
【化】 falling-rate periods of drying
降速干燥(Falling Rate Drying)是物料干燥过程中继恒速干燥阶段后的关键环节,指干燥速率随物料含水率降低而逐渐减小的物理现象。该阶段发生于物料表面自由水分蒸发完毕,内部水分需通过毛细作用或扩散作用迁移至表面时(中国化工学会《干燥技术原理》)。
从热力学角度分析,降速干燥的驱动力为物料内部与表面之间的湿度梯度,遵循菲克扩散定律,可用公式表达为: $$ J = -D frac{partial C}{partial x} $$ 其中$J$为扩散通量,$D$为扩散系数,$frac{partial C}{partial x}$为浓度梯度。此阶段持续时间约占整体干燥周期的60%-80%[^](《化学工程手册》第5版)。
主要特征包含:
该理论在食品加工(如茶叶烘干)、制药(片剂干燥)及陶瓷烧结等领域有广泛应用,中国国家标准化管理委员会GB/T 14698-2008《干燥设备术语标准》将其列为核心工艺参数控制节点。
降速干燥是物料干燥过程中的一个阶段,其核心特征是内部水分迁移速率低于表面汽化速率,导致干燥效率下降。具体解释如下:
触发条件
当物料表面水分蒸发速度超过内部水分向表面扩散的速度时,降速干燥阶段开始。此时物料表面无法维持完全湿润状态,干燥速率逐渐降低。
物理变化
关键参数
控制因素
降速干燥的速率主要由物料内部结构、孔隙率等特性决定,属于“内部迁移控制”过程。
应用场景
常见于果蔬、纸张等含结合水物料的干燥后期,需通过调整温度或湿度优化干燥效率。
降速干燥反映了物料从表面汽化主导转向内部扩散主导的过渡,是干燥工艺中能耗和耗时较长的阶段。
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