洗濯物の乾燥が速いのは？

質問

洗濯物ではないのですが、食品の安定性を見るのに、温度依存性が高いのか、湿度依存性が高いのか、と、言ったことを考察中に以下の疑問が出ました。

安定性試験の実施に以下の３つの条件があります。
２５℃、６０％
３０℃、６５％
４０℃、７５％

それぞれの温度での飽和蒸気圧(mmHg)と相対湿度から計算される分圧と、分圧の残り？は、
２５℃、23.8、14.3、9.5
３０℃、31.8、20.7、11.1
４０℃、55.3、41.5、13.8

質問なのですが、
１．「これらの条件のうちでは、"40℃+75%"で食品の乾燥が最も進みやすい。」、これは正しいのでしょうか？
２．また、「水分子の介在が増えれば条件として厳しくなるとし、水分子の介在のみが安定性にかかわるとした場合、25℃+60%がもっとも厳しい条件である。」、これは正しいでしょうか？

大昔に大学で熱学とか物理化学をやった記憶があるのですが、すっかり忘れています。どなたか分かりましたら、お願いします。

p.s.物理のカテゴリーでも同じ質問を出していますが、解答が付かないためか、締め切れず、やむを得ずマルチポストになっています。向こうは解答が付き次第、閉じます。

回答No.3

Bubuca · ベストアンサー

こんにちは　＃２です。

「ホースの太さ」は主に温度に依存すると思いながら書きました。
蒸気圧の差がバケツの水の高さの違いを表すつもりでした。
わかりにくい話をしてしまってすみません。

しかしながら雰囲気の温度が高ければ湿度は下がる、つまり水蒸気を受け入れる余裕はできますが、
食品の温度が上がらないと蒸発速度は遅いままだと思います。

他に考えられる要因として、食品内部から表面への水（蒸気）の拡散の速度があると思います。
これも主に温度に依存するように思います。
真空凍結乾燥のような場合でも沸点を下げたと考えればいいのかもしれません。
温度が高くても蒸気圧の差がなければ蒸発しませんから、温度だけではないのは確かだと思います。

こちらのページでは乾燥には湿度の影響が大きいと結論づけているので、
そのための、加温と除湿なんでしょうね。
http://www6.ocn.ne.jp/~ekawa/tecnical3.html

お礼

たびたびありがとうございます。

どうもはっきりと判ってしまった気がします、実際に計ってみないと分からないということなんでしょうね。リンクに書かれている平衡含水率というものがあり、そことの差異がホースの太さを決定し、温度と湿度と食品を形成するマトリックスが平衡含水率を決める、と、いう気がしてきました。面白いですね。

ありがとうございました。

回答No.2

Bubuca

こんにちは

食品の乾燥のしやすさを試験しているのですか？
乾燥することを放湿と吸湿の平衡の観点で考えるといいかもしれません。
これをサイフォンに応用して考えてみましょう。速度と両側の圧力ですから、あてはめて考え易いと思います。
ふたつのバケツがあって、片方が食品中の水分（蒸気圧）、もう片方が雰囲気中の水分（蒸気圧）です。２つのバケツを繋ぐホースがあって、ホースの太さは蒸発のしやすさ（蒸発の速度または吸放湿の速度）を表すことにしましょう。

２つのバケツの圧力差が大きくても、繋ぐホースが細ければ水の移動は遅くなります。
つまり雰囲気中の水蒸気圧が低くても、蒸発の速度が遅ければ、乾燥は遅いということです。
蒸発の速度は食品の温度に依存すると思います。
やかんの水が蒸気に変わる速度は、やかんの中の水の温度に依存することは明白ですから、同じように考えればいいと思います。

吸湿でも放湿でも、ホースが太ければ平衡に達する時間は短いんだと思います。

お礼

回答ありがとうございます。

そうですね。このホースの太さが知りたいわけです。そして、質問は、ホースの太さは、相対湿度に依存するのか、蒸気分圧の残分圧(？)に依存するのか、と、言うことなんです。しかしながら、今回のご指摘から、もしかすると蒸発潜熱の得やすさの方が大きいのかなと感じるようにもなってきました。そうなると、少々系が複雑になりすぎるので実際に計るしかないですかね。

回答No.1

neKo_deux

| 温度依存性が高いのか、湿度依存性が高いのか、

であれば、
３０℃、６０％
３０℃、６５％
４０℃、７５％
とか、
２５℃、６５％
３０℃、６５％
４０℃、６５％
で実験しないと、温度と湿度の変化の影響を切り離してデータ取得できないのでは？

> 質問なのですが、

については、
食品が何であるか？
どういう特性をもつか？
温度と湿度以外の気圧とか風とかの影響は？
などの条件も影響しないとは言い切れませんので、回答のしようがないと思います。

お礼

回答ありがとうございます。そうですね。質問の仕方が悪かったようです。

フラスコに入った水では如何でしょうか？可能な限り単純な系に仮定していただいて大丈夫です。風の影響、気圧の変化はともになし。

また、温度依存性と湿度依存性の考察は、本来の試験の趣旨から外れてしまいまして、そのための試験を行うことはできず、少ない情報から「考察」しなければならないのが現状です。

恐れ入りますが、お知恵をお貸しください。