食品加工原理|干燥曲线与速率

物料的干燥速率即水分汽化速率N_A可用单位时间、单位面积（气固接触界面）被汽化的水量表示，通常用下式表示：

式中 G_c——试样中绝对干燥物料的质量，kg；

A——试样暴露于气流中的表面积，m²；

X——物料的自由含水量，X=X_t-X^*，kg水/kg干料。

（一）干燥曲线

干燥曲线是说明食品含水量随干燥时间而变化的关系曲线，如图2-3所示，从图中曲线1可以看出，在干燥开始后的很短时间内，食品的含水量几乎不变，这个阶段持续的时间取决于食品的厚度。随后，食品的含水量直线下降。在某个含水量（第一临界含水量）以下时，食品含水量的下降速度减慢，最后达到其平衡含水量，干燥过程即停止。

图2-3 食品干燥过程曲线(www.xing528.com)

1—干燥曲线 2—干燥速率曲线 3—食品温度曲线

（二）干燥速率曲线

物料的干燥速率是指单位时间内、单位干燥面积上汽化水分的质量。干燥速率曲线是表示干燥过程中任何时间的干燥速率与该时间的食品绝对水分之间关系的曲线。典型的干燥速率曲线如图2-3中曲线2所示。该曲线表明，在食品含水量仅有较小变化时，干燥速度即由零增加到最大值，并在随后的干燥过程中保持不变，这个阶段称作恒速干燥期。当食品含水量降低到第一临界点时，干燥速度开始下降，进入所谓的降速干燥期。由于在降速干燥期内干燥速度的变化与食品的结构、大小、水分与食品的结合形式及水分迁移的机理等因素有关，因此，不同的食品具有不同的干燥速率曲线。

（三）食品温度曲线

温度曲线是表示干燥过程中食品温度与其含水量之间关系的曲线。由图2-3中曲线3可以看出，在干燥的起始阶段，食品的表面温度很快达到湿球温度。在整个恒率干燥期内，食品的表面均保持该温度不变，此时食品吸收的全部热量都消耗于水分的蒸发。在降速干燥阶段，由于水分扩散的速度低于水分蒸发速度，食品吸收的热量不仅用于水分蒸发，而且使食品的温度升高。当食品含水量达到平衡含水量时，食品的温度等于加热空气的温度（干球温度）。

总之，干燥过程中食品内部水分扩散大于食品表面水分蒸发或外部水分扩散，则恒速阶段可以延长；若内部水分扩散速率小于表面水分扩散，就不存在恒速干燥阶段。