物料干燥原理及方法

于佳滨王心彤2，李义军3（1.哈药集团中药二厂，黑龙江哈尔滨150078；2.延寿县农机总站，黑龙江延寿150700；3.汤原县农机局，黑龙江汤原154700）从物料干燥的原理出发，论述了广泛用于实际生产的几种干燥方法。
加工技术；干燥；述评；原理；方法1概述降低或除去物料中的水分称为干燥。在农产品、食品和医药等其它行业中，干燥具有极其重要的意义。干燥能保持和改善所需处理物料的品质，有利于贮藏和加工；能使物料的水分降低到不易霉变、酶化的状况，从而减少损失。另外，干燥后的物料，由于便于贮藏、运输，从而提高了其经济价值，调节了市场供应，具有相当的发展空间。
因物料的类型多种多样，其形态和物形也各有所异，因而为适应不同的物料的干燥需求，干燥的方法和所需设备也很多。目前，我国的干燥技术和设备距世界先进水平尚有较大差距，因此对干燥方法和设备的研究和推广工作，必须加以重视。
2干燥的原理2.1物料的平衡水分物料干燥就是靠汽化来降低物料中的水分。水与干燥介质接触的表面称为自由表面。由于水分在其自由表面上汽化，就在该表面形成一层处于饱和状态的水蒸气层。如自由表面水蒸气分压大于干燥介质的水蒸气分压，则水分汽化，逐渐向介质中扩散。因而，增加物料表面与干燥介质的水蒸气分压的差值，就可以加快干燥速度。反之，如果物料表面的水蒸气分压小于干燥介质的水蒸气分压，则将吸收干燥介质中的水分，物料水分增加，变为吸湿过程。经过一段时间之后，物料的水蒸气分压与干燥介质的水蒸气分压达到相等状态。此时，两者水分交换达到动态平衡，物料中所含水分即为平衡水分，周围介质的相对湿度称为平衡相对湿度。
2.2干燥过程物料刚开始干燥时，温度上升，从干燥介质中吸收热量加以预热，而物料水分变化却很少。在等速干燥阶段，物料的温度不变，降水速率为定值。
此时，物料的表面温度等于湿球温度，物料的中心温度较低，水分不断向外表移动，从表面蒸发。因此，干燥速率为定值，等速干燥阶段结束，达到某一临界点，进入降速干燥阶段。在此阶段，物料内部深处的水分蒸发比表面蒸发慢，物料内部温度升高不如表面快。干燥过程一直进行到物料达到平衡水分，物料温度等于环境温度为止。
3干燥方法3.1对流干燥法将加热的空气或烟道气与冷空气的混合气体对流的方式接触物料，从而进行湿热交换，即物料吸收热量、蒸发水分，蒸发出来的水分由干燥介质带走。这种方法的主要特点是干燥介质的温度和湿度容易控制，可避免物料发生过热而降低品质，但过程较为缓慢，热效率不高。
3.2传导干燥法物料与热表面直接触而获得热量、蒸发水分。
若物料层很薄或湿度较大，用此法较为适宜，因为蒸发水分的热量是从热表面经过物料的，热经济性好；但缺点是干燥慢且不均匀，温湿度难以控制。
3.3辐射干燥法这种方法是利用阳光或红外辐射器发出的辐射热能来干燥物料。其机理是：当辐射波长与物料的吸收波长一致时，物料就大量吸收红外线，分子振动加剧，湿度升高，内部水分随温度梯度及水分梯度的作用向表面转移并蒸发。
3.4升华干燥法在高度真空下被汽化的物料与热源温度之差很大，有利于进行升华作用。在实际作业时，先将物料冰冻，然后置于高度真空之下，慢慢地使冰冻物料的水分升华，达到干燥的目的。