生物工业下游技术第十章蒸发与干燥.pptVIP

2、湿空气的性质 湿空气是绝干空气和水蒸气的混合物。能用于干燥的湿空气必须是不饱和空气，从而可继续容纳水分。 采用热空气作为干燥介质的目的不仅是为了提供水分气化所需的热量，而且是为了降低空气的相对湿度以提高空气的吸湿能力。 空气性质对物料的干燥影响很大，而且随着干燥过程的进行不断发生变化。 第二十九页，共五十二页。 第二十九页，共五十二页。 空气的常用性质： 当空气达饱和时， t=tw。 当空气未饱和时， ttw。 空气的湿度越小， t和tw的差值越大。 (1)干球温度与湿球温度 ①干球温度(dry bulb temperature)是用普通温度计在空气中直接测得的温度，常用t表示。 ②湿球温度(wet bulb temperature)是在温度计的感温球包以湿纱布放置在空气中，传热和传质达到平衡时所测得的温度，常用tw表示。 第三十页，共五十二页。 第三十页，共五十二页。 空气的常用性质： ①空气湿度(humidity，H)系单位质量干空气带有的水蒸气的质量(kg水蒸气/kg干空气)。 H=0.622p/(P-p) 式中，P为湿空气的总压，Pa；p为水蒸气分压；0.622为水分子量18与空气分子量29之比。 (2)湿度和相对湿度 第三十一页，共五十二页。 第三十一页，共五十二页。 ②相对湿度 (relative humidity，RH) 是指在一定总压及温度下，湿空气中水蒸气分压p与饱和空气中水蒸气分压ps之比的百分数，常用RH%表示。 RH%= p/ps×100% 饱和空气的RH=100%； 未饱和空气的RH100%； 绝空气的RH=0%； 空气的相对湿度直接反映空气中湿度的饱和程度。 空气的常用性质： (2)湿度和相对湿度 第三十二页，共五十二页。 第三十二页，共五十二页。 根据物料中所含水分能否干燥来划分平衡水分与自由水分。 ①平衡水分 (equilibrium water)系指在一定空气条件下，物料表面产生的水蒸气压等于该空气中水蒸气分压，此时物料所含水分为平衡水分，是不能干燥的水分。 平衡水分与物料的种类、空气状态有关，根据干燥要求选择适宜的空气条件。 ②自由水分(free water)系指物料所含的水分中多于平衡水分的部分，或称游离水分，是能干燥除去的水分。 3、物料中水分的性质 (1)平衡水分与自由水分 第三十三页，共五十二页。 第三十三页，共五十二页。 根据物料中所含水分的干燥难易程度来划分结合水分与非结合水分。 ①结合水分 (bound water)系指以物理化学方式结合的水分，数字上等于RH=100%时物料的平衡水分。 由于结合水分与物料结合力强，干燥速度缓慢，如动植物细胞壁内的水分、物料内毛细管中的水分、可溶性固体溶液中的水分等。 ②非结合水分(nonbound water)系指以机械方式结合的水分，与物料结合力很弱，干燥速度较快。 3、物料中水分的性质 (2)结合水分与非结合水分 第三十四页，共五十二页。 第三十四页，共五十二页。 干燥速度是单位时间、单位干燥面积上被干物料所能汽分的水分量。即水分量的减少值，其单位kg/(m2·s)。 4.干燥速度 第三十五页，共五十二页。 第三十五页，共五十二页。 5.水分含量的测定方法 (1)测定水分含量时常用干燥失重测定法 ① 保干器干燥法，常用干燥剂为无水氯化钙、 硅胶或五氧化二磷； ② 常压加热干燥； ③ 减压干燥法等。 (2)精确测定微量水分含量时，必须采用费休 法或甲苯法。 第三十六页，共五十二页。 第三十六页，共五十二页。 6.干燥的副作用 物料的收缩 化学变化 生化变化 第三十七页，共五十二页。 第三十七页，共五十二页。 第一节 前言 蒸发：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并 移出蒸汽从而使溶液中溶质浓度提高的过程。 第一页，共五十二页。 第一页，共五十二页。 目的 增加溶质浓度，减少溶液体积，以便进一步分离提纯； 蒸发得到的溶剂较为纯净，可以再利用或无污染排放。 第二页，共五十二页。 第二页，共五十二页。 第三页，共五十二页。 第三页，共五十二页。 第二节 蒸 发 第四页，共五十二页。 第四页，共五十二页。 蒸发过程： 加热使溶液沸腾汽化 不断排除水蒸气 蒸发系统： 蒸发器和冷凝器 一、蒸发的基本流程 第五页，共五十二页。 第五页，共五十二页。 蒸发器： 加热室 气液分离器 冷凝器： 换热器 一、蒸发的基本流程 第六页，共五十二页。 第六页，共五十二页。 二、蒸发的操作方法 1.