技術資料

‧ 技術資料 ‧ 水份的蒸發-基本物理
要提升烘乾效率，就需了解基本原理，從基本物理原理中找出正確的觀念與方式，才能有效提升效率，達到節省能源、節省時間的目的。
 
水的汽化有兩種形式：蒸發和沸騰
 
1. 蒸發：這是一種表面效應，可以在任何溫度發生。在看來平靜的水中，微觀來看，液體水分子其實是很活躍的，在液面下的水分子是不停的在運動著，水面上的水分子由於與空氣接觸，更是來來往往風生水起，空氣中的水分子可能跑進了水中，水面的水分子也可能被空氣分子或其他的水分子撞擊，得到足夠內能而脫離了水面。蒸發就是水分子脫離了水面，脫離了其他水分子的牽引束縛而跑到空氣中去了。水分子離開水面跑到空氣中的速率與以下幾個參數有關：水與空氣的溫度、空氣的濕度、水面與空氣接觸面的大小。
如上所述，水分子會離開水面跑到空氣中，設此速率為A，但同時空氣中的水分子也會跑回水裡，設此速率為B，在相對濕度等於100%時，A=B，液面不會降低，此時的蒸氣壓叫做飽和蒸汽壓。若相對溼度小於100%，則A>B，液面會慢慢降低。
 
2. 沸騰： 這是汽化過程在液體表面和內部同時進行的現象。僅當水液體的溫度升高到沸點並繼續吸熱時才會沸騰。
 
因此，以下行為都能加速水份蒸發的速度，可以反思對應於烘乾製程的參數：
<1>. 提高水份的溫度：這是最直接有效的做法。將能量快速且有效率地被水分子吸收是最重要的因素。
<2>. 提高空氣的溫度：這是間接傳熱給水分子的方式，效率較低，但對表面烘乾製程來說也是很有效的，雖然比較耗能。
<3>. 降低空氣中的濕度：降低濕度，就是降低蒸氣壓，有利於水分子掙脫液面跑到空氣中，但降低濕度須把已蒸發出來的氣態水分子抽離，在傳統熱風烘乾爐裡，這個抽離的動作卻會同時將熱能抽離，這也就是為何熱風爐效率低、耗能的原因。但在紅外線爐內，由於熱能的傳遞是靠紅外線輻射，不受氣流的影響，所以可以兼顧提高水份溫度同時降低空氣中的濕度。
<4>. 增加水面與空氣接觸面的大小：在工業製程裡，這比較無法改善，因為已受產品尺寸的限制。