蚕茧干燥（烘茧）的原理和过程

蚕茧干燥（烘茧）的原理和过程

为了防止鲜茧出蛾、霉变和出蛆等现象的产生，茧站收购的蚕茧一般需要及时进行杀蛹及干燥，将鲜茧干燥成适干茧，以便缫丝厂或其它丝类企业常年使用。蚕茧的干燥，也常被称为烘茧。

蚕茧干燥的目的是烘杀蚕蛹和寄生的蝇蛆，同时去除适量的水分，防止出蛆、出蛾和霉烂变质，便于贮藏。在烘茧过程中，既要尽可能保护茧层的良好解舒，又要使丝胶适当变性，合理地增加茧层煮茧抵抗力，符合缫丝要求。

蚕茧干燥的要求是及时杀蛹干燥，防止出蛆、出蛾、蒸热霉变；采用合理的干燥工艺，在蚕茧干燥过程中，既干燥蛹体又保护茧层，兼顾缫丝及贮藏的要求，使干燥程度适干均匀，防止偏老、偏嫩；降低消耗，减少排放，提高设备利用率和劳动生产率。

一、蚕茧干燥原理  
1.基本概念
（1）平衡水分：在一定的温湿度等环境条件下，湿（干）物料散发（吸收）一定的水分后，物料的重量将不再随时间的延长而变化，即当物料表面的水蒸气压与空气中的水汽分压相等时，物料所含的水分为平衡水分，其值的大小除了与物料本身有关外，还与物料所处的环境温湿度有关。
（2）自由水分：物料实际所含水分减去平衡水分后的水分。
$ {: e  c' t3 c* o9 E（3）烘率：干燥后的茧量对鲜茧量的百分比。
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鲜茧含有大量水分，一般含水率高达60%左右。其中茧层占鲜茧全茧量的17%-24%，含水率在11%-17%；蛹体占鲜茧全茧量的83%-76%，含水率在74%-78%。蚕茧干燥到适干时，适干茧的回潮率为10%～12%。因此，蚕茧干燥主要是干燥蚕茧中的蛹体。

鲜茧中含有的水分，包括自由水分和平衡水分两种。蚕茧干燥所要去除的是自由水分。

2.蚕茧干燥原理

蚕茧干燥原理是通过加热使蚕茧表面水分汽化逸出，从而在蚕茧表面和内部出现湿含量的差别，蛹体内部的水分向表面扩散并汽化，使蛹体的含水率不断降低，得到规定回潮率的干茧。具体包括：

（1）表面蒸发：热介质首先作用于蚕茧表面，使茧层温度升高，茧层内部的水分向外扩散，由表面汽化而蒸发。
（2）内部扩散：热能通过茧层传入茧腔，使茧腔温度升高，茧腔内的蛹体受热升温，发生内部扩散，水分到达蛹体表面汽化蒸发，使茧腔呈多湿状态。茧腔内的水蒸气又借助于茧腔内外的温湿差不断外逸，从而使鲜茧的水分通过不断地内部扩散和表面蒸发除去。

二、蚕茧干燥规律

鲜茧干燥的三个阶段  

将鲜茧放到恒定的干燥条件下进行干燥，并测定烘率与时间的关系，可得如图所示的曲线，称为蚕茧干燥曲线。

鲜茧在整个干燥过程中，根据水分蒸发快慢，可分为预热干燥、等速干燥和减速干燥三个阶段。

1.预热阶段
烘死鲜蛹，破坏蛹体表面蜡质层。这一阶段称为预热阶段，如图中A-B段所示。

蚕茧干燥曲线

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2.等速干燥阶段
7 l1 k8 m2 r4 j; }8 i1 p鲜蛹烘死后，蛹体内的水分扩散，蒸发开始进入旺盛期，此时热量全部用于水分的蒸发。茧层温度略低于热介质（一般为热空气或烟道气）的温度，蛹体温度略高于热介质的湿球温度。这一阶段茧层与蛹体温度开差较大，水分蒸发率保持一定，称为等速干燥阶段，如图中B-C段所示。

3.减速干燥阶段
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随着蚕茧含水率的降低，蒸发作用由蛹体表面深入到蛹体内部，蛹体内部的水分渐向表面扩散，在茧腔内汽化，并通过茧层向外扩散。此时水分蒸发量和用于蒸发的热量都逐渐减少，水分蒸发处于由内部扩散控制，茧层和蛹体的温度开始逐渐上升，直到与灶内空气的干球温度相平衡。此时蚕茧水分蒸发作用停止。这一阶段的水分蒸发率随着干燥时间的增加而逐渐减小，称为减速干燥阶段，如图中C-E段所示。此阶段又分为前后二段，CD段为减速干燥第一阶段，在此阶段内，蚕茧的蛹体表面不能全部保持湿润，而呈现部分、部分湿润的混合状态，并随着表面湿润部分的减少，干燥速度也将变慢，DE段为减速干燥第二阶段。

在实际蚕茧干燥过程中，通常分为头冲和二冲两个阶段。头冲阶段就是干燥过程中的预热与等速干燥阶段，包括自鲜茧进灶预热到蒸发旺盛结束烘成半干茧。二冲阶段就是减速干燥阶段，即半干茧进灶至达到适干标准为止，这种干燥方式称为二次干法。我国目前一般春秋茧采用二次干法，其优点是提高设备利用率，半干茧可以适当还性，有利于干燥均匀。另一种是从鲜茧进干燥室烘至适干茧出干燥室，一次完成干燥过程，称为直干法，此法有减少茧质损伤，减轻劳动强度的优点，目前夏茧、早秋茧等茧层较薄的蚕茧采用一次干法。
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