.046.58.0 1.3324.613.618.0 98B4C冈优22(红光)9月7日室外阴干33.046.511.0 1.0624.613.618.0 98B4D冈优22(红光)9月7日室外阴干33.046.517.00.6224.614.111.6 98B4E冈优22(红光)9月7日室外阴干33.046.518.00.5924.614.210.8 98B5冈优22(红光)9月7日室外阴干33.046.511.50.6924.615.115.712.8 98B6冈优22(红光)9月7日室外晒干33.046.58.5 1.3324.613.314.526.0 98B7汕优149(银丰)9月10日室外晒干15.846.7 98B82优838(银丰)9月10日室外晒干15.67.6 398B9小香谷(郫筒)9月11日室外晒干15.639.2 注:3为常规稻谷,其余为杂交稻谷。
微波真空与真空冷冻干燥的组合应用 摘要：随着人民生活水平的提高,人们越来越关注食品干燥产品的品质,对食品的品质提出了更高的要求。干燥过程对农产品和食品产品的品质具有很大的影响,有时甚至起到决定性的作用。众所周知,现在仍占主导地位的热风干燥对食品的色泽、维生素C及其他生物活性物质破坏的程度较大,而目前要获得优质干燥产品常常需要采用昂贵的方法和设备,如冷冻干燥。干燥的经济性和产品质量之间目前还存在着很大的矛盾,如何以低能耗和低成本去获得优质的脱水干燥产品,是当前农产品和食品干燥研究中急需研究和解决的问题,也是干燥技术研究和发展中的一项最大的挑战。本文分别介绍了微波真空干燥和真空冷冻干燥及其组合应用，旨在充分利用冷冻干燥在保持水果色香味和微波干燥在节省能耗和降低成本上的优势，吸收利用两者的优点，解决现在干燥领域发展的难题。 关键字：食品干燥，热风干燥，冷冻干燥，微波干燥 0引言 我国是一个农业大国，水果蔬菜资源丰富，品种繁多，且品质优良，价格低廉。脱水果蔬作为果蔬深加工的一种，具有新鲜果蔬的色、香、味，便于运输，使廉价的果蔬增值等优点，且食用方便，适应现代人们快节奏的生活方式，在国内外受到普遍欢迎。发达国家脱水蔬菜的比例很高，在美国，洋葱、大蒜收获量的绝大部分用来生产脱水洋葱和脱水大蒜，葡萄干占收获量的25%。而我国，除辣椒外，其它脱水蔬菜的比例都较低。近十多年来，我国的脱水果蔬加工业得到了迅猛发展，且脱水果蔬已成为我国重要的出口农产品之一[1]。我国生产的冻干食品，主要包括：汤料、虾仁、半成品（如鸡蛋粉）、保健品（如冻干人参）及方便面调料（如方便面中的脱水菜、肉丁）等，年产量几千吨。2010 年，仅我国高档方便面辅料一项，约需冻干食品 4 万吨，加上各种快餐配料、汤料、饮料等，每年冻干食品的消费将接近10 万吨。国际市场冻干食品供不应求，全世界冻干食品的产量，在20 世纪70 年代仅20 万吨，到20 世纪90 年代己达到上千万吨。近些年冻干食品的消耗量：美国在500 万吨以上，日本在160 万吨以上，法国在150 万吨以上。国内冻干食品工业尚处于发展初期，产量还很低。却引来了外商向我国市场的大量求购。这既有国际市场对冻干食品供不应求的外因，也有我国冻干食品生产成本相对低的内因[2]。目前，要获得优质的脱水果蔬，主要采用冷冻干燥，能保持产品原有的色香味和质构（外形），但冷冻干燥设备昂贵，生产能耗费极高。进口设备一般要几十万美元，国产的冷冻干燥机也要几十万至几百万元；操作费用高，冷冻干燥中需要维持-25o C 的低温，5 Kpa的高真空，干燥时间20 h 左右，生产能力也有限。冷冻干燥适合加工附加值较高的药品、生物制品和食品等，一般说来，绝大多数农产品和食品都是附加值比较低的大众产品，难以采用冷冻干燥工艺。采用其它干燥方式（如热风干燥，微波干燥，远红外干燥，渗透干燥），目前还不能得到优质的脱水产品。微波真空干燥是一种新的干燥技术，是一种常温、快速脱水干燥技术。虽然脱水产品的色、香、味和营养保留能够接近冷冻干燥产品，生产费用可大大降低，但是干燥后期产品质构也发生较大变化，产品的外形保留与冷冻干燥产品有较大的差距。 1 真空冷冻干燥 真空冷冻干燥(又称冻干, 英文“Freeze Dried”简称“FD”), 是真空技术与冷冻技术相结合的新型干燥脱水技术。冷冻干燥的简单定义是: 先将湿物质冷冻, 然后把它放到较低的水蒸气分压下, 使冰直接升华成蒸汽的干燥方法。与其他干燥手段( 水蒸气转变为气相) 不同, 物料中的水是固态直接转变为气态的。真空冷冻产品具有很多优点, 能提高产品附加值并促进地方经济
一、微波原理：微波是一种波长极短的电磁波，它和无线电波、红外线、可见光一样，都属于电磁波，微波的频率范围从300MHZ到300KMHZ，即波长从1毫米到1米的范围。微波加热干燥的原理：是利用微波在快速变化的高频电磁场中与物质分子相互作用，被吸收而产生热效应，把微波能量直接转换为介质热能，微波被物体吸收后，物体自生发热，加热从物体内部、外部同时开始，能做到里外同时加热，不同的物质吸收微波的能力不同，其加热效果也各不相同，这主要取决于物质的介质损耗。水是吸收微波很强烈的物质，一般含有水分的物质都能用微波来进行加热，快速均匀，达到很好效果。 二、微波干燥特点： 1、干燥速度快。常规方法如:蒸汽干燥、电热干燥、热风干燥等，由10%含水量脱至1%以下需十几个小时，采用微波干燥仅需十几分钟；由5%含水量脱至1%以下常规方法需六至七小时，采用微波干燥仅需几分钟；由30%-20%含水量脱至1%以下，常规方法需二十几小时，采用微波干燥仅用二十分钟左右。 常规热力干燥往往在环境及设备上存在热损失，室内环境温度高。而微波是直接对物料进行作用，因而没有额外的热能耗损,微波干燥处理均无以上现象。设备能即开即用,没有常规热力干燥的热惯性,操作灵活方便,微波功率可调,传输速度从零开始连续可调,便于操作。 2、保持物料原色。由于微波干燥不需要热传导，物料自身发热，干燥速度快，接触物料的温度大大低于常规方法，不会造成物料裂变现象。 3、流水线作业，操作环境好。与常规方法相比，微波设备不需要锅炉、复杂的管道系统，煤场和运输车辆，只要具备水，电基本条件即可。相比而言，一般可节电30％-50％。改善劳动条件，节省占地面积.设备的工作环境低、噪音小，极大地改善了劳动条件，整套微波设备的操作只需2-3人。微波干燥设备可以与上料机、出料输送机、振动筛、包装机等设备连接，组成一条流水生产线，这样大大提高了劳动生产力，车间里没有粉尘飞扬状况发生，符合国家GMP生产标准。 我公司是国内专业做工业微波设备的厂家。经过多年不断研究开发，微波干燥设备在化工医药食品添加剂、中间体等物料干燥方面取得良好效果。本公司跟大型微波研究所合作，由微波专家根据您的物料特性、产量要求设计出专门属于您公司的设备！保证令您满意! 问题1：微波是什么？ 答：微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波，微波是指频率为300MHz-300KMHz 的电磁波，即波长在1米到1毫米之间的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。 问题2：微波是怎样产生的？
洞道干燥特性曲线测定实验 一、实验目的 1. 了解洞道干燥装置和流化床干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求干燥速率曲线、恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 二、基本原理 在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定而取得。 1. 干燥速率的定义 干燥速率定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即： C G dX dW U Ad Ad ττ==- kg/(m2s) (11－1) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m2s ）；A －干燥表面积，m2；W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ；Gc －绝干物料的质量，kg ；X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料 2. 干燥速率的测定方法 （1）将电子天平开启，待用。将快速水分测定仪开启，待用。 （2）将0.5~1kg 的湿物料（如取0.5~1kg 的黄豆放入60~70℃的热水中泡30min ，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。 （3）开启风机，调节风量至40～60m3/h ，打开加热器加热。待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出10克左右的物料，同时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量i G 和终了质量 iC G 。则物料中瞬间含水率 iC iC i i G G G X -= 。
连续式真空干燥机 冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术，是将被干燥的物质在低温下快速冻结，然后在适当的真空环境下，使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程. 冷冻干燥得到的产物称作冻干物，该过程称作冻干。 物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中，升华过程不会因脱水而发生浓缩现象，避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。干燥物质呈干海绵多孔状，体积基本不变，极易溶于水而恢复原状。在最大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。 各层加热盘上均有热载体进出口管，一般上部几层采用低压饱和蒸汽或热水、热油串联、并联或串并联输入加热，控制各层温度；而底部二层通入冷却水，以降低产品温度，回收热量，确保质量。加热盘按一定的间距固定在筒体框架上，呈水平置放，其间每层均装有十字臂架，上下两层错位45°交错固定在中心主轴上，并由蜗轮减速器、无级变速器及电机等驱动，以0.6~3.7(r/min)缓慢地转动。每根臂架上装有多支可拆式铧犁形耙叶或者平刮板，呈等距排列。耙叶采用铰接及簧片摆动结构，使其底刃在盘面上随偶浮动，并可根据物料性状任意调节耙叶角度，以确保物料在盘面上不断向前推进。 被干燥物料从顶部圆盘加料器连续地加到设备内最上面第一层小加热盘的内圈盘面上，在回转耙叶的机械作用下，一边翻滚搅拌，一边从内向外不断向前移动，呈锯齿形布满整个盘面上，得到接触加热干燥；然后物料从外缘跌落到下面第二层大加热盘外圈盘面下，在反向安装的耙叶作用下，又从外向内循序移到内缘，落到第三层小加热盘的内圈盘面上。以此类推，这样物料一层一层地自上而下地逐层移动，连续得到加热干燥。 被蒸发的湿分与设备内尾气混合从上部出口自然排出，最终干料落到下盘上，由耙叶刮到底部卸料口连续排出，获得合格的干燥成品。根据产品性能、干燥要求和处理量大小，板式干燥机采用了主轴无级调速、手动调节圆盘加料器调节套高度，控制各层加热盘温度分布，末期冷却降温等一系列措施，发挥了板式干燥机的优越性能。 真空干燥机-机械使用 微波真空干燥机 真空干燥设备系由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。主要部件为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。它的工作原理是将被干燥的物品先冻结到三相点温度以下，然后在真空条件下使物品中的固态水份（冰）直接升华成水蒸气，从物品中排除，使物品干燥。物料经前处理后，被送入速冻仓冻结，再
实验七 干燥实验 （一）沸腾干燥实验 沸腾干燥又称流化干燥，是固体流态化技术在干燥上的应用。沸腾床干燥器具有传热系数大,热效率高的特点，被广泛应用于化工、医药、食品等行业。 目前对干燥机理的研究尚不够充分，干燥速度的数据还主要依靠实验。在生产操作中，测量床层压力降可了解床层是否达到流态化，操作是否稳定等。因此，通过实验，可进一步掌握沸腾干燥的基本概念、基本理论和流化曲线、干燥曲线和干燥速率曲线等测定方法，同时还可了解操作故障的识别和排除，为今后的工业干燥器设计和生产操作打下坚实的基础。 一．实验任务（任选一个） 1．通过对流化曲线的测定，确定干燥介质适宜的操作流速范围； 2．某工厂需要设计一个沸腾床干燥器，用于干燥绿豆。请根据实验室提供的设备（见第三部分，实验装置与流程），设计一实验方案并进行实验，为他们提供有关参数，如绿豆的含水量随干燥时间的变化曲线、绿豆表面温度随干燥时间的变化曲线、干燥速率曲线、含水量、临界含水量0X 等。 二．实验原理 1．流化曲线： 流化曲线也称床层压降与气速的关系曲线。在流化床的底部气体分布板处装有一压力传感器，测定床层底部的压力，在玻璃管上口处也装有一压力传感器，通过测定床层流化 前后压力降Δ P f 1）。 图中曲线的a 段（虚线）表明固定床阶段压力降ΔP f 与空床流速u 成正比；此后如再增加气速，压力降的增加变缓，此时床内颗粒变松，成为膨胀床，气速增到b 处附近，床层开始流态化；此后气速再增，床层压力降基本上维持不变，如曲线的c 段所示，此即流化床阶段；过了c 段以后，气速再增，压力降反而变少，如曲线的b 段所示，此时颗粒开始为上升气流所带走，达到了气力输送阶段；若气流增大到将颗粒全部带走，此时压力降减到与气体流过空管的压力降相当。 如果到达流化阶段c 以后，把气速逐渐减少，可以测出压力降并不沿c －b －a 的路线返回，而是循着c －a’ 的路线返回。曲线的a’段亦相当于固定床阶段，但a’ 段与c 段之间有更为明显的转折，且a’ 段所显示的压力降比a 段所显示的低，此说明从流化床回复到固定床时，颗粒由上升气流中落下，所形成的床层较人工装填时疏松一些，阻力也就小一些。
浙江科技学院 实验报告 课程名称：化工原理 实验名称：干燥特性曲线测定实验学院：生物与化学工程学院专业班：化工111 姓名：王建福 学号：5110420016 同组人员：杨眯眯张涛 实验时间: 2013 年11 月28 日指导教师：诸爱士
一、 实验课程名称：化工原理 二、实验项目名称：干燥特性曲线测定实验 三、实验目的和要求： 1. 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 四、实验内容和原理 实验内容：测定时间与物料质量的变化关系，计算含水量、干燥速度，绘制干燥曲线与干燥速率曲线。 实验原理：在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中的被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定。 按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度、与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。 1. 干燥速率的定义 干燥速率的定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量。即 C G dX dW U Ad Ad ττ= =- (1) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m 2 s ）；A －干燥表面积，m 2； W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ； Gc －绝干物料的质量，kg ； X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料，负号表示X 随干燥时间的增加而减少。 2. 干燥速率的测定方法 将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。若记录物料不同时间下质量G ，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留 在物料中的水分就是平衡水分X * 。再将物料烘干后称重得到绝干物料重Gc ，则物料中瞬间含水率X 为 G Gc X Gc -= （2） 计算出每一时刻的瞬间含水率X ，然后将X 对干燥时间τ作图，如图1，即为干燥曲线。 图1恒定干燥条件下的干燥曲线