过热蒸汽干燥相较于普通热风干燥具有显著优势。它采用蒸汽作为干燥介质,大大减小了传质阻力,并有效避免了物料表面结壳现象。在过热蒸汽干燥过程中,物料温度可迅速达到对应压力下的沸点温度,使得介质与物料之间的平衡水分保持在一个较低水平。
Beeby和Potter的研究指出,过热蒸汽干燥时,由于干燥机内仅存在单一的气态成分,蒸汽压等同于整体压力。为了有效去除物料中的水分,必须确保环境蒸汽压低于自由水分的蒸汽压,并维持高于水分在对应压力下沸点的温度。在标准大气压下,温度至少需要达到100℃。
关于过热蒸汽干燥的平衡水分,Chu等人的实验发现,使用过热蒸汽烘干砂子时,平衡水分可以达到零。Potter也提出,对于某些矿物质如氢氧化铝的结晶,采用过热蒸汽烘干后,其最终平衡水分可低于0.1%。对于具有毛细管多孔结构的物料,由于水分界面的曲率影响,物料内部的蒸汽压会相应减小,因此要求更高的温度才能确保物料中的水分完全蒸发。尽管这些物料在结构上存在差异,但随着蒸汽过热度的增加,物料的含水率迅速减少的趋势是一致的。