蠶繭干燥（烘繭）的原理和過(guò)程

蠶繭干燥（烘繭）的原理和過(guò)程

為了防止鮮繭出蛾、霉變和出蛆等現象的產(chǎn)生，繭站收購的蠶繭一般需要及時(shí)進(jìn)行殺蛹及干燥，將鮮繭干燥成適干繭，以便繅絲廠(chǎng)或其它絲類(lèi)企業(yè)常年使用。蠶繭的干燥，也常被稱(chēng)為烘繭。

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蠶繭干燥的目的是烘殺蠶蛹和寄生的蠅蛆，同時(shí)去除適量的水分，防止出蛆、出蛾和霉爛變質(zhì)，便于貯藏。在烘繭過(guò)程中，既要盡可能保護繭層的良好解舒，又要使絲膠適當變性，合理地增加繭層煮繭抵抗力，符合繅絲要求。

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蠶繭干燥的要求是及時(shí)殺蛹干燥，防止出蛆、出蛾、蒸熱霉變；采用合理的干燥工藝，在蠶繭干燥過(guò)程中，既干燥蛹體又保護繭層，兼顧繅絲及貯藏的要求，使干燥程度適干均勻，防止偏老、偏嫩；降低消耗，減少排放，提高設備利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。

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一、蠶繭干燥原理  
0 c; j1 H8 j# t, `$ [6 P2 N3 a1.基本概念
（1）平衡水分：在一定的溫濕度等環(huán)境條件下，濕（干）物料散發(fā)（吸收）一定的水分后，物料的重量將不再隨時(shí)間的延長(cháng)而變化，即當物料表面的水蒸氣壓與空氣中的水汽分壓相等時(shí)，物料所含的水分為平衡水分，其值的大小除了與物料本身有關(guān)外，還與物料所處的環(huán)境溫濕度有關(guān)。
" l' Y* E- O; N' t' V5 g* u（2）自由水分：物料實(shí)際所含水分減去平衡水分后的水分。
（3）烘率：干燥后的繭量對鮮繭量的百分比。

鮮繭含有大量水分，一般含水率高達60%左右。其中繭層占鮮繭全繭量的17%-24%，含水率在11%-17%；蛹體占鮮繭全繭量的83%-76%，含水率在74%-78%。蠶繭干燥到適干時(shí)，適干繭的回潮率為10%～12%。因此，蠶繭干燥主要是干燥蠶繭中的蛹體。

鮮繭中含有的水分，包括自由水分和平衡水分兩種。蠶繭干燥所要去除的是自由水分。

2.蠶繭干燥原理

蠶繭干燥原理是通過(guò)加熱使蠶繭表面水分汽化逸出，從而在蠶繭表面和內部出現濕含量的差別，蛹體內部的水分向表面擴散并汽化，使蛹體的含水率不斷降低，得到規定回潮率的干繭。具體包括：

（1）表面蒸發(fā)：熱介質(zhì)首先作用于蠶繭表面，使繭層溫度升高，繭層內部的水分向外擴散，由表面汽化而蒸發(fā)。
; O& x6 ?5 D1 b+ F6 G  ^$ g: w$ b$ Q（2）內部擴散：熱能通過(guò)繭層傳入繭腔，使繭腔溫度升高，繭腔內的蛹體受熱升溫，發(fā)生內部擴散，水分到達蛹體表面汽化蒸發(fā)，使繭腔呈多濕狀態(tài)。繭腔內的水蒸氣又借助于繭腔內外的溫濕差不斷外逸，從而使鮮繭的水分通過(guò)不斷地內部擴散和表面蒸發(fā)除去。

二、蠶繭干燥規律

鮮繭干燥的三個(gè)階段  

將鮮繭放到恒定的干燥條件下進(jìn)行干燥，并測定烘率與時(shí)間的關(guān)系，可得如圖所示的曲線(xiàn)，稱(chēng)為蠶繭干燥曲線(xiàn)。

鮮繭在整個(gè)干燥過(guò)程中，根據水分蒸發(fā)快慢，可分為預熱干燥、等速干燥和減速干燥三個(gè)階段。

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1.預熱階段
烘死鮮蛹，破壞蛹體表面蠟質(zhì)層。這一階段稱(chēng)為預熱階段，如圖中A-B段所示。

蠶繭干燥曲線(xiàn)

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2.等速干燥階段
! }9 p+ ?" I2 o% H+ F! {鮮蛹烘死后，蛹體內的水分擴散，蒸發(fā)開(kāi)始進(jìn)入旺盛期，此時(shí)熱量全部用于水分的蒸發(fā)。繭層溫度略低于熱介質(zhì)（一般為熱空氣或煙道氣）的溫度，蛹體溫度略高于熱介質(zhì)的濕球溫度。這一階段繭層與蛹體溫度開(kāi)差較大，水分蒸發(fā)率保持一定，稱(chēng)為等速干燥階段，如圖中B-C段所示。
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3.減速干燥階段
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隨著(zhù)蠶繭含水率的降低，蒸發(fā)作用由蛹體表面深入到蛹體內部，蛹體內部的水分漸向表面擴散，在繭腔內汽化，并通過(guò)繭層向外擴散。此時(shí)水分蒸發(fā)量和用于蒸發(fā)的熱量都逐漸減少，水分蒸發(fā)處于由內部擴散控制，繭層和蛹體的溫度開(kāi)始逐漸上升，直到與灶內空氣的干球溫度相平衡。此時(shí)蠶繭水分蒸發(fā)作用停止。這一階段的水分蒸發(fā)率隨著(zhù)干燥時(shí)間的增加而逐漸減小，稱(chēng)為減速干燥階段，如圖中C-E段所示。此階段又分為前后二段，CD段為減速干燥第一階段，在此階段內，蠶繭的蛹體表面不能全部保持濕潤，而呈現部分、部分濕潤的混合狀態(tài)，并隨著(zhù)表面濕潤部分的減少，干燥速度也將變慢，DE段為減速干燥第二階段。

  Y. d6 r, x0 N在實(shí)際蠶繭干燥過(guò)程中，通常分為頭沖和二沖兩個(gè)階段。頭沖階段就是干燥過(guò)程中的預熱與等速干燥階段，包括自鮮繭進(jìn)灶預熱到蒸發(fā)旺盛結束烘成半干繭。二沖階段就是減速干燥階段，即半干繭進(jìn)灶至達到適干標準為止，這種干燥方式稱(chēng)為二次干法。我國目前一般春秋繭采用二次干法，其優(yōu)點(diǎn)是提高設備利用率，半干繭可以適當還性，有利于干燥均勻。另一種是從鮮繭進(jìn)干燥室烘至適干繭出干燥室，一次完成干燥過(guò)程，稱(chēng)為直干法，此法有減少繭質(zhì)損傷，減輕勞動(dòng)強度的優(yōu)點(diǎn)，目前夏繭、早秋繭等繭層較薄的蠶繭采用一次干法。