過熱蒸汽干燥相較于普通熱風(fēng)干燥具有顯著優(yōu)勢(shì)。它采用蒸汽作為干燥介質(zhì),大大減小了傳質(zhì)阻力,并有效避免了物料表面結(jié)殼現(xiàn)象。在過熱蒸汽干燥過程中,物料溫度可迅速達(dá)到對(duì)應(yīng)壓力下的沸點(diǎn)溫度,使得介質(zhì)與物料之間的平衡水分保持在一個(gè)較低水平。
Beeby和Potter的研究指出,過熱蒸汽干燥時(shí),由于干燥機(jī)內(nèi)僅存在單一的氣態(tài)成分,蒸汽壓等同于整體壓力。為了有效去除物料中的水分,必須確保環(huán)境蒸汽壓低于自由水分的蒸汽壓,并維持高于水分在對(duì)應(yīng)壓力下沸點(diǎn)的溫度。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,溫度至少需要達(dá)到100℃。
關(guān)于過熱蒸汽干燥的平衡水分,Chu等人的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),使用過熱蒸汽烘干砂子時(shí),平衡水分可以達(dá)到零。Potter也提出,對(duì)于某些礦物質(zhì)如氫氧化鋁的結(jié)晶,采用過熱蒸汽烘干后,其最終平衡水分可低于0.1%。對(duì)于具有毛細(xì)管多孔結(jié)構(gòu)的物料,由于水分界面的曲率影響,物料內(nèi)部的蒸汽壓會(huì)相應(yīng)減小,因此要求更高的溫度才能確保物料中的水分完全蒸發(fā)。盡管這些物料在結(jié)構(gòu)上存在差異,但隨著蒸汽過熱度的增加,物料的含水率迅速減少的趨勢(shì)是一致的。