物料与水分的结合能力因物料结构而异,很难一一列举。但从干燥的平衡特点看,根据空气相对湿度及物料湿含量的大小可分别定义为:结合水分和非结合水分;平衡水分和自由水分。结合水分是空气相对湿度为100%时物料的平衡水分,此时物料湿含量又称为最大吸湿湿含量,物料中超过此湿含量的水分称为非结合水分。对应于吸附等温线上任意点的湿含量称平衡水分,超过此湿含量的水分,称为自由水分。烘干设备根据水分和物料结合能力的大小,即从物料中排除水分所耗费的能量为基准,可区分水分和物料的不同结合形式,并以此作为分类依据。下面就是根据水分与物料的结合能力,把水分和物料的结合形式分成的四大类。
(1)化学结合水分:这种水分与物料的结合有准确的数量关系,结合得非常牢固,只有在化学作用或非常强烈的热处理(如锻烧)时才能将其除去。通常烘干设备在干燥时不能排除化学结合水。即化学结合水的结合能大于5000J/mol。
(2)物理-机械结合水分:毛细管中的水分就属于此类。
(3)物理-化学结合水分:这种水分与物料的结合无严格的数量关系,又称为吸附结合水分。这种水分只有变成蒸汽后,才能从物料中排除。其蒸汽压可根据物料湿含量在吸附等温线中得知。这种水分的结合能大约为3000J/mol。
(4)可用机械方法(如过滤)除去的水分:留在物料细小容积骨架中的水分是生产过程中保留下来的,脱除这种水分只需克服流体流经物料骨架的流体阻力即可。