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[丝基础] 蚕茧干燥(烘茧)的原理和过程

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发表于 2014-9-21 14:41:42 | 显示全部楼层 |阅读模式

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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。
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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。

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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。
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 楼主| 发表于 2014-9-21 14:44:22 | 显示全部楼层
一、蚕茧干燥原理  . F$ T  |$ T0 e3 s1 Y3 B
1.基本概念0 a; T1 s/ [" Y  O! O3 \
(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。6 E  i7 {+ C" o3 Y( H
(2)自由水分:物料实际所含水分减去平衡水分后的水分。# k5 f$ w  L8 i: R- S0 B
(3)烘率:干燥后的茧量对鲜茧量的百分比。( }' L( R5 l/ `* f
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。
' c; J  Z6 N4 O" m. S. f& }: \0 I(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。
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 楼主| 发表于 2014-9-21 14:49:44 | 显示全部楼层
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。
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1.预热阶段
* p! d, \  p. I. I/ W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。
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蚕茧干燥曲线.jpg
蚕茧干燥曲线
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2.等速干燥阶段& g! _9 `* I5 c
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。0 F- D/ ~% ]6 ~6 t

& ?0 i* n: e/ z7 l1 B3.减速干燥阶段9 A1 }6 N' p! L
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。
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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。
* t+ i9 X; p5 C! l2 a
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