现代干燥技术（第三版）

本书是一本全面介绍干燥原理与技术的工具书，全书四篇共53章。篇介绍干燥过程的基本原理、模型模拟、计算方法及相关实验技术和现代测量方法等；第二篇介绍各种现代干燥方法和典型传统干燥器，新型组合干燥器；第三篇介绍了食品、水果蔬菜、粮食、药品、中药饮片、药物、生物制品、乳品、木材、聚合物、煤及矿物等的干燥应用；第四篇介绍了干燥过程的辅助系统，如供热系统、通风及收尘系统、加料及排料装置，以及节能、安全操作等。此外，本书在序和绪论中介绍了国内外干燥技术的发展历史及当今的学术活动。本书的宗旨是理论和实践相结合。参考本书可进行干燥方法和设备的选型、试验和设计，并可比较全面地了解干燥技术的发展动态。因此本书可供工厂技术人员、研究设计人员参考及作为研究生和本科生的辅助教材。

1.刘相东教授，中国农业大学，中国化工学会干燥专业组组长，教授、博导，多年从事干燥领域的研发以及相关教学。 工作经历 1978.09 - 1987.09 天津科技大学（原天津轻工业学院），助教 1985.09 - 1986.10 英国 布鲁耐尔大学，进修生 1987.09 - 1992.09 天津科技大学（原天津轻工业学院），讲师 1992.09 - 1996.12 波兰 罗兹工业大学，博士生 1997.01 - 2001.09 中国农业大学 工学院，副教授 2001.09 - 2007.06 中国农业大学 工学院，教授 2007.07 - 至今 中国农业大学农业工程系，系主任，教授 学术兼职 2012至今 中国化工学会化学工程委员会 干燥专业组，组长 2011 至今中国石油和化学工业联合会，干燥技术委员会，主任 2004 至今 全国干燥专业标准委员会，副主任 2003 至今 《农业机械学报》，编委 2004 至今 《中国农业大学学报》，编委 2005 至今 《干燥技术与设备》，副主编 2002 至今 \"Drying Technology\" (Taylor & Francis), Editorial Board Member 2010 至今 \"American Sociaty of Agricultural and Biological Engineers”, Member IDS’12 (Xiamen), The 18th International Drying Symposium, Member of OrganizingCommitee IDS’04 (Sao Paulo), The 13th International Drying Symposium, Member of Scientific Commitee IDS’02 (Beijng), The 12th International Drying Symposium, Member of Scientific Commitee ADC’05 (Calcutta),The 5th Asia-Pacific Drying Conference, Member of Scientific Commitee ADC’07 (Hong Kang), The 7th Asia-Pacific Drying Conference, Member of Scientific Commitee 2.李占勇教授，博导。主要从事过程装备技术方面的教学和科研工作。主持（或主要参与）完成GJ级及省部级科研项目10项，在研GJ级及省部级科研项目5项；在国际学术期刊发表SCI检索论文40多篇，其中在Drying Technology上发表21篇。现担任国际期刊Drying Technology编委（IEAB）、国际干燥会议（IDS）科学委员会成员。2011年，担任The 7th Asia-Pacific Drying Conference会议主席，作为客座编辑编辑出版Drying Technology两期。    

绪论1

篇干燥过程基础

第1章干燥的基本原理及过程计算25

1.1湿空气25

1.1.1空气的湿度25

1.1.2湿空气的其他物性27

1.1.3湿度图30

1.2湿物料37

1.2.1湿含量37

1.2.2平衡湿含量37

1.2.3物料的分类37

1.2.4物料和湿分的结合形式38

1.2.5湿物料的结构特性和力学性质40

1.3干燥动力学44

1.3.1概述44

1.3.2物料的干燥特性45

1.4干燥过程的基本计算48

1.4.1总体热质衡算49

1.4.2微分热质衡算54

1.4.3间歇式干燥60

1.4.4内部控制的干燥过程计算60

1.5干燥器设计计算62

1.5.1间歇干燥器干燥时间计算62

1.5.2连续干燥器容积的计算64

符号说明67

参考文献69

第2章干燥中的试验技术和测量方法70

2.1物料的物性参数测量70

2.1.1颗粒性物料的物性参数70

2.1.2物料的比热容73

2.1.3物料的热导率（K）和热扩散率74

2.1.4物料中水分的汽化潜热75

2.1.5物料湿含量的测定75

2.1.6气体湿度与排气成分的测定78

2.1.7温度的测定82

2.2物料吸附等温线的测定82

2.3湿分扩散系数87

2.4相间传热系数和传质系数91

2.5干燥常数93

2.6干燥动力学实验94

2.6.1概述94

2.6.2干燥动力学试验94

2.6.3单颗粒（液滴）的干燥动力学测定95

符号说明97

参考文献98

第3章干燥过程的模型和模拟100

3.1绪论100

3.1.1模型与模拟100

3.1.2干燥过程的模型101

3.1.3干燥过程模型的种类102

3.1.4模型与模拟过程的检验与验证102

3.1.5干燥过程模型与模拟的目的103

3.2物料干燥模型103

3.2.1多孔介质103

3.2.2基于连续介质假设的模型109

3.2.3体积平均模型122

3.2.4孔道网络干燥模型131

3.3基于干燥过程的模型141

3.3.1固定床干燥模型142

3.3.2流化床干燥模型144

3.3.3气流干燥模型146

3.3.4喷雾干燥模型150

3.3.5转筒干燥模型152

3.4模型中热质传递参数的确定157

3.4.1有效湿分扩散系数157

3.4.2热导率162

3.4.3对流换热系数与对流传质系数163

3.5干燥过程模拟165

3.5.1偏微分方程类型166

3.5.2偏微分方程数值求解167

3.5.3有限元法简介169

3.5.4干燥过程与设备软件169

参考文献171

第4章干燥过程的能量分析174

4.1能量转换的差异性174

4.2不同形式的计算175

4.2.1闭口系统的175

4.2.2开口系统的焓176

4.2.3热量176

4.3平衡方程及效率178

4.3.1闭口系统平衡方程178

4.3.2开口系统平衡方程179

4.3.3效率179

4.4物料水分结合能180

4.4.1湿物料的物质结构特征180

4.4.2干燥系统及其状态参数变化181

4.4.3水分汽化迁移过程的自由能平衡方程182

4.4.4水分结合能的理论解184

4.4.5物料的水分活度185

4.4.6物料水分汽化时的理论热耗185

4.5干燥系统分析及能效评价186

4.5.1干燥工艺系统186

4.5.2干燥系统的状态参数图187

4.5.3干燥基准点及基准函数188

4.5.4干燥特征及其理论表达189

4.5.5干燥系统效率图解193

4.5.6干燥系统的能效评价195

4.5.7热风干燥工艺系统的流195

4.5.8干燥系统匹配及能效评价法197

参考文献199

第二篇干燥方法和干燥器

第5章隧道干燥和厢式干燥203

5.1概述203

5.2厢式干燥器204

5.2.1水平气流厢式干燥器204

5.2.2穿流气流厢式干燥器207

5.2.3真空厢式干燥器211

5.3隧道干燥器213

5.3.1隧道干燥类型213

5.3.2隧道干燥理论218

5.3.3隧道干燥的热效率220

5.3.4托盘220

5.3.5空气循环量221

5.3.6产品温度221

5.3.7产品品质222

5.3.8其他隧道干燥223

参考文献226

第6章转鼓干燥227

6.1引言227

6.2转鼓干燥器的干燥机理及特点227

6.2.1干燥机理227

6.2.2操作特点229

6.3转鼓干燥器的分类及结构230

6.3.1转鼓干燥器的分类230

6.3.2转鼓干燥器的结构230

6.4转鼓干燥器的规格及应用236

6.4.1单鼓干燥器236

6.4.2双鼓干燥器236

6.4.3对鼓干燥器237

6.4.4带密闭罩的对鼓干燥器237

6.4.5多鼓干燥器239

6.5转鼓干燥的热质传递计算239

6.5.1热质传递机理239

6.5.2热质传递计算240

6.6转鼓干燥器的控制243

6.7转鼓干燥的研究进展243

6.8转鼓干燥器的设计与选用244

符号说明245

参考文献245

第7章盘式连续干燥器247

7.1概述247

7.2基本工作原理与结构形式248

7.2.1基本工作原理248

7.2.2盘式连续干燥器的基本结构形式249

7.3扩散理论及传热传质254

7.3.1传导干燥过程简析254

7.3.2传导干燥中固定床层的传递阻力254

7.3.3扩散理论模型255

7.4干燥特性261

7.4.1盘式连续干燥器的干燥曲线261

7.4.2各种干燥参数对干燥过程的影响262

7.5主要结构266

7.5.1加热盘266

7.5.2耙叶270

7.5.3主轴系统281

7.5.4箱体286

7.6主要特点及与其他干燥方法对比288

7.6.1主要特点288

7.6.2与其他干燥方法对比288

7.7干燥工艺设计289

7.7.1干燥工艺设计的内容及程序289

7.7.2干燥实验技术296

7.7.3常压型盘式连续干燥器工艺设计302

7.7.4真空型盘式连续干燥器工艺设计305

7.7.5氮气保护及气体循环型盘式连续干燥器工艺设计308

7.8盘式连续干燥器的适用范围及典型应用实例311

7.8.1简易流程型——饲料级磷酸氢钙的干燥313

7.8.2常压操作型——硫铁矿粉干燥313

7.8.3真空溶剂回收型——维生素C干燥314

7.8.4氮气循环型——除草剂干燥315

7.8.5大型氮气循环型——聚甲醛干燥316

7.8.6化学反应型——盘式干法乙炔发生器318

7.8.7煅烧型——氧化铝低温焙烧319

7.8.8上传动式——硝酸钾干燥321

7.8.9烟道气传导加热型——轻质碳酸钙干燥321

7.8.10组合干燥322

7.8.11返干料工艺326

7.9产品型谱327

7.10安装、调整、使用、维护、常见故障排除328

7.10.1设备安装328

7.10.2试车及工艺调试328

7.10.3设备运行328

7.10.4设备维护与保养329

7.10.5常见故障及排除方法329

7.11盘式连续干燥器的节能329

7.11.1结构与工艺参数优化330

7.11.2冷凝水回用330

7.11.3气体循环式干燥330

7.11.4利用热泵技术回收干燥尾气热能330

7.11.5组合干燥331

7.12盘式连续干燥器的发展方向331

7.13盘式连续干燥器常用的附属装置332

7.13.1给排料装置332

7.13.2风机339

7.13.3除尘装置341

7.13.4热源341

7.13.5真空系统345

符号说明350

参考文献351

第8章桨叶搅拌式干燥353

8.1概述353

8.1.1桨叶干燥机的形式353

8.1.2楔形桨叶干燥机的结构及特点357

8.2传热传质361

8.2.1传热模型361

8.2.2传热计算363

8.2.3传质计算365

8.3结构设计366

8.3.1热轴367

8.3.2壳体367

8.3.3其他367

8.4干燥过程中的影响因素368

8.4.1物料黏性368

8.4.2热轴转速368

8.4.3溢流高度369

8.4.4斜度369

8.5工业应用及计算实例369

8.5.1工业应用369

8.5.2计算实例371

符号说明373

参考文献374

第9章带式干燥375

9.1概述375

9.2带式干燥机的分类375

9.3带式干燥机的类型及操作原理377

9.3.1单级带式干燥机377

9.3.2多级带式干燥机378

9.3.3多层带式干燥机378

9.3.4冲击式带式干燥机378

9.3.5喷淋冷却带式造粒机379

9.3.6高温网带式干燥焙烧炉381

9.4带式干燥机的结构及操作381

9.4.1输送带381

9.4.2加料装置382

9.4.3循环风机和尾气排风机383

9.4.4干燥介质加热装置383

9.4.5操作过程的调节控制383

9.5带式干燥机的应用实例385

9.6干燥机计算步骤及计算示例386

9.6.1恒速干燥阶段386

9.6.2降速干燥阶段387

9.6.3总传热系数Ka和Kv的计算388

9.7校核计算及举例389

符号说明393

参考文献393

第10章转筒干燥394

10.1概述394

10.1.1转筒干燥器的工作原理394

10.1.2转筒干燥器的特点394

10.2转筒干燥器的分类和适用范围395

10.2.1直接加热转筒干燥器395

10.2.2间接加热转筒干燥器398

10.2.3复式加热转筒干燥器401

10.3转筒干燥器的操作特性402

10.3.1抄板的持有量402

10.3.2转筒干燥器内物料填充率406

10.3.3转筒干燥器的传热407

10.3.4转筒干燥器的传动功率408

10.4转筒干燥器的结构和强度409

10.4.1筒体409

10.4.2抄板411

10.4.3滚圈和托轮411

10.4.4挡轮412

符号说明413

参考文献413

第11章气流干燥414

11.1气流干燥概述414

11.1.1气流干燥的特点415

11.1.2气流干燥的适用范围416

11.2气流干燥的基本原理417

11.2.1颗粒在气流干燥管中的运动417

11.2.2颗粒在气流干燥管中的传热419

11.2.3气流干燥的物料衡算和热量衡算423

11.2.4气流干燥管的压力损失425

11.3气流干燥器的设计427

11.3.1一般设计计算427

11.3.2设计的其他考虑429

11.4气流干燥器设计计算示例432

11.5气流干燥管直径和高度的其他近似计算方法446

11.5.1费多罗夫法（И.M.федорво法）446

11.5.2桐栄良三法447

11.5.3根据中试数据进行计算448

11.6气流干燥器的建模和模拟450

11.6.1流体动力学模型451

11.6.2双流体模型453

11.6.3案例456

11.7气流干燥器型式和结构特点458

11.7.1气流干燥装置的种类458

11.7.2直管式气流干燥器460

11.8其他类型干燥器469

11.8.1脉冲式气流干燥器469

11.8.2旋风干燥器475

11.8.3旋转气流干燥器478

11.8.4倒锥式气流干燥器497

11.8.5套管式气流干燥器497

11.8.6环形干燥器498

11.8.7MST旋风分离干燥器501

11.8.8文丘里气流干燥器503

11.8.9低熔点物料干燥器504

11.8.10涡旋流气流干燥器505

11.8.11喷射气流干燥器505

11.9气流干燥管的结构和材质506

11.9.1气流干燥管的结构506

11.9.2气流干燥管的材质507

11.10气流干燥的发展趋势508

符号说明509

参考文献510

第12章流化床干燥514

12.1流态化技术基础514

12.1.1流态化现象514

12.1.2流化床的似液体特性516

12.1.3颗粒的基本性质516

12.2流化床的流体力学、传热和传质522

12.2.1流化床的气体动力学522

12.2.2流化床中的传热和传质525

12.3流化床干燥器528

12.3.1单级圆筒型流化床528

12.3.2卧式多室连续流化床531

12.3.3内加热流化床532

12.3.4多层流化床532

12.3.5脉冲流化床干燥器533

12.3.6射流冲击流化床534

12.3.7离心流化床534

12.3.8流化床干燥器的简易设计法536

12.4振动流化床537

12.4.1概况537

12.4.2动力特性和空气动力学539

12.4.3传热和传质541

12.4.4结构设计541

12.5惰性粒子流化床544

12.5.1工作原理544

12.5.2惰性粒子545

12.5.3干燥曲线545

12.5.4惰性粒子流化床结构547

12.6喷动床547

12.6.1工作原理547

12.6.2空气动力学特性549

12.6.3热量传递553

12.6.4传质553

12.6.5床体结构改进554

12.6.6喷动床主要部件的设计555

符号说明556

参考文献557

第13章喷雾干燥560

13.1喷雾干燥概述560

13.1.1喷雾干燥原理和流程560

13.1.2喷雾干燥的优缺点562

13.2雾化器的结构和计算563

13.2.1雾化机理563

13.2.2雾滴（或颗粒）的平均直径及其分布564

13.2.3气流式喷嘴567

13.2.4压力式喷嘴576

13.2.5旋转式雾化器587

13.2.6三种雾化器的特征598

13.3空气-雾滴在喷雾干燥塔内的运动599

13.3.1空气-雾滴的流动方向599

13.3.2热风分布装置和热风进出干燥塔的方式601

13.3.3喷雾干燥操作中的粘壁问题605

13.4喷雾干燥塔直径和高度的估算609

13.4.1图解积分法609

13.4.2干燥强度法609

13.4.3体积给热系数法609

13.4.4旋转式雾化器的喷雾干燥塔直径的确定610

13.4.5喷雾干燥塔的某些经验数据610

13.4.6行业和企业的某些标准611

13.5雾滴的传热和干燥612

13.5.1雾滴的传热和干燥原理612

13.5.2含有可溶性固体的液滴的蒸发612

13.5.3含有不溶性固体液滴的蒸发614

13.5.4喷雾干燥产品的性质及其影响因素616

13.6喷雾干燥的控制系统616

13.6.1控制系统A617

13.6.2控制系统B617

13.6.3控制系统C617

13.7某些产品的干燥流程、操作条件及设备619

13.8喷雾干燥的产品目录624

13.8.1化学工业624

13.8.2食品工业628

13.8.3医药和生物化学工业629

13.8.4鞣酸和纤维素工业630

13.8.5（屠宰）废料和鱼工业630

13.8.6环境控制630

符号说明631

参考文献631

第14章单液滴干燥633

14.1概述633

14.1.1液滴干燥过程中的颗粒形成过程634

14.1.2液滴干燥过程中的干燥动力学635

14.1.3小结637

14.2液滴干燥动力学的实验测量637

14.2.1单液滴干燥与测量技术637

14.2.2液滴干燥过程中液滴直径、温度与重量变化的测量640

14.2.3影响液滴干燥动力学的主要因素643

14.3液滴干燥动力学的数学模型649

14.3.1纯溶剂液滴的蒸发模型649

14.3.2含固形物液滴的蒸发模型649

14.3.3集总参数式REA模型（L-REA）654

14.4干燥中液滴的收缩过程665

14.4.1影响液滴收缩的主要因素665

14.4.2液滴收缩的数学模型669

14.5总结与展望669

参考文献670

第15章冲击干燥、穿透干燥和冲击穿透干燥67415.1冲击干燥674

15.1.1冲击流动的流体力学674

15.1.2冲击流动的传热、传质676

15.1.3冲击干燥的工业化整体结构684

15.1.4气体射流冲击技术在农产品加工领域的应用现状688

15.2穿透干燥695

15.2.1穿透流动695

15.2.2细颗粒多孔介质的传热、传质700

15.2.3穿透干燥的研究701

15.2.4穿透干燥的工业应用703

15.3冲击穿透干燥704

15.3.1冲击穿透干燥器的研究704

15.3.2冲击穿透干燥器的基本原理705

15.3.3冲击穿透干燥器的设计构想705

符号说明705

参考文献707

第16章对撞流干燥713

16.1概述713

16.2对撞流系统的分类714

16.2.1按流动类型分类714

16.2.2按流动方向分类714

16.2.3按对撞区形式分类716

16.2.4按对撞面的几何形状分类716

16.3对撞流系统的流动特性716

16.3.1同轴对撞流系统716

16.3.2环状对撞流系统718

16.4对撞流的流体动力学719

16.4.1穿透深度与振荡时间719

16.4.2压力降721

16.5对撞流的传热、传质721

16.6对撞流的干燥动力学723

16.7垂直对撞流干燥机的流动与干燥特性724

16.7.1垂直对撞与喷动床气动特性的对比724

16.7.2颗粒的穿透时间与穿透深度725

16.7.3垂直对撞腔的速度、温度与浓度场726

16.8半环对撞流干燥机的流动与干燥特性729

16.9垂直与半环对撞流组合干燥器729

16.9.1垂直与单级半环对撞流组合干燥730

16.9.2垂直与双级半环对撞流组合干燥732

16.9.3垂直与倾斜半环对撞流组合干燥733

16.10对撞流干燥装置的放大设计733

16.11对撞流干燥装置的工业应用735

16.11.1城市污泥与工业糟渣的干燥735

16.11.2金属粉末的干燥736

16.11.3结晶赖氨酸的干燥737

16.11.4浆状热敏性物料的干燥737

16.11.5药品的干燥737

16.11.6脱脂肉骨渣的干燥738

16.11.7谷物饲料的高温对撞流加工739

16.11.8木材碎料的干燥739

16.12结束语740

符号说明741

参考文献741

第17章太阳能干燥744

17.1概述744

17.1.1我国的太阳能资源744

17.1.2太阳能干燥的特点746

17.1.3太阳能干燥装置的应用747

17.2太阳能干燥的基本过程747

17.3太阳能干燥装置748

17.3.1太阳能干燥装置的构成748

17.3.2太阳能干燥装置的类型749

17.3.3太阳能干燥装置配置形式756

17.3.4太阳能系统方案选择原则758

17.4太阳能集热器的结构及性能759

17.4.1太阳能集热器的结构759

17.4.2集热器材料762

17.4.3影响太阳能集热器的因素766

17.4.4集热器结构设计原则768

17.5太阳能干燥装置的设计计算769

17.5.1太阳辐射的计算769

17.5.2太阳能空气集热器的设计计算773

17.5.3太阳能空气集热器的模拟计算782

17.6太阳能干燥装置的管理与控制785

17.6.1太阳能干燥装置的管理786

17.6.2太阳能干燥装置的控制788

参考文献791

第18章红外热辐射干燥793

18.1红外热辐射的基本理论与辐射换热793

18.1.1红外热辐射的基本理论793

18.1.2物质的红外光谱及其产生机理802

18.1.3表面互相间的辐射换热808

18.2红外辐射干燥动力学816

18.2.1红外热辐射干燥动力学Ⅰ——影响红外干燥速率的内在因素816

18.2.2红外辐射干燥动力学Ⅱ——影响红外干燥速率的外在因素827

18.2.3恒定条件与变条件下干燥过程的实验规律831

18.2.4木材内部自由水分蒸发（迁移）的理论研究837

18.3红外辐射加热器及其设计844

18.3.1红外辐射涂料844

18.3.2红外电辐射加热器847

18.3.3燃气红外辐射加热器854

18.3.4红外辐射涂膜烘道设计860

18.4红外辐射干燥工程应用864

18.4.1工程干燥优化温度的选择864

18.4.2薄层涂膜（烤漆）干燥866

18.4.3木材干燥过程的工程现场试验研究879

18.5结束语884

符号说明885

参考文献886

第19章微波和高频干燥889

19.1概述889

19.1.1电磁波谱889

19.1.2微波和高频干燥技术889

19.2介电加热/干燥的基本原理891

19.2.1介电加热原理891

19.2.2物料的介电特性892

19.3介电加热/干燥的特点903

19.3.1介电加热/干燥的优点903

19.3.2介电加热/干燥的缺点904

19.4介电干燥动力学及数学模型905

19.4.1介电干燥动力学905

19.4.2数学模型907

19.5介电干燥系统909

19.5.1高频干燥系统909

19.5.2微波干燥系统912

19.5.3介电干燥系统漏能保护装置916

19.5.4介电干燥器参数的选择与计算919

19.6介电干燥的应用921

19.6.1选择介电干燥的一般原则922

19.6.2介电组合干燥技术922

19.6.3介电干燥不均匀性的解决方法及措施925

19.7结束语928

符号说明929

参考文献930

第20章热泵干燥932

20.1概述932

20.1.1热泵干燥技术简介932

20.1.2热泵技术的发展933

20.2空气源热泵干燥935

20.2.1干燥原理935

20.2.2热泵系统935

20.2.3热泵干燥技术938

20.2.4热泵干燥装置941

20.3化学热泵干燥955

20.3.1化学热泵955

20.3.2化学热泵干燥959

20.4MVR热泵干燥963

20.4.1MVR热泵963

20.4.2MVR热泵干燥965

符号说明972

参考文献973

第21章过热蒸汽干燥978

21.1概述978

21.1.1过热蒸汽的产生978

21.1.2过热蒸汽干燥流程979

21.2过热蒸汽干燥原理979

21.2.1过热蒸汽干燥时的蒸气压和平衡含水率979

21.2.2热质传递过程特征980

21.2.3干燥过程模拟982

21.2.4过热蒸汽干燥逆转点温度983

21.3干燥方法分类987

21.3.1低压过热蒸汽干燥987

21.3.2常压过热蒸汽干燥987

21.3.3高压过热蒸汽干燥988

21.4过热蒸汽干燥特点988

21.4.1过热蒸汽干燥的优点988

21.4.2过热蒸汽干燥的缺点990

21.5典型物料的过热蒸汽干燥991

21.5.1甜菜渣干燥991

21.5.2煤炭干燥992

21.5.3污泥干燥992

21.5.4纸张干燥993

21.5.5木材干燥993

21.5.6泥煤干燥994

21.5.7木屑干燥995

21.5.8食品干燥995

21.6典型的过热蒸汽干燥设备999

21.6.1过热蒸汽气流干燥器999

21.6.2过热蒸汽流化床干燥器1000

21.6.3过热蒸汽隧道式干燥器1002

21.6.4过热蒸汽回转干燥器1003

21.6.5过热蒸汽干燥箱1004

21.6.6过热蒸汽闪蒸干燥器1004

21.6.7带式过热蒸汽干燥器1006

21.6.8连续无空气式过热蒸汽干燥器1007

21.6.9高压过热蒸汽干燥器1007

21.7余热回收1008

参考文献1008

第22章超临界干燥1015

22.1概述1015

22.2超临界干燥的基本原理1015

22.2.1超临界流体的性质1016

22.2.2超临界流体的选择1016

22.2.3超临界干燥的特点1017

22.2.4凝胶干燥过程的应力分析1017

22.2.5超临界干燥的一般流程1018

22.2.6实现凝胶超临界干燥的途径1019

22.2.7凝胶的超临界干燥操作步骤和时间1019

22.3超临界干燥过程的类型及其应用1020

22.3.1高温超临界有机溶剂干燥1020

22.3.2低温超临界CO2干燥1020

22.3.3低温超临界CO2萃取干燥1021

22.3.4高温快速超临界反应干燥1021

22.3.5惰性气体预加压超临界干燥1022

符号说明1022

参考文献1023

第23章高压电场干燥1025

23.1概述1025

23.2高压电场干燥的原理1027

23.2.1高压电场的性质1027

23.2.2含水物料性质1028

23.2.3相互作用1030

23.2.4“电场能传质”的概念1038

23.3高压电场干燥速率的主要影响因素1039

23.3.1干燥速率与电压的关系1039

23.3.2干燥速率与极距的关系1039

23.3.3干燥速率与电极形状的关系1040

23.4高压电场干燥过程中数学模拟1043

23.5高压电场干燥技术特性1045

23.6高压电场干燥装置1046

23.6.1高压发生及控制系统1046

23.6.2电极系统1046

23.6.3进出料系统1047

23.6.4排湿系统1047

23.6.5典型机型简介1047

23.7高压电场干燥技术应用1048

23.7.1蔬菜干燥1048

23.7.2生物制品干燥1049

23.7.3中药材干燥1051

23.7.4农作物种子干燥1054

23.7.5枸杞干燥1055

23.7.6其他领域应用1057

23.8高压电场干燥技术的应用前景1057

符号说明1058

参考文献1058

第24章接触吸附干燥1063

24.1概述1063

24.2接触吸附干燥机理1063

24.2.1热质传递现象的特征1063

24.2.2干燥过程的模拟1064

24.3吸附剂的选择1068

24.4接触吸附干燥技术1069

24.4.1颗粒物料的干燥1069

24.4.2带状物的干燥1073

24.4.3液态物料的干燥1073

24.4.4接触吸附冷冻干燥1077

24.4.5吸附剂除湿干燥1078

参考文献1081

第25章脉动燃烧干燥1083

25.1概述1083

25.2脉动燃烧及脉动燃烧器1083

25.2.1脉动燃烧技术的发展概况1083

25.2.2脉动燃烧的工作循环1084

25.2.3脉动燃烧器的分类1085

25.2.4脉动燃烧的驱动机理1090

25.2.5脉动燃烧的优点与缺点1092

25.3脉动燃烧干燥1094

25.3.1脉动燃烧干燥的发展1094

25.3.2脉动燃烧干燥方法1095

25.3.3脉动燃烧干燥过程强化机理1096

25.3.4脉动燃烧干燥的优点1098

25.4脉动燃烧干燥装置1098

25.4.1尾管内干燥1098

25.4.2喷雾干燥1101

25.4.3气流干燥1110

25.4.4流化床干燥1112

25.4.5冲击干燥1115

25.5结论1118

参考文献1119

第26章真空冷冻干燥1121

26.1概述1121

26.1.1真空冷冻干燥原理1121

26.1.2真空冷冻干燥特点1122

26.1.3真空冷冻干燥用途1123

26.1.4真空冷冻干燥发展趋势1130

26.2真空冷冻干燥基本理论1133

26.2.1冷冻过程的传热传质1133

26.2.2真空干燥过程的传热传质1144

26.3真空冷冻干燥设备1157

26.3.1冻干机的结构与分类1157

26.3.2冻干机的主要性能指标1166

26.3.3冻干箱的设计1167

26.3.4捕水器的设计1175

26.3.5冻干机制冷系统1188

26.3.6冻干机加热系统1198

26.3.7冻干机控制系统1200

26.3.8冻干机故障分析及处理1211

26.3.9真空冷冻干燥设备的选择1215

26.4典型物料的真空冷冻干燥工艺1216

26.4.1生物制品的冻干工艺1216

26.4.2药用材料的冻干工艺1221

26.4.3食品的冻干工艺1227

26.4.4制备纳米粉体的冻干工艺1238

参考文献1247

第27章冷冻干燥过程强化1251

27.1概述1251

27.1.1冷冻干燥基本原理1251

27.1.2冷冻阶段1252

27.1.3一次干燥阶段1255

27.1.4二次干燥阶段1257

27.1.5结束语1258

27.2冷冻阶段的优化1258

27.2.1控制冷冻速率1258

27.2.2调节冰晶成核1259

27.2.3退火1262

27.2.4共溶剂的影响1263

27.2.5结束语1264

27.3介电质辅助的微波冷冻干燥1265

27.3.1实验装置1266

27.3.2实验方法1267

27.3.3案例分析1268

27.3.4结束语1269

27.4初始非饱和多孔物料的冷冻干燥1270

27.4.1实验装置1271

27.4.2实验方法1272

27.4.3案例分析1273

27.4.4结束语1278

27.5初始非饱和多孔物料的微波冷冻干燥1279

27.5.1实验装置1279

27.5.2实验方法1281

27.5.3案例分析1282

27.5.4结束语1286

27.6固体干燥的物理解释1286

27.6.1固体物料作为多孔介质1287

27.6.2Luikov和Whitaker的贡献1287

27.6.3传递机理1288

27.6.4相平衡关系1289

27.6.5容积热源1290

27.6.6干燥引起的形变1291

27.6.7基本假设1291

27.6.8现状1292

27.6.9结束语1293

27.7冷冻干燥过程模拟1293

27.7.1问题描述1294

27.7.2控制方程1294

27.7.3初始条件与边界条件1295

27.7.4数值模拟1296

27.7.5案例分析1298

27.7.6结束语1311

符号说明1311

参考文献1312

第三篇干燥过程的应用技术

第28章食品和水果蔬菜干燥1323

28.1食品干燥1323

28.1.1概述1323

28.1.2食品中的水分1323

28.1.3水分活度和食品的吸附特性1324

28.1.4水分活度和食品的稳定性1328

28.2食品干燥过程中的营养损失1331

28.2.1蛋白质1333

28.2.2乳品的赖氨酸1333

28.2.3水溶性维生素1333

28.2.4非酶褐变1334

28.3果蔬植物结构及化学成分1334

28.3.1概述1334

28.3.2果蔬的植物结构1335

28.3.3果蔬的化学成分1337

28.4果蔬干燥前的预处理1341

28.4.1原料的选择、洗涤1341

28.4.2原料的去皮、去核和切分1341

28.4.3原料的热烫处理1342

28.4.4果蔬的硫处理1342

28.5干燥方法1343

28.5.1太阳能干燥1343

28.5.2振动流化床干燥1344

28.5.3离心流化床干燥1347

28.5.4压力膨化干燥1348

28.5.5泡沫干燥1350

28.5.6喷雾干燥1350

28.5.7折射窗（RW）干燥1350

28.5.8真空干燥1351

28.5.9真空带式干燥1351

28.5.10转鼓干燥1352

28.5.11微波干燥1354

28.5.12冷冻干燥1354

28.5.13厢式干燥1355

28.5.14隧道干燥1355

28.5.15带式干燥1356

28.5.16过热蒸汽干燥1356

28.5.17真空脉动干燥1357

28.6渗透脱水1360

28.6.1渗透压1360

28.6.2植物组织中水分的传递1360

28.6.3渗透物质1361

28.6.4渗透脱水设备和流程1361

28.7干燥和储藏期间的质量变化1363

28.7.1维生素的损失1363

28.7.2色泽的变化1364

28.7.3芳香物质的损失1365

28.7.4组织变化1365

符号说明1365

参考文献1366

第29章生鲜食品保质干燥1368

29.1引言1368

29.2生鲜食品干燥过程中的品质变化1369

29.2.1物理变化1369

29.2.2化学变化1370

29.3预处理技术1373

29.3.1渗透脱水预处理1373

29.3.2脉冲电场预处理1373

29.3.3超声波预处理1374

29.3.4烫漂预处理1375

29.3.5化学方法预处理1375

29.4物理场干燥技术及组合干燥1376

29.4.1介电干燥1376

29.4.2红外干燥1376

29.4.3静电场干燥1377

29.4.4组合干燥1377

29.5人工神经网络技术1380

29.5.1人工神经网络技术在生鲜食品保质干燥中的意义1380

29.5.2人工神经网络算法1380

29.5.3人工神经网络在生鲜食品保质干燥中的应用1381

29.5.4人工神经网络发展中的机遇与挑战1383

参考文献1384

第30章谷物干燥1389

30.1谷物的干燥特性1389

30.1.1谷物的尺寸和千粒重1389

30.1.2谷物的密度1389

30.1.3谷物的孔隙率1390

30.1.4谷物的比表面积1390

30.1.5谷物的比热容1390

30.1.6谷物的汽化潜热1391

30.1.7谷物的扩散系数1391

30.1.8谷物的平衡水分1392

30.1.9谷物的薄层干燥方程1392

30.1.10谷物对气流的阻力1393

30.2谷物的干燥条件1393

30.2.1小麦的干燥条件1394

30.2.2玉米的干燥条件1394

30.2.3稻谷的干燥条件1395

30.2.4大豆的干燥条件1396

30.2.5油菜籽的干燥条件1396

30.2.6种子粮的干燥条件1397

30.3谷物干燥设备1398

30.3.1仓式干燥机1398

30.3.2横流式谷物干燥机1400

30.3.3顺流式谷物干燥机1402

30.3.4逆流式谷物干燥机1404

30.3.5混流式谷物干燥机1405

30.3.6顺逆流谷物干燥机1409

30.3.7圆筒形内循环式谷物干燥机1409

30.3.8方形批循环式水稻干燥机1411

30.3.9干燥通风作业1412

30.3.10塔式连续真空干燥1413

30.4谷物干燥设备的自动控制1455

30.4.1概述1455

30.4.2谷物干燥设备自动控制系统的特点1458

30.4.3谷物干燥设备的控制变量分析1458

30.4.4谷物干燥设备的控制方法1459

30.4.5谷物干燥设备控制系统示例1464

参考文献1477

第31章乳品及糖类的干燥1480

31.1乳品的干燥1480

31.1.1引言1480

31.1.2喷雾干燥器的组成及形式1480

31.1.3乳粉生产技术1487

31.1.4特种喷雾干燥器1492

31.1.5乳粉的物理化学性质1496

31.1.6质量检查1503

31.2糖类的干燥1505

31.2.1玻璃态转变温度及其影响1505

31.2.2改性低分子糖的方法1507

31.2.3含糖物料喷雾干燥的对策1508

31.2.4小结1509

参考文献1509

第32章植物提取物的干燥1511

32.1植物提取物的分类1511

32.1.1极性溶剂提取物1512

32.1.2中等极性溶剂提取物1512

32.1.3非极性溶剂提取物1512

32.2植物提取物的制备1512

32.2.1植物提取物的常用提取工艺1515

32.2.2植物提取物的常用分离纯化技术1517

32.3典型植物提取物的干燥技术1520

32.3.1色素干燥1520

32.3.2油脂类干燥1523

32.3.3植物多糖干燥1526

32.3.4其他植物提取物干燥1528

32.4结束语1532

参考文献1532

第33章茶叶干燥1535

33.1茶叶简介1535

33.2茶叶干燥基础1536

33.2.1茶叶的物理化学特性1536

33.2.2茶叶的干燥特性1538

33.2.3茶叶脱水方法1540

33.2.4茶叶干燥工艺1543

33.2.5鲜叶的预处理1550

33.3茶叶加工装备1551

33.3.1茶叶加工生产线1551

33.3.2茶叶杀青机械1552

33.3.3茶叶炒干机械1557

33.3.4茶叶烘干机械1561

33.3.5加工装备控制1566

33.3.6茶叶干燥的供热装置1566

33.4茶叶干燥过程控制1569

33.4.1风温与风量控制1569

33.4.2茶叶干燥的节能途径1570

33.4.3人工智能在茶叶干制中的初步应用1571

33.5茶叶储藏与保管1572

33.5.1茶叶的变质因素与变质条件1572

33.5.2茶叶的储藏保管方法1572

符号说明1573

参考文献1573

第34章棉花干燥1578

34.1概述1578

34.1.1棉花采摘1579

34.1.2棉花加工工艺1579

34.2棉花回潮率1580

34.2.1棉花回潮率的调控1580

34.2.2棉纤维吸水后物理性能的变化1581

34.3棉花干燥1581

34.3.1棉花干燥的必要性1581

34.3.2棉花干燥工艺过程1582

34.4棉花干燥机1583

34.4.1塔式干燥机1583

34.4.2带式干燥机1587

34.4.3清理干燥一体式籽棉干燥机1588

34.4.4脉冲-转筒组合式干燥机1588

34.4.5微波式籽棉干燥机1589

34.4.6棉花干燥设备的综合对比1591

参考文献1592

第35章烟草干燥1594

35.1概述1594

35.1.1烟草种类与特征1594

35.1.2烟草原料理化特性1595

35.1.3烟草加工流程1595

35.2烟草干燥动力学特性1597

35.3烟草干燥工艺与设备1599

35.3.1烟叶烘烤1599

35.3.2烟片复烤1601

35.3.3烟丝干燥1604

35.4烟草干燥新技术1608

35.4.1烟片直接干燥复烤技术1608

35.4.2烟丝滚筒-气流干燥技术1610

35.4.3烟丝两段式滚筒干燥技术1611

35.4.4烟丝气流干燥新技术1612

参考文献1615

第36章牧草干燥1616

36.1概述1616

36.1.1我国的苜蓿种植情况1616

36.1.2发展牧草加工业的意义1617

36.1.3牧草干燥加工中的问题1617

36.2牧草干燥方法1618

36.2.1自然干燥法1618

36.2.2人工干燥法1619

36.3苜蓿干燥特性研究1620

36.3.1苜蓿干燥特性1620

36.3.2提高苜蓿干燥速度的方法1625

36.3.3苜蓿压扁处理1628

36.4牧草干燥设备1630

36.4.1牧草干燥工艺流程及原理1630

36.4.2典型牧草干燥装备1631

36.4.3干草调制设备1633

36.5干草品质1633

36.5.1饲用干苜蓿品质评价内容1634

36.5.2干草中营养物质变化1635

36.5.3人工干燥后苜蓿品质1637

36.5.4苜蓿干燥后品质评价1640

参考文献1643

第37章药物干燥1644

37.1概述1644

37.2药品生产质量管理规范对干燥器及干燥的要求1644

37.2.1药品生产质量管理规范中涉及设备的有关条文1645

37.2.2药用干燥器的主要结构特征1646

37.3晶状或粉状药物的干燥1647

37.4料液的干燥1648

37.4.1喷雾干燥1648

37.4.2冷冻干燥1651

37.5制剂过程中的干燥1651

37.5.1制剂过程的制粒干燥1651

37.5.2包装材料的干燥1652

参考文献1654

第38章中药饮片干燥1655

38.1中药饮片及炮制1655

38.1.1概述1655

38.1.2中药材及分类1656

38.1.3中药炮制的目的1657

38.1.4炮制的基本方法1658

38.1.5中药饮片中的水分1660

38.1.6水分对中药饮片质量的影响1660

38.1.7中药饮片水分测定方法1661

38.1.8中药材、饮片干燥机理1661

38.2中药饮片的干燥方法1663

38.2.1自然干燥1663

38.2.2人工干燥1664

38.3中药饮片干燥工艺研究1665

38.3.1影响饮片干燥的因素1665

38.3.2中药材、饮片干燥工艺的确定方法1667

38.3.3太阳能干燥实验研究1668

38.3.4中药饮片热风干燥实验研究1669

38.3.5远红外干燥实验研究1671

38.3.6微波干燥及炮制工艺实验研究1674

38.3.7真空冷冻干燥工艺研究1679

38.4常用的饮片干燥设备1684

38.4.1阳光房1685

38.4.2敞开式（穿流式）烘箱1685

38.4.3厢式干燥器1685

38.4.4翻板式干燥机1687

38.4.5带式干燥机1688

38.4.6振动式远红外干燥机1688

38.4.7冷冻干燥设备1689

38.5中药饮片储藏技术1690

38.5.1传统储藏方法1691

38.5.2现代储藏技术1691

参考文献1693

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