过热蒸汽干燥物料临界含水率的试验研究
农机与食品机械1999年第3期总第261期☆试验与设计
过热蒸汽干燥物料临界含水率的试验研究连政国 王延耀 蒋金琳 李考年 姜学东 莱阳农学院农业工程系
摘要:对影响物料临界含水率的因素进行了系统的分析,试验研究了热风、过热蒸汽干燥物料临界含水率。过热蒸汽干燥与热风干燥相比,在介质的条件相同时,有较低的临界含水率。随着温度的升高这两种干燥介质的临界含水率差值进一步加大。对过热蒸汽来说,随着温度和风速的提高,临界含水率也提高。
叙词:过热蒸汽 干燥物 临界 含水率
过热蒸汽干燥是指利用过热蒸汽直接与被干燥物料接触而去除水分的一种干燥方式,与传统的热风干燥相比,具有节能效果显著、传热系数大、热效率高、干后产品品质好、无爆炸和失火的危险及有利于保护环境等特点。近年来倍受国内外学者注意。另一方面过热蒸汽、热风这两种性质根本不同的干燥介质其基本的热力学特性不同,使得过热蒸汽和干空气在不同的温度条件下会有不同的干燥规律,本文在试验室内设计的可进行热风干燥、过热蒸汽干燥及二者混合气为干燥介质的多功能试验台上进行了热风和过热蒸汽干燥临界含水率的对比研究。
1 影响临界含水率的因素分析
临界含水率指的是物料干燥时恒速干燥段与降速干燥段水分的界点,它标志着干燥行为的转变,是高湿物料干燥中的一个重要的参数。过热蒸汽干燥的临界含水率可由干燥速度曲线确定。
影响物料临界含水率的因素很多,分析表明:物料的形状、结构、大小、厚度不同,水分具有不同的迁移速度,而干燥介质的不同条件使水分具有不同的表面汽化速率。因此,在热风干燥中诸如物料的种类、水分与物料的结合方式、干燥介质的流量、干燥介质的温度、干燥介质的相对湿度等等,都是影响物料临界含水率的因素。关于农产物料过热蒸汽干燥的临界含水率的研究未见报道。
由于众多因素对临界含水率产生影响,关于临界含水率,尚只有用试验的手段求得。本研究,主要目的是将过热蒸汽干燥物料的临界含水率与热风干燥的数据相比。我们试验在相同的温度和质量流量下,对相同的物料条件,在试验台上进行对比试验。这样可以最大限度的消除其它因素对干燥过程的影响。
收稿日期:1998-12-292 试验数据的处理
试验中,试验室不具备连续称重测量设备,况且过热蒸汽干燥试验条件恶劣,只能是采用间歇称重测量法,即试验中将物料干燥到一定时间后,从干燥室中取出,用电子天平快速称重后,再放入干燥室中继续干燥,这样重复直到干燥过程结束,由于称量过程迅速,这种办法在一定条件下不会影响干燥过程。但是在高温条件下干燥,干燥速度快,称重时间间隔过小,频繁称重对干燥过程会有不良影响。对于确定物料在干燥过程中的临界含水率,很明显,称重时间间隔越小,越接近连续称重状态,对临界含水率测量产生偏差就越小,二者的要求正好相反。
为了获得临界含水率的精确值,在试验中采取了等称重间隔、初始起点不同的方法,使干燥过程平均的取数点的时间间隔相对缩小。
具体讲就是开始称重起始时间不同。例如,试验中,除了第一次称重外,其余的称重时间间隔为4min,第一组数据的采集时间是1,5,9,13,17…min测量,第二组的测量是在2,6,10,14,18…min进行,以次类推,至少作四组试验,这样每一时刻均有试验数据,将得到的数据在时间间隔段内取平均,然后对每个时间中相同时刻的数据相加求平均,即得到对应时刻的干燥速度;也可以将不同时刻所有的数据累加用减法得到在不同干燥时刻、统一时间间隔段的干燥速度,经计算显示这两种方法结果相差不大。该试验中的曲线是用第一种方法绘制的。通过这种数据处理方法得到的结果,虽然称重时间间隔为4 min,但数据点可缩短到每分钟描点,可使干燥临界点出现的时刻较为明显。因此,该法既不使称重对干燥过程产生较大的影响,也不会由于称重时间间隔过长而影响干燥曲线上临界点的真实位置。
3 试验结果与分析
311 热风和过热蒸汽干燥临界含水率的比较
图1、图2为相同质量流量两种不同温度条件下的过热蒸汽和热风的干燥速度曲线。
试验条件:过热蒸汽和热风的质量流量均为4kg/h,温度分别为165℃,185℃。从前面的分析可知,影响物料干燥临界含水率的因素较多。对于不同的干燥介质,干燥过程临界含水率的比较应基于在相同的干燥速度下进行,
1999No13?5?
连政国 王延耀 蒋金琳等
☆过热蒸汽干燥物料临界含水率的试验研究
把介质参数的综合影响体现在干燥速度上。选定这两种温度条件主要是基于在这个温度范围内,热风和过热蒸汽干燥会出现逆转点。因而使两种干燥介质临界含水率的比较基本在同一干燥速度下进行,数据更加具有可比性。
图1 165℃酒糟热风、蒸汽干燥速度曲线
图1恒速段干燥速度热风比过热蒸汽略快,图2过热
蒸汽的干燥速度比热风略快。
图2 185℃酒糟热风、蒸汽干燥速度曲线
表1是根据试验数据整理的临界含水率的数值,表
中,热风干燥与过热蒸汽干燥相比,两种温度条件下过热蒸汽干燥的临界含水率比热风干燥要低。较低温度下二者的差值小,而在较高温度下差别变大。在165℃的温度条件下过热蒸汽干燥临界含水率比热风低3148%(湿基),而在185℃的条件下,二者的差值达到5135%。
表1 过热蒸汽与热风干燥的临界含水率(wb )
温度℃165(热风)165(过热蒸汽)185(热风)185(过热蒸汽)临界含水率%36102321563918234147
同种干燥介质,随着温度的升高临界含水率也升高。
过热蒸汽为干燥介质时,165℃时临界含水率比185℃时低两个百分点。热风干燥时,同样的温差,临界含水率差别接近4个百分点。温度的变化对热风干燥临界含水率的影响比过热蒸汽干燥的影响要大。
在过热蒸汽干燥条件下,物料的临界含水率比在相同条件下的热风中干燥要低,在宏观上可以这样进行解释。在一定的温度下,干燥介质的相对湿度越小,其水蒸汽的分压也越小,有利于物料表面水分的蒸发,但是,在相同的温度条件下,干燥介质的相对湿度越小,其相应的湿球温度越低,这样物料的表面温度越低,因而使物料内部水分扩散速度减慢。在热风和过热蒸汽干燥中,二者在恒速段物料表面温度是不同的,热风干燥时物料的温度为介质对应的湿球温度,而在过热蒸汽中干燥恒速段物料温度为蒸汽在操作压力下对应的沸点温度,热风中干燥时物料温度要比在常压下水的沸点温度低很多,正是由于这一点,使过热蒸汽干燥时物料内部的水分迁移速度比热风中干燥要快。在其它的条件相同时,过热蒸汽干燥与热风干燥相比,其临界含水率要低,这与热质传递规律相同。312 过热蒸汽参数对物料临界含水率的影响
图3、图4是过热蒸汽干燥酒糟的临界含水率变化规
图3 酒糟的临界含水率与温度的关系
律曲线。图3是临界含水率随过热蒸汽进口温度变化规律
曲线,蒸汽的质量流量为811kg/h ;图4是临界含水率随过热蒸汽质量流量的变化规律,蒸汽的温度为145℃。
图4 酒糟临界水分与介质流量的关系
从图3中可以看出,其它条件相同时,随着进口温度
升高,物料临界含水率显著升高;同样,图4中在其它条件相同时,随着介质质量流量的加大,物料的临界含水率上升。因此可以得出这样的结论,即无论是进口温度的升高,使物料临界含水率升高,还是干燥介质质量流量的加大,使物料临界含水率升高,其实际上都可以理解成是恒速干燥速度提高的结果。因为,随着温度的上升及干燥介质质量流量的增大都会使干燥过程干燥速度加快;试验中得到温度是影响干燥速度的主要因素,从图3和图4中同样得出温度对临界含水率的影响要比质量流量的影响大的结论。从这里作者认为干燥过程对于不同干燥介质,干燥参数对临界含水率的比较应在相同的干燥速度下进行。
研究表明,对被干燥物料来说,干燥过程中两个实际干燥指标反映干燥过程的实际效果。第一是物料的临界含水率;第二是恒速干燥阶段的干燥速度。很明显,对于必
需干燥到较低含水率的物料来说,临界
(下转第8页)
许建军 张书斌 刘志达
☆一种倒锥立式耕耙犁碎土器的设计
313 刀片的切土范围Δ=h 2-h 1
要达到全层碎土,须使Δh >b ,经试验取Δh =300mm 、h 1=70mm ,则h 2=Δh +h 1=370mm (见图1)。
314 犁壁的切除部位
为防止碰撞和漏垡,犁壁与刀端的间隙采用上下等隙,间隙量为10mm 。
4 碎土器转速n 的计算
刀片的运动是机组前进运动和刀轴回转运动的合成,刀片上任一点的运动轨迹是一摆线。机组工作时,为了使刀杆不顶土,必须满足S =16667V m /nZ ≤L 刀,
S ———刀组每转1/Z 转时,机组前进距离,mm V m ———机组前进速度,km/h Z ———装刀板个数,本机设计Z =3 n ———刀轴转速,r/min L 刀———刀片侧刃长,mm ,本机设计,L 刀=60
mm
代入数据解得n ≥550r/min 。这个转速应为碎土器正
常工作的最小转速,但在实际工作中机组前进的速度总比理论速度小,所以取n =550r/min 。
5 刀片形状及排列方式
刀片形状采用直刀片,并开有侧刃和顶刃(见图3),
图3 刀片工作图
刀片排列方式采用等距交错排列,刀片间距为60mm (见
图4)。
图4 刀片排列方式(展开图)
6 性能测定与分析
近年来,我们把此种碎土器分别安装在1LBF -40型
和1LBF -20型两种耕耙化肥深施联合作业机上进行了大面积的不同类型土壤、不同前茬作物的生产考核及性能测定,其结果为:
①碎土性能。碎土性能与宜耕性有关,经试验表明,碎土性能良好,多次测定碎土系数均在90%左右,而土块分布上细下粗,大小均匀,这样的土层十分适合种子生长。
②覆盖性能。经多次生产试验测定,覆盖率都在95%左右,工作中能将前茬作物的茎根及杂草破碎并覆盖,不仅可以灭茬,还可提高土壤肥力。
③土壤膨松度。由于耕耙犁具有较好的碎土性能,所以土壤的膨松度比铧式犁小,经测定膨松度在30%左右。
④地表平整度。由于耙刀的碎土和抛土作用,耕后的地表较平整,比铧式犁好,经实测耕后地表平整度为20mm 左右。
⑤该碎土器安全、可靠,性能稳定。(上接第6页)
含水率降低,意味着缩短干燥时间,这是由于此时干燥过程在恒速段进行的时间相对加长,对恒速段去水占主要份额高湿物料来讲是个有利的因素;另一方面,从前面的试验中得知,过热蒸汽恒速干燥段物料表面的温度保持在恒定的所谓“湿球温度”,这一温度也是过热蒸汽干燥中,物料整个干燥过程的最低温度,而此时的干燥速度为整个干燥过程的最大值。从干燥技术的角度出发,应尽可能地降低被干物料的临界含水率,以缩短干燥时间和得到在低温下干燥的高质量产品,这是大多数干燥过程中所希望的。
4 结论
①对影响物料临界含水率的因素进行了系统地分析,
作者提出对不同干燥介质其它条件相同时,干燥物料临界含水率的比较应基于在相同的干燥速度下进行。
②系统研究了热风、过热蒸汽干燥物料临界含水率。过热蒸汽干燥与热风干燥相比,在介质的条件相同时,过热蒸汽干燥有较低的临界含水率。随着温度的升高这两种干燥介质的临界含水率差值进一步加大。随着温度和风速的提高,临界含水率也提高。
参考文献
1 Mujumdar A S.Techno -economic assessment of potential super 2
heated steam drying application in Canada.Reports 1994.2 Tarnawski W Z ,Mitera J ,Borowski P ,K lepaczka.Energy analy 2sis on use of air and superheated steam as drying media Drying Technology Vol.14No.7～8p 1733～17501996.
烘干法测土样含水率
土的含水率试验（烘干法） 5 土的含水率试验 T 0103—1993 烘干法 1 目的和使用范围 本试验方法适用于测定黏质土、粉质土、砂类土、有机质土和冻土土类的含水率。 2 仪器设备 2.1 烘箱：可采用电热烘箱或温度能保持105~110℃的其他能源烘箱。 2.2 天平：称量200g，感量0.01g；称量1000g，感量0.1g。 2.3 其他：干燥器、称量盒[为简化计算手续，可将盒质量定期（3~6个月）调整为恒质量值]等。 3 试验步骤 3.1 取具有代表性试样，细粒土15~30g，砂类土、有机质土为50g，砂砾石为1~2kg，放入称量盒内，立即盖好盒盖，称质量。称量时，可在天平一端放上与该称量盒等质量的砝码，移动天平游码，平衡后称量结果减去称量质量即为湿土质量。 3.2 揭开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度105~110℃恒温下烘干①。烘干时间对细粒土不得少于8h，对砂类土不得少于6h。对含有机质超过5%的土或含石膏的土，应将温度控制在60~70℃的恒温下，干燥12~15h为好。 3.3 将烘干后的试样和盒取出，放入干燥器内冷却（一般只需0.5~1h即可）②。冷却后盖好盒盖，称质量，准确至0.01g。 4 结果整理 4.1 按下式计算含水率：
100s s m m m ω-= ? 式中：ω——含水率（%），计算至0.1； m ——湿土质量（g ）； s m ——干土质量（g ）。 注①：对于大多数土，通常烘干16~24就足够。但是，某些土或试样数量过多或试样很 潮湿，可能需要烘更长的时间。烘干的时间也与烘箱内试样的总质量、烘箱的尺寸及其通风系统的效率有关。 注②：如铝盒的盖密闭，而且试样在称量前放置时间较短，可以不需要放在干燥器中冷 却。 4.2 本试验记录格式如表T 0103-1。 表 T 0103-1 含水率试验记录（烘干法） 工程编号 试验者 土样说明 计算者 试验日期 校核者 4.3 精密度和允许差 本试验须进行二次平行测定，取其算数平均值，允许平行差值应符合表T 0103-2规定。 表 T 0103-2 含水率测定的允许平行差值 5 报告 5.1 土的鉴别分类和代号。 5.2 土的含水率ω值
过热蒸汽与干饱和蒸汽换热性质的差异
过热蒸汽和饱和蒸汽的性质差异 目前，随着国家能源及环保政策严厉的要求，许多的区域小锅炉已被热电联产、集中供热所取代。已成为今后工厂用汽和区域供汽的发展方向。一般加热工艺的用汽设备均要求使用干饱和蒸汽，而供热热网提供的往往是高温的过热蒸汽，那么过热蒸汽和饱和蒸汽有什么不同，是否可以直接用于工程换热呢？论述如下。 一、什么是过热蒸汽 当蒸汽温度超过其相应压力下的饱和温度时，称为过热蒸汽，如0.8mpa时，蒸汽饱和温度为174℃，在这个压力下，温度超过174℃的蒸汽就是过热蒸汽。 过热蒸汽可以通过两个方法获得： 1.使饱和蒸汽通过换热面继续加热； 2.2.干饱和蒸汽减压； 过热蒸汽与饱和蒸汽相比，具有更高的温度、更高的热量和更大的比容。 在实际应用中，过热蒸汽主要用于发电厂的蒸汽轮机。根据Carmot（卡诺）和Rankine（郎肯）气体循环原理，用过热蒸汽驱动汽轮机时具有更高的热效率，并可避免水滴溢出而充蚀叶轮。蒸汽通过喷嘴推动叶轮转动，同时带动发电机转子旋转，这一过程消耗大量能量。如果是饱和蒸汽，能量的降低会导致部分蒸汽凝结成水。这不仅会造成水锤现象，同时水滴还会充蚀叶轮。
另外，过热蒸汽能以更高的流速输送；可输送性较好管损小、载热量多。适宜热力驱动通过管道和喷嘴，因而对同样尺寸的汽轮机可以提高它的性能。 二、过热蒸汽不宜直接用于工程换热 虽然过热蒸汽比饱和蒸汽有更高的焓值，但并不适用于工程换热。 如果过热蒸汽直接用于工程换热，在换热器内，过热蒸汽温度首先降至饱和温度，再在恒定的饱和温度下再放出汽化潜热。虽然过热蒸汽温度过高，具有比饱和蒸汽更多的热量，但这部分多出的热量与汽化潜热相比却非常小。 例如： 0.6MPA175℃的过热蒸汽，其比焓认为是1.186KJ／Kg℃.过 热蒸汽在冷凝前必须冷却到饱和温度0.6MPA165℃.因此1Kg过热蒸汽冷却到饱和温度时释放出的热量为： 1Kg×1.186KJ／Kg℃×(175-165)℃=11.86KJ 而1Kg饱和蒸汽在165℃冷凝时释放的汽化潜热为2066KJ／Kg. 显然，在工程换热应用中，过热蒸汽的过热热焓很小。 不仅如此，过热蒸汽还会在换热面上形成温度梯度，产生热应力，使设备容易损坏。(对于板换和列管换热器的影响都比较明显)；热交换器频繁的内漏和更换与此有很大的关系。） 在换热过程中过热蒸汽换热系数低，而且是变化的，很难精确计量，这使得换热设备很难选型和控制。换热器使用过热蒸汽
土壤含水量的测定(烘干法)
土壤含水量的测定（烘干法） 进行土壤水分含量的测定有两个目的： 一是为了解田间土壤的实际含水状况，以便及时进行灌溉、保墒或排水，以保证作物的正常生长；或联系作物长相、长势及耕栽培措施，总结丰产的水肥条件；或联系苗情症状，为诊断提供依据。 二是风干土样水分的测定，为各项分析结果计算的基础。前一种田间土壤的实际含水量测定，目前测定的方法很多，所用仪器也不同，在土壤物理分析中有详细介绍，这里指的是风干土样水分的测定。 风干土中水分含量受大气中相对湿度的影响。它不是土壤的一种固定成分，在计算土壤各种成分时不包括水分。因此，一般不用风干土作为计算的基础，而用烘干土作为计算的基础。分析时一般都用风干土，计算时就必须根据水分含量换算成烘干土。 测定时把土样放在105～110℃的烘箱中烘至恒重，则失去的质量为水分质量，即可计算土壤水分百分数。在此温度下土壤吸着水被蒸发，而结构水不致破坏，土壤有机质也不致分解。下面引用国家标准《土壤水分测定法》。 2.3.1适用范围 本标准用于测定除石膏性土壤和有机土（含有机质20%以上的土壤）以外的各类土壤的水分含量。 2.3.2方法原理 土壤样品在105±2℃烘至恒重时的失重，即为土壤样品所含水分的质量。 2.3.3仪器设备 ①土钻；②土壤筛： xx1mm；③铝盒：
小型直径约40mm，高约20mm；大型直径约55mm，高约28mm；④分析天平： 感量为 0.001g和 0.01g；⑤小型电热恒温烘箱；⑥干燥器： xx变色硅胶或无水氯化钙。 2.3.4试样的选取和制备 2.3. 4.1风干土样选取有代表性的风干土壤样品，压碎，通过1mm筛，混合均匀后备用。 2.3. 4.2新鲜土样在田间用土钻取有代表性的新鲜土样，刮去土钻中的上部浮土，将土钻中部所需深度处的土壤约20g，捏碎后迅速装入已知准确质量的大型铝盒内，盖紧，装入木箱或其他容器，带回室内，将铝盒外表擦拭干净，立即称重，尽早测定水分。 2.3.5测定步骤 2.3. 5.1风干土样水分的测定将铝盒在105℃恒温箱中烘烤约2h，移入干燥器内冷却至室温，称重，准确到至 0.001g。用角勺将风干土样拌匀，舀取约5g，均匀地平铺在铝盒中，盖好，称重，准确至 0.001g。将铝盒盖揭开，放在盒底下，置于已预热至105±2℃的烘箱中烘烤6h。取出，盖好，移入干燥器内冷却至室温（约需20min），立即称重。风干土样水分的测定应做两份平行测定。
烘干法测土样含水率
烘干法测土样含水率文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
土的含水率试验（烘干法） 5 土的含水率试验 T 0103—1993 烘干法 1 目的和使用范围 本试验方法适用于测定黏质土、粉质土、砂类土、有机质土和冻土土类的含水率。 2 仪器设备 2.1 烘箱：可采用电热烘箱或温度能保持105~110℃的其他能源烘箱。 2.2 天平：称量200g，感量0.01g；称量1000g，感量0.1g。 2.3 其他：干燥器、称量盒[为简化计算手续，可将盒质量定期（3~6个月）调整为恒质量值]等。 3 试验步骤 3.1 取具有代表性试样，细粒土15~30g，砂类土、有机质土为50g，砂砾石为1~2kg，放入称量盒内，立即盖好盒盖，称质量。称量时，可在天平一端放上与该称量盒等质量的砝码，移动天平游码，平衡后称量结果减去称量质量即为湿土质量。 3.2 揭开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度105~110℃恒温下烘干①。烘干时间对细粒土不得少于8h，对砂类土不得少于6h。对含有机
质超过5%的土或含石膏的土，应将温度控制在60~70℃的恒温下，干燥12~15h为好。 3.3 将烘干后的试样和盒取出，放入干燥器内冷却（一般只需0.5~1h 即可）②。冷却后盖好盒盖，称质量，准确至0.01g。 4 结果整理 4.1 按下式计算含水率： 式中： ——含水率（%），计算至0.1； m——湿土质量（g）； m——干土质量（g）。 s 注①：对于大多数土，通常烘干16~24就足够。但是，某些土或试样数量过多或试样很潮湿，可能需要烘更长的时间。烘干的时间也 与烘箱内试样的总质量、烘箱的尺寸及其通风系统的效率有关。 注②：如铝盒的盖密闭，而且试样在称量前放置时间较短，可以不需要放在干燥器中冷却。 4.2 本试验记录格式如表T 0103-1。 表 T 0103-1 含水率试验记录（烘干法） 工程编号试验者 土样说明计算者 试验日期校核者
食品低压过热蒸汽干燥技术
食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 食品开发· 94 ·2012年 第37卷 第11期 过热蒸汽干燥(Superheated Steam Drying)是一项新的干燥技术，它是指利用过热蒸汽直接与被干物料接触而去除水分的一种干燥方式[1]。过热蒸汽干燥的概念早在100多年前就已提出，1908年德国科学家Hausbrand 就提出了过热蒸汽干燥的设想，但由于没有必要的设备、能源价格低和环境控制不严等问题限制了该技术的发展[2]。约60年前收稿日期：2010-09-07 基金项目：国家自然科学基金项目(51168038)。 作者简介：马怡光(1987—)，男，河南郑州人，硕士研究生，主要从事机电一体化技术和设备研究的工作。 德国已有过热蒸汽干燥工业应用的报道，但就在过去10年或更长时间里，过热蒸汽干燥仍被作为具有极大潜能的、可行的新技术[3]。事实上，过热蒸汽干燥涉及的技术更为复杂，选择干燥机进行过热蒸汽干燥时，必须考虑更多的技术问题。过热蒸汽干燥的一个显著特点就是干燥机排出的气体也是蒸汽，虽然只有较低的热焓，但可通过冷马怡光，张绪坤，余 蓉，魏 伟 (南昌航空大学机电设备研究所，南昌 330063) 摘要：过热蒸汽干燥是近年来发展起来的新技术，和传统的热风对流干燥相比具有干燥效率高、能耗低和干燥产品质量好等优点。过热蒸汽应用于食品的干燥，其显著的特点是能实现无氧或少氧的干燥环境，干燥过程不会出现“硬壳”或“结皮”的现象，消除了进一步干燥可能出现的障碍，产品具有多孔的结构。特别是低压过热蒸汽干燥应用于食品等热敏性物料，避免了过热蒸汽干燥操作温度高，从而影响产品质量的问题，具有广阔的发展前景。 关键词：食品干燥；过热蒸汽干燥；低压过热蒸汽干燥 中图分类号：TS 205 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2012)11-0094-04 Drying of foodstuffs by low-pressure superheated steam MA Yi-guang, ZHANG Xu-kun, YU Rong, WEI Wei (Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063) Abstract: Superheated steam drying is a new technology developed recently, compared with conventional hot air drying, it has some advantages, such as high drying efficiency, low energy consumption, better products’ quality and so on. Drying of foodstuffs with superheated steam features advantages in comparison with traditional hot air drying are absence of oxygen prevents oxidative reactions, rendering a very porous material, easily rehydrated and with a minimum of volume reduction in most cases. Especially, drying of foodstuffs with low-pressure superheated which avoid the disadvantages of products qualities dried use atmospheric pressure or higher, it will be widely developed in the future. Key words: drying of foodstuffs; superheated steam drying (SSD); low-pressure superheated steam drying (LPSSD) 食品低压过热蒸汽干燥技术
1土的含水率烘干法的试验步骤
1土的含水率烘干法的试验步骤: 答: ①取具有代表性试样,细粒土15~30 g,砂类土.有机土50 g，砂砾石为1~2㎏放入称量盒内,立即盖好盒盖,称取湿土质量m,准确至 0."01g. ②揭开盒盖,将试样和盒放入烘箱内,在温度105~110℃恒温下烘干.烘干时间对细粒土不得少于8h,对砂类土不得少于6h.对含有机质超过5%的土,应将温度控制在65~70℃,的恒温下烘干,干燥12~15h为好. ③将烘干后的试样和盒取出,放入干燥器内冷却(一般只需 0."5~1h).冷却后盖好盒盖,称质量m s,准确至 0."01g。 ④含水率计算公式： w=（m- m s）/ m s×100% 本试验须进行二次平行测定，取两次平行试验的平均值作为含水率，允许平行差应符合规定。 2．简述密度测定（环刀法）的步骤 ①按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样，整平两端，环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下放在土样上。
②用修土刀将土样上部削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止。削去两端余土，使与环刀口面齐平，并用剩余土样测定含水率。 ③擦净环刀外壁，称环刀与土合质量，准确至 0."1g。 ④结果整理湿密度p=（m 1﹣m 2）/V.其中m 1为土样质量, m 2为剩余土样质量, V为环刀容积.干密度p d=p/(1+ 0."01 w)其中w为含水率(%). 本试验须进行两次平行测定,取其算术平均值，其平行差不得大于 0."03g/㎝3 3测定土的液塑限的试验步骤 (1)取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验.如土中含有大于 0."5㎜的土粒或杂物时,应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎,过 0."5㎜的筛.取代表性土样200g,分开放入三个盛土皿中，加不同数量的蒸馏水，使土样的含水率分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b点）附近。用调土刀调匀，密封放置18h以上。 将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入盛土杯中,试杯装满后，刮成与杯边齐平。给圆锥仪锥尖涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪上，
1土的含水率烘干法的试验步骤
1土的含水率烘干法的试验步骤: 答:①取具有代表性试样,细粒土15~30 g,砂类土.有机土50 g，砂砾石为1~2㎏放入称量盒,立即盖好盒盖,称取湿土质量m,准确至0.01 g. ②揭开盒盖,将试样和盒放入烘箱,在温度105~110℃恒温下烘干.烘干时间对细粒土不得少于8h,对砂类土不得少于6 h.对含有机质超过5%的土,应将温度控制在65~70℃,的恒温下烘干,干燥12~15 h为好. ③将烘干后的试样和盒取出,放入干燥器冷却(一般只需0.5~1h).冷却后盖好盒盖,称质量m s,准确至0.01g。 ④含水率计算公式：w=（m- m s）/ m s×100% 本试验须进行二次平行测定，取两次平行试验的平均值作为含水率，允许平行差应符合规定。2．简述密度测定（环刀法）的步骤 ①按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样，整平两端，环刀壁涂一薄层凡士林，刀口向下放在土样上。 ②用修土刀将土样上部削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止。削去两端余土，使与环刀口面齐平，并用剩余土样测定含水率。 ③擦净环刀外壁，称环刀与土合质量，准确至0.1g。 ④结果整理湿密度p=（m1﹣m2）/V.其中m1为土样质量, m2为剩余土样质量, V为环刀容积. 干密度p d=p/(1+0.01 w) 其中w为含水率(%). 本试验须进行两次平行测定,取其算术平均值，其平行差不得大于0.03 g /㎝3
3测定土的液塑限的试验步骤 (1)取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验.如土中含有大于0.5㎜的土粒或杂物时,应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎,过0.5㎜的筛.取代表性土样200 g,分开放入三个盛土皿中，加不同数量的蒸馏水，使土样的含水率分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b点）附近。用调土刀调匀，密封放置18h以上。将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入盛土杯中,试杯装满后，刮成与杯边齐平。给圆锥仪锥尖涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪上，使锥尖与土样表面刚好接触，然后按动落锥开关，测记经过5S锥的入土深度h。去掉锥尖入土处的凡士林，测盛土杯中土的含水率W。重复上述步骤，对已制备的其他两个含水率的土样进行测试。 （2）结果整理。在二级双对数坐标纸上，以含水率W为横坐标，锥入深度h为纵坐标，点绘a、b、c三点含水率的h-w图，连此三点，应呈一条直线。如三点不在同一直线上，要通过a点与b、c两点连成两条直线，根据液限（a点含水率）在h-w1图上查得hρ，以此hρ在h-w图上的ab及ac两直线上求出相应的两个含水率，当两个含水率的差值小于2%时，以该两点含水率的平均值与a值连成一直线。当两个含水率差值大于2%时，应重做试验。在h-w 图上，在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm对应的含水率为10mm液限，查得下沉深度为2mm对应的含水率为塑限，取值以百分数表示，准确至0.1%
饱和蒸汽与过热蒸汽的区别及各自应用领域
饱和蒸汽是在一个大气压下，温度为100度的蒸汽，温度不能再升高；过热蒸汽是在几个或几十个大气压下，温度可以生得较高的蒸汽。当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为干饱和蒸汽（也称饱和蒸汽）。 如果用户是为了达到更精确的计量监控，建议都视为过热蒸汽，对温度和压力补偿，但考虑成本问题，客户也可以只对温度进行补偿。理想的饱和蒸汽状态，指的是温度、压力及蒸汽密度三者存在一一对应的关系，知道其中一个，其他二个值就是定数。存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽，否这都可以视为过热蒸汽进行计量。实际中过热蒸汽的温度可以较高，压力一般都相对较低（较饱和蒸汽），0.7MPa ，200℃蒸汽就是这样，属过热蒸汽。 水在一定的压力下加热，水的温度随着不断加热而上升，当水温升高到某一温度时，水就开始沸腾，这时候水的温度称为沸腾温度。如在继续加热，水温保持不变，水即开始气化，而逐步变为蒸汽。水在一定的压力下的沸腾温度也称为饱和温度。这个温度与其所受压力大小有关，压力愈大，则沸腾温度也就越高；反之，压力小，则沸腾温度也低。例如压力为0.10MPa(1atm)时，其饱和温度为99.09°C；压力为4.05MPa （40atm)时，其饱和温度为249.18°C；压力为10.13MPa（100atm)时，其饱和温度为309.53°C。以上可知，水在一定压力下，加热至沸腾，水就开始气化，也就逐渐变为蒸汽，这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。这种状态的蒸汽就称为饱和蒸汽。如果把饱和蒸汽继续进行加热，其温度将会升高，并超过该压力下的饱和温度。这种超过饱和温度的蒸汽就称为过热蒸汽。 简单点说，饱和蒸汽温度和压力成一一对应关系，知道温度就知道压力，倆者知道其一就可以了。过热蒸汽没这种关系。 过热蒸汽温度( ) 绝对压强 (千克/平方厘米) 参数 400 450 500 550 600 30 v h s 0.101 35 770.3 1.656 3 0.10998 799.0 1.6946 0.118 43825.4 1.763 7 0.126 75 852.4 1.763 7 0.134 99 879.3 1.795 5 40 v h s 0.074 91 768.4 1.620 3 0.08160 795.9 1.6597 0.088 10823.0 1.696 0 0.094 47 850.1 1.730 0 0.100 75 877.4 1.762 1 90 v h s 0.03062 746.3 1.505 9 0.03422 779.1 1.5528 0.037 52809.4 1.5934 0.040 66 838.7 1.630 1 0.043 68 867.6 1.664 2 130 v h s 0.019 51 725.3 1.4407 0.02246 764.0 1.4962 0.025 03797.8 1.5413 0.027 39 829.2 1.580 8 0.029 63 859.7 1.616 7 165 v h s 0.01404 703.7 1.3883 0.01679 749.6 1.4542 0.01904 786.9 1.5042 0.02105 820.6 1.5464 0.02292 852.5 1.5841 250 v h s 0.0063 67 623.9 1.240 7 0.009 454 708.3 1.362 4 0.011416 758.0 1.4288 0.013023 798.4 1.4795 0.014444 834.6 1.5223 v —过热蒸汽比容 h —过热蒸汽的焓 s —过热蒸汽的熵
含水率试验作业指导书烘干法修订版
含水率试验作业指导书 烘干法修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
作业指导书 (含水率) 编写：日期： 审核：日期： 批准：日期： 受控状态：持有者姓名： 分发号：持有者部门： 目录 1. 主要设备及开展项目 2. 试验工作程序及样品处置 3. 样品及清洁整理 1、主要设备及开展项目 表1 主要仪器设备
表2 开展检测项目 2、试验工作程序及样品处置 现场取样（委托送样）填写委托单→对委托单编号→填写样品收样单→样品区→下放委托单→从样品待检样品区取样品→试验室进行样品试验/检测→样品试验/检测完毕→对试验数据进行处理→填写仪器使用记录→对试验卫生进行清理→剩余样品放入已检样品区按规定集中处理→出具报告→报告审核、批准→报告盖章、发送 2.1试验操作过程
2.1.1收样方法 对样品进行外观检查,应观查样品外观颜色、有无杂质。核对样品与委托单信息是否一致是否有信息缺失,填写样品收样单,并在“未检”一栏划“√”，并存放至指定位置择期进行试验。 2.1.2试验步骤 具有代表性试样，细粒土15-30g，砂类土、有机土为50g，放入称量盒（称量盒质量定期3-6个月调整为恒质量值）内，立即盖好盒盖，称质量。结果即为湿土质量。 2.1.3打开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温压105-110℃恒温下烘干。烘干时间对细粒土不得少于8h，对砂类土不得少于6h。对含有机质超过5%的土，应将温度控制在65~70℃的恒温下烘干。 2.1.4将烘干后的试样和盒取出，放入干燥器内冷却（一般只需0.5h-1h即可）。冷却后盖好盒盖，称量，准确至0.01g。 2.1.5 结果计算： 下式计算含水量： 式中：ω—含水量，%； m—湿土质量，g； m —干土质量，g。 s 2.2结果整理
含水率试验作业指导书(烘干法)
作业指导书 (含水率) 编写：日期： 审核：日期： 批准：日期： 受控状态：持有者姓名： 分发号：持有者部门：
目录 1. 主要设备及开展项目 2. 试验工作程序及样品处置 3. 样品及清洁整理
1、主要设备及开展项目 2、试验工作程序及样品处置 现场取样（委托送样）填写委托单→对委托单编号→填写样品收样单→样品区→下放委托单→从样品待检样品区取样品→试验室进行样品试验/检测→样品试验/检测完毕→对试验数据进行处理→填写仪器使用记录→对试验卫生进行清理→剩余样品放入已检样品区按规定集中处理→出具报告→报告审核、批准→报告盖章、发送 2.1试验操作过程 2.1.1收样方法 对样品进行外观检查,应观查样品外观颜色、有无杂质。核对样品与委托单信息是否一致是否有信息缺失,填写样品收样单,并在“未检”一栏划“√”，并存放至指定位置择期进行试验。 2.1.2试验步骤 具有代表性试样，细粒土15-30g，砂类土、有机土为50g，放入称量盒（称量盒质量定期3-6个月调整为恒质量值）内，立即盖好盒盖，称质量。结果即为湿土质量。 2.1.3打开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温压105-110℃恒温下烘干。烘干时间对细粒土不得少于8h，对砂类土不得少于6h。对含有机质超过5%的土，应将
温度控制在65~70℃的恒温下烘干。 2.1.4将烘干后的试样和盒取出，放入干燥器内冷却（一般只需0.5h-1h 即可）。冷却后盖好盒盖，称量，准确至0.01g 。 2.1.5 结果计算 ： 下式计算含水量： 100?-=s s m m m ω 式中： ω—含水量，%； m —湿土质量，g ； m s —干土质量，g 。 2.2结果整理 本试验须进行二次平行测定，取其算数平均值，允许平行差值应符合表1的规定。 表1 2.3出具报告 试验报告应包括以下内容： ⑴土的鉴别和分类； ⑵土的含水量ω值； 3、样品及清洁整理 试验完成后清理工作台及天平，将玻璃器皿清洗擦拭干净放至指定位置。 将样品标签上“已检”一栏划“√”，然后将样品移至样品室已检留样区。 附表： 附表1 含水率试验报告（JT/BG01-01）
含水量试验方法(烘干法)
T 0801-2009 含水量试验方法（烘干法） 1使用范围 本方法适用于测定水泥、石灰、粉煤灰及无机结合料稳定材料的含水量。 2 仪器设备 2.1 水泥、粉煤灰、生石灰粉、消石灰和消石灰粉、稳定细粒土 2.1.1 烘箱：量程不小于110℃，控温精度为±2℃。 2.1.2 铝盒：直径约50mm，高25~30mm。 2.1.3 电子天平：量程不小于150g，高25~30mm。 2.1.4 干燥器：直径200~250mm，并用硅胶做干燥剂。 注①：用指示硅胶做干燥剂，而不用氯化钙。因为许多黏土烘干后能从氯化钙中吸收水分。 2.2 稳定中粒土 2.2.1 烘箱：同2.1.1 2.2.2 铝盒：能放样品500g以上。 2.2.3 电子天平：量程不小于1000g，感量0.1g。 2.2.4 干燥器：同2.1.4. 2.3 稳定粗粒土 2.3.1 烘箱：同2.1.1 2.3.2 大铝盒：能放样品2000g以上。 2.3.3 电子天平：量程不小于3000g，感量0.1g。 2.3.4 干燥器：同2.1.4 3 试验步骤 3.1 水泥、粉煤灰、生石灰粉、消石灰和消石灰粉、稳定细粒土 3.1.1 取清洁干燥的铝盒，称其质量m1，并精确至0.01g；取约50g试样（对生石灰粉、消石灰和消石灰粉取100g），经手工木锤粉碎后松放在铝盒中，应尽快盖上盒盖，尽量避免水分散失，称其质量m2，并精确至0.01g。 3.1.2 对于水泥稳定材料，将烘箱温度调到110℃；对于其他材料，将烘箱调到105℃。待烘箱达到设定的温度后，取下盒盖，并将盛有试样的铝盒放在盒盖上，然后一起放入烘箱中进行烘干，需要的烘干时间随试样种类和试样数量而改变。当冷却试样连续两次称量的差（每次间隔4h）不超过原试样质量的0.1%时，即认为样品已烘干。
过热蒸汽如何转换为饱和蒸汽
过热蒸汽的性质和饱和蒸汽的转换目前，随着国家能源及环保政策越来越高的要求，热电中心、集中供热已成为今后工厂用汽和区域供汽的发展方向。一般制程用汽设备均要求使用饱和蒸汽，而供热中心提供的往往是高压高温的过热蒸汽，那么过热蒸汽和饱和蒸汽有什么不同，是否可以直接用于制程换热呢？ 一、什么是过热蒸汽？ 当蒸汽温度超过其相应压力下的饱和温度时，称为过热蒸汽，如0.8mpa时，蒸汽饱和温度为174℃，在这个压力下，温度超过174℃的蒸汽就是过热蒸汽。过热蒸汽可以通过两个方法获得：1.使饱和蒸汽通过换热面继续加热；2.干饱和蒸汽减压。 过热蒸汽与饱和蒸汽相比，具有更高的温度、更高的热量和更大的比容。在实际应用中，过热蒸汽主要用于发电厂的蒸汽轮机。根据Carmot和Rankine气体循环原理，用过热蒸汽驱动汽轮机时具有更高的热效率，并可避免水滴溢出而充蚀叶轮。蒸汽通过喷嘴推动叶轮转动，同时带动发电机转子旋转，这一过程消耗大量能量。如果是饱和蒸汽，能量的降低会导致部分蒸汽凝结成水。这不仅会造成水锤现象，同时水滴还会充蚀叶轮。另外，过热蒸汽能以更高的流速输送，通过管道和喷嘴，因而对同样尺寸的汽轮机可以提高它的性能。二、过热蒸汽不能直接用于制程换热 虽然过热蒸汽比饱和蒸汽有更高的焓值，但并不适用于制程换热。
如果过热蒸汽直接用于制程换热，在换热器内，过热蒸汽温度首先降至饱和温度，再在恒定的饱和温度下再放出汽化潜热。 虽然过热蒸汽温度过高，具有比饱和蒸汽更多的热量，但这部分多出的热量与汽化潜热相比却非常小。例如： 6 公斤175℃的过热蒸汽，其比焓认为是1.186KJ／Kg℃.过热蒸 汽在冷凝前必须冷却到饱和温度6公斤165℃.因此1Kg过热蒸汽冷却到饱和温度时释放出的热量为： 1Kg×1.186KJ／Kg℃×(175-165)℃=11.86KJ 而1Kg饱和蒸汽在165℃冷凝时释放的汽化潜热为2066KJ／Kg. 显然，在制程换热应用中，过热蒸汽的过热热焓很小。不仅如此，更高的过热蒸汽还会在换热面上形成温度梯度，产生热应力，使设备容易损坏。（我们总部的热交换器频繁的因内漏而更换与此有很大的关系） 况且，在换热过程中过热蒸汽换热系数低，而且是变化的，很难精确计量，这使得换热设备很难选型和控制。换热器使用过热蒸汽时换热面更多、设备更大。另外过热蒸汽更高的温度，意味着换热设备更高的设计参数，更高的制造费用。 综上所述，过热蒸汽决不能直接用于制程换热，而必须经过减温后再用于制程换热。 三、如何将过热蒸汽转化为饱和蒸汽？ 在我国各地的工业开发区内大都采用热电联产的方式为企业提供蒸汽动力，即利用热电联产的发电过程中部分已做过工的过热蒸汽作为
过热蒸汽干燥技术
过热蒸汽干燥技术基础认识 过热蒸汽干燥是最近发展起来的新技术，与传统热风干燥相比具有节能、环保、干燥产品质量好等优点，在国外已经广泛应用于各个行业，国内研究较少，尚处于实验室研究阶段。其用于食品干燥是近 20 年发展起来的，尤其是用低压过热蒸汽干燥食品等热敏性物料，避免了过热蒸汽干燥操作温度较高，从而影响产品质量的问题，具有广阔的发展前景。 过热蒸汽干燥是指用过热蒸汽直接与被干燥物料接触而去除水分的干燥方式。与传统的热风干燥相比，这种干燥以水蒸汽作为干燥介质，干燥机排出的废气全部是蒸汽，利用冷凝的方法可以回收蒸汽的潜热再加以利用。因此，其干燥介质的消耗量明显减少，故单位热耗低。国际干燥协会主席 M ujum dar把过热蒸汽干燥称为在未来具有巨大潜力和发展前景的干燥新技术。 1.过热蒸汽的性质 当蒸汽温度超过相应压力下的饱和温度，称为过热蒸汽。过热蒸汽相对与饱和蒸汽具有更高的温度。过热蒸汽的获得一般有两种方法： a.使饱和蒸汽通过换热面继续加热； b.干饱和蒸汽减压。 2.过热蒸汽干燥的基本原理 2.1. 干燥逆转点 研究发现，利用过热蒸汽进行干燥时，存在一个温度点，在此温度以上时，用过热蒸汽蒸发的速率大于用干空气蒸发的速率；在此温度以下时，则正好相反。此温度叫做“逆转点”，如图 1 所示。 图1过热蒸汽干燥蒸发速率与介质温度的关系
Taleb 通过试验研究证实了逆转点的存在，还证实过热蒸汽在不同条件下逆转点不是唯一的，其中影响因素最大的是蒸汽的流态。专家分析认为：造成逆转温度存在的原因主要是干燥介质不同的基本热力学特性及其在不同操作条件下不同的变化规律、低温和高温时两种介质温度与物料表面温度差以及两种介质对流换热系数随温度升高的改变情况不一样等。 2.2. 过热蒸汽干燥的蒸汽压和平衡水分 过热蒸汽干燥用蒸汽作干燥介质，传质阻力小，无表面结壳现象，物料温度达对应压力下沸点温度，介质和物料的平衡水分较低。Beeby 和Potter 认为，过热蒸汽干燥，由于只有一种气态成分，干燥机内的蒸汽压等于总的压力，如果要去除物料中的水分，必须使周围的蒸汽压小于自由水分的蒸汽压，温度应高于水分在对应压力下的沸点。过热蒸汽干燥的传热介质有学者研究表明在过热蒸汽干燥过程中，并不改变干燥过程的一般特性，即一般干燥过程的 3 个阶段：一是加热升温期，这个时期湿物料吸收热从喂入温度上升到开始蒸发水分；二是恒速干燥期，恒速干燥条件下，只要物料表面保持湿润，水分蒸发速度就不会改变；三是当水分降到不足使表面保持湿润时，进入降速干燥期。但是过热蒸汽干燥在这3 个阶段又有着不同于热风干燥的特性。 过热蒸汽干燥中干燥发生在介质对应压力下的沸点温度，因此在加热段涉及到大量的热传递。研究表明，加热段会产生蒸汽凝结在湿物料的表面，凝结的数量取决于被干物料的热扩散率、含水量及蒸汽的过热度。恒速干燥段表面温度保持在干燥机操作压力下的沸点温度，高于热风干燥，故水分扩散系数大；并且干燥速率不受颗粒表面水分蒸发的影响，主要取决于介质和物料的温度差和传热系数。Nom ura 和Hyodo等人研究表明，在过热蒸汽干燥中恒速段比热风干燥段要长，其主要原因是在过热蒸汽条件下，水分子更活跃。 3.过热蒸汽干燥的优点 1)可利用蒸汽的潜热，热效率高，节能效果显著。英国Thom as 用盘式过热 蒸汽干燥机干燥陶瓷粉、染料，每吨染料汽耗花费从20 英镑降低到 2 英镑，节能达90% 。瑞典的一种过热蒸汽干燥机干燥泥炭土单位蒸发量的能耗仅为热风干燥的 1 /6 ～1 /7。 2)干后产品品质好。用过热蒸汽干燥的主要原因是产品的质量得到改善。 Davahastin 等研究过热蒸汽干燥胡萝卜块，发现复水性、颜色、维生素保留量优于真空干燥。李业波等研究表明过热蒸汽撞击干燥后样品的内部孔隙少于热风撞击干燥，截面也比较平滑，样品的淀粉糊化度高于热风撞击干燥。 3)过热蒸汽传热系数大。Potter和Keogh用流化床干燥机干燥煤炭得出过热蒸
含水量试验方法烘干法
含水量试验方法烘干法 1 适用范围 本方法适用于测定水泥、石灰、粉煤灰及无机结合料稳定材料的含水量。 2 仪器设备 2.1 水泥、粉煤灰、生石灰粉、消石灰和消石灰粉、稳定细粒土 2.1.1 烘箱：量程不小于110℃，控温精度为±12℃。 2.1.2 铝盒：直径约50mm，高25～30mm。 2.1.3 电子天平：量程不小于150g，感量0.01g。 2.1.4 干燥器：直径200～250 mm，并用硅胶做干燥剂①。 注①：用指示硅胶做干燥剂，而不用氯化钙。因为许多粘土烘干后能从氯化钙中吸收水分。 2.2 稳定中粒土 2.2.1 烘箱：同2.1.1 2.2.2 铝盒：能放样品500g以上。
2.2.3 电子天平：量程不小于1000g，感量0.1g。 2.2.4 干燥器：同2.1.4。 2.3 稳定粗粒土 2.3.1 烘箱：同2.1.1。 2.3.2 大铝盒：能放样品2OOOg以上。 2.3.3 电子天平：量程不小于3000g，感量0.lg。 2.3.4 干燥器：同2.1.4。 3 试验步骤 3.1 水泥、粉煤灰、生石灰粉、消石灰和消石灰粉、稳定细粒土 3.1.1 取清洁干燥的铝盒，称其质量m1，并精确至0.01g；取约50g试样（对生石灰粉、消石灰和消石灰粉取100g），经手工木锤粉碎后松放在铝盒中，应尽快盖上盒盖，尽量避免水分散失，称其质量m2，并精确至0.01g。 3.1.2 对于水泥稳定材料，将烘箱温度调到11O℃；对于其他材料①，将烘箱调到105℃。待烘箱达到设定的温度后，取下盒盖，并将盛有试样的铝盒放在盒盖上，然后一起放人
烘箱中进行烘干，需要的烘干时间随试样种类和试样数量而改变。当冷却试样连续两次称量的差（每次间隔4h）不超过原试样质量的0.1%②时，即认为样品已烘干。 3.1.3 烘干后，从烘箱中取出盛有试样的铝盒，并将盒盖盖紧。 3.1.4 将盛有烘干试样的铝盒放人干燥器内冷却③。然后称铝盒和烘干试样的质量m3，并精确至0.01g。 注①：某些含有石膏的土在烘干时会损失其结晶水，用此方法测定对其含水量有影响。每1％石膏对含水量的影响约为0.2%。如果土中有石膏，则试样应该在不超过80℃的温度下烘干，并可能要烘更长的时间。 注②:对于大多数土，通常烘干16～24h就足够了。但是，某些土或试样数量过多或试样很潮湿，可能需要烘更长的时间。烘干的时间也与烘箱内试样的总质量、烘箱的尺寸及其通风系统的效率有关。 注③：如铝盒的盖密闭，而且试样在称量前放置时间较短，则可以不放在干燥器中冷却。
过热蒸汽干燥的应用现状
过热蒸汽干燥的应用现状 连政国王延耀 （莱阳衣学院农业工程系山东莱阳２６５２００） 摘要：本文根据文献资料分析了过热蒸汽干燥的特点，重点是目前国外过热蒸汽干燥的应用事例，最后给出了这种干燥方法的应用前景。 关键词：过热蒸汽，干燥，应用现状。 中图分类号￥２２６．６ Ｔｈｅａｐｐｌｉｅｄｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｄｒｙｉｎｇ ＬｉａｎＺｈｅｎｇｇｕｏＷａｎｇＹａｎｙａｏ ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＯｆＬａｉｙａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＣｏｌｌｅｇｅＳａｎｄｏｎｇＬａｉｙａｎｇ２６５２００ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍ；ｄｒｙｉｎｇ；ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｌ、引言 干燥作为加工过程的一个重要环节，已经广泛地应用于化工、医药、食品及农副产品等行业。同时干燥也是耗能密度虽大的单元操作，由于干燥所耗能的比例占总能耗的比例逐年增加。因此，发展高效、节能的干燥方法具有经济效益。于是各种新的干燥方法不断出现，国际干燥协会主席，加拿大的Ｍｕｊｕｍｄａｒ总结了未来对干燥技术发展的要求指出干燥发展的一般趋势是…：更有效地利用能量：强化干燥操作，使干燥器更简凑：改善产品质量：减少环境污染：消除起火和爆炸的危险，保证安全操作等等。利用过热蒸汽干燥正是近来在发展的满足上述要求的一种新的干燥方法。 过热蒸汽干燥（Ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｄｒｙｉｎｇ）是一项最近发展起来的干燥新技术，是指利用过热蒸汽宣接与被干物料接触而去除水分的一种干燥方式口Ｉ。总结现有的文献资料，与传统的热风干燥相比，过热蒸汽干燥的几个主要优点如下：节能效果显著：可充分利用蒸汽的潜热，热效率高；干后产品品质好：过热蒸汽传热系数大；干燥介质为蒸汽，无外部传质阻力：过热蒸汽的比热大，蒸汽用量少：无爆炸和失火危险：过热蒸汽干燥有利于保护环境：过热蒸汽具有灭菌消毒作用等等。 由于过热蒸汽干燥的独特优点，最近几年倍受外国学者注意。国际干燥协会主席Ｍｕｊｕｍｄ”在《Ｈａｎｄｂｏｏｋｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｄｒｙｉｎｇ））中把过热蒸汽干燥列为在未来的十年中，具有明显潜力，并将获得进一步研究和发展的干燥技术其中对节能、提高产品质量或产量、保护环境具有独特优点的几项新干燥技术之～。
过热蒸汽如何转换为饱和蒸汽
过热蒸汽的性质和饱和蒸汽的转换 目前，随着国家能源及环保政策越来越高的要求，热电中心、集中供热已成为今后工厂用汽和区域供汽的发展方向。一般制程用汽设备均要求使用饱和蒸汽，而供热中心提供的往往是高压高温的过热蒸汽，那么过热蒸汽和饱和蒸汽有什么不同，是否可以直接用于制程换热呢？ 一、什么是过热蒸汽？ 当蒸汽温度超过其相应压力下的饱和温度时，称为过热蒸汽，如0.8mpa时，蒸汽饱和温度为174℃，在这个压力下，温度超过174℃的蒸汽就是过热蒸汽。过热蒸汽可以通过两个方法获得：1.使饱和蒸汽通过换热面继续加热；2.干饱和蒸汽减压。 过热蒸汽与饱和蒸汽相比，具有更高的温度、更高的热量和更大的比容。在实际应用中，过热蒸汽主要用于发电厂的蒸汽轮机。根据Carmot和Rankine气体循环原理，用过热蒸汽驱动汽轮机时具有更高的热效率，并可避免水滴溢出而充蚀叶轮。蒸汽通过喷嘴推动叶轮转动，同时带动发电机转子旋转，这一过程消耗大量能量。如果是饱和蒸汽，能量的降低会导致部分蒸汽凝结成水。这不仅会造成水锤现象，同时水滴还会充蚀叶轮。另外，过热蒸汽能以更高的流速输送，通过管道和喷嘴，因而对同样尺寸的汽轮机可以提高它的性能。 二、过热蒸汽不能直接用于制程换热 虽然过热蒸汽比饱和蒸汽有更高的焓值，但并不适用于制程换热。 如果过热蒸汽直接用于制程换热，在换热器内，过热蒸汽温度首先降至饱和温度，再在恒定的饱和温度下再放出汽化潜热。 虽然过热蒸汽温度过高，具有比饱和蒸汽更多的热量，但这部分多出的热量与汽化潜热相比却非常小。例如： 6 公斤175℃的过热蒸汽，其比焓认为是1.186KJ／Kg℃.过热蒸汽在冷凝前 必须冷却到饱和温度6公斤165℃.因此1Kg过热蒸汽冷却到饱和温度时释放出的热量为： 1Kg×1.186KJ／Kg℃×(175-165)℃=11.86KJ 而1Kg饱和蒸汽在165℃冷凝时释放的汽化潜热为2066KJ／Kg.显然，在制程换热应用中，过热蒸汽的过热热焓很小。不仅如此，更高的过热蒸汽还会在换热面上形成温度梯度，产生热应力，使设备容易损坏。（我们总部的热交换器频繁的因内漏而更换与此有很大的关系） 况且，在换热过程中过热蒸汽换热系数低，而且是变化的，很难精确计量，这使得换热设备很难选型和控制。换热器使用过热蒸汽时换热面更多、设备更大。另外过热蒸汽更高的温度，意味着换热设备更高的设计参数，更高的制造费用。 综上所述，过热蒸汽决不能直接用于制程换热，而必须经过减温后再用于制程换热。 三、如何将过热蒸汽转化为饱和蒸汽？ 在我国各地的工业开发区内大都采用热电联产的方式为企业提供蒸汽动力，即利用热电联产的发电过程中部分已做过工的过热蒸汽作为下游各种工艺制程和蒸汽使用设备的蒸汽源。因此热电厂提供给开发区热网的是压力和温度较高的过热蒸汽，而一般工厂的工艺制程和用汽设备，如各种换热器，蒸煮浓缩等加热装置，以及空调制冷等大部分均要求使用饱和蒸汽，这就要求应用减温器以实现过