低温物体表面における過熱水蒸気の凝縮から蒸発への非定常相変化現象の解析とその応用

过热蒸汽在低温物体表面凝结至蒸发的非稳态相变现象分析及其应用

• 批准号: 13750178
• 负责人: 伊與田 浩志
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750178/
• 关键词: 過熱水蒸気; 凝縮; 乾燥; 相変化; 食品加工; デンプン; 着色; 数値解析; 高温高湿度空気; 結露

乾燥熱風として大気圧の過熱水蒸気を用いる乾燥法を一般に過熱水蒸気乾燥と呼ぶ.本乾燥の初期には,過熱水蒸気が常温付近の被乾燥物と接触することにより被乾燥物表面で凝縮し,その凝縮水は再び過熱水蒸気中に蒸発する.これらの一連の非定常な相変化現象とその工業的応用について,実験ならびに数値計算により解析を行った.平成13年度は,既存の実験装置改良により,乾燥熱風として過熱水蒸気に加えて高温高湿度の空気を用いた実験を行い,過熱水蒸気の凝縮から蒸発への非定常相変化現象について,被乾燥物の温度変化と相変化に伴う物質移動量の実測値を得た.また,これらの湿度の変化による影響について調べた.平成14年度は,昨年までの成果をもとに,過熱水蒸気のみならず,通常の空気や高湿度空気を含む,広い湿度条件下で適用が可能な,処理初期の非定常相変化現象(反転過程)を数値計算により解析し,あわせて,反転過程の特性値の簡易な推算方法について検討を加えた.その結果,半無限固体モデルを用いた場合の解析から,過熱水蒸気条件下では解析解として凝縮時間と凝縮水が全て再蒸発するために必要な時間の比は1:3となるが,高湿度条件下では,露点温度と湿球温度に差異があることから,その比は1に対して湿度の低下に比例して3よりも大きくなることが確かめられた.同時に,湿度が低下するほど凝縮量が少なくなること,対流伝熱量が増加することから,凝縮水が全て再蒸発するために必要な時間は急激に短縮されることがわかった.また,昨年度に引き続き,本研究の工業的な応用例として,ジャガイモスライスの乾燥実験を,170℃,240℃の高温空気と過熱水蒸気中で行い,乾燥特性,着色,成分(澱粉の糊化)の変化を比較しながら,それぞれの乾燥法の特徴と,初期の凝縮から蒸発への反転過程がジャガイモに与える影響を調べ,食品栄養学の研究者との共同研究成果として報告した.

Drying hot air, large pressure, superheated water steaming, drying method, general drying, superheated steaming drying, drying. This drying is done in the early stage, overheating The water is evaporated at normal temperature and the object to be dried is in contact with the object to be dried.発する.これらのcontinuous non-steady phase change phenomenonとそのindustrial useについて,実験ならびにnumerical value calculationによりanalyticsを行った.In 2013, the existing equipment was improved, and the dry hot air and superheated water steam were added and the high temperature and high humidity air vapor was used.いた実験を行い, superheated water steaming 気のcondensation から steaming 発へのunsteady phase change phenomenon について, temperature change and phase change of the object to be dried The amount of material movement is measured and measured. The humidity is changed and the humidity is changed. The effect is adjusted. Heisei 14, last year.までの成をもとに, superheated water steaming のみならず, usually の空気やhigh humidity air 気をcontaining む, 広い Humidity conditions are not suitable for possible がな, handle the initial unsteady phase change phenomenon (inverse process), calculate the numerical value, analyze it, and calculate the characteristic value of the inverse process in a simple way The calculation method is the same as the calculation method. The result is that the semi-infinite solid material is analyzed in the case of superheated water and evaporated under the condition of superheated water. Analytical solution of the condensation time and condensed water, the necessary time ratio for re-steaming and condensation, 1:3, under high humidity conditions, The difference between the dew point temperature and the wet bulb temperature is the difference between the dew point temperature and the wet bulb temperature. At the same time, the humidity is low, the amount of condensation is low, the amount of condensation is low, the flow of heat is increasing, the amount of condensation is increasing The water is completely steamed again and the necessary time is sharp and the time is shortened.のindustrial application examples of な応として, ジャガイモスライスの drying and drying, 170℃, 240℃ high-temperature air steaming and superheated steaming Line, drying characteristics, coloring, composition (gelatinization of starch) and comparison of ingredients (starch gelatinization), drying method of drying method, initial condensation The steaming process of steaming the rice and the influence of the steaming process, and the impact of the steaming process, and the joint research results of the food and nutritional sciences researcher との report on the results.

项目成果

伊與田 他4名: "過熱水蒸気気流中でのジャガイモスライスの乾燥と性状変化"化学工学会関西支部(福井大会)講演要旨集. 136 (2001)

Iyoda等4人：“过热蒸汽流中马铃薯片的干燥和性质变化”化学工程师学会关西分会演讲摘要集（福井会议）136（2001年）。

伊與田 浩志他6名: "過熱水蒸気および高温空気気流中での炭水化物食品の乾燥(ジャガイモスライス表面の着色特性)"化学工学論文集. 29(1). 94-99 (2003)

Hiroshi Iyota 等 6 人：“过热蒸汽和高温气流中碳水化合物食品的干燥（马铃薯片表面的着色特性）”化学工程杂志 29(1) 94-99 (2003)。

Hiroyuki Iyota他5名: "Effect of Initial Steam Condensation on Color Changes of Potatoes During Drying in Superheated Steam"Proc. of 13th International Drying Symposium. 1352-1359 (2002)

Hiroyuki Iyota 等 5 人：“过热蒸汽干燥过程中初始蒸汽冷凝对马铃薯颜色变化的影响”第 13 届国际干燥研讨会论文集 1352-1359（2002 年）。

H.Iyota, 他5名: "Starch Gelatinization Of Sliced Raw Potatoes During Drying In Superheated Steam and Hot Air"Proc.of 2nd Asian-Oceania Drying conference. 527-536 (2001)

H.Iyota 等 5 人：“过热蒸汽和热空气干燥过程中切片生马铃薯的淀粉糊化”第二届亚洲-大洋洲干燥会议论文集 527-536 (2001)。