在幹燥過程中，水分首先從物料內部擴散至表麵，然後再由表麵汽化而進入空氣主體。水分在物料內部的擴散形式主要取決於物料的結構及物料中水分的性質。
一、物料中的水分
固體物料中所含的水分與固體物料結合的形式不同，對幹燥速率影響很大，有時需要改變幹燥方式。在幹燥中，一般將物料中的水分按其性質或幹燥情況予以區分。
1.平衡水分與自由水分
根據物料在一定的幹燥條件下，其中所含水分能否用幹燥方法除去來劃分，可分為平衡水分與自由水分。
（1）平衡水分物料中所含有的不因和空氣接觸時間的延長而改變的水分，這種恒定的含水量稱為該物料在一定空氣狀態下的平衡水分，用X*表示。平衡水分是一定幹燥條件下物料可能幹燥的最大限度。
（2）自由水分物料中超過平衡水分的那一部分水分，稱為該物料在一定空氣狀態下的自由水分。若平衡水分用X*表示，則自由水分為（X-X*）。
2.結合水分與非結合水分
根據物料與水分結合力的狀況，可將物料中所含水分分為結合水分與非結合水分。
（1）結合水分包括物料細胞壁內的水分、物料內毛細管中的水分及以結晶水的形態存在於固體物料之中的水分等。這種水分是借化學力或物理化學力與物料相結合的，由於結合力強，其蒸氣壓低於同溫度下純水的飽和蒸氣壓，致使幹燥過程的傳質推動力降低，故除去結合水分較困難。
（2）非結合水分包括機械地附著於固體表麵的水分，如物料表麵的吸附水分、較大孔隙中的水分等。物料中非結合水分與物料的結合力弱，其蒸氣壓與同溫度下純水的飽和蒸氣壓相同，因此，幹燥過程中除去非結合水分較容易。
平衡水分與自由水分，結合水分與非結合水分是兩種概念不同的區分方法。自由水分是在幹燥中可以除去的水分，而平衡水分是不能除去的，自由水分和平衡水分的劃分除與物料有關外，還與空氣的狀態有關。非結合水分是在幹燥中容易除去的水分，而結合水分較難除去。是結合水還是非結合水僅決定於固體物料本身的性質，與空氣狀態無關。在一定溫度下，由實驗測定的某物料（絲）的幾種水分的關係。
二、幹燥速率及其影響因素
1.幹燥速率
式中U——幹燥速率，kg/（m2·s）；
W——汽化的水分量，kg；
A——幹燥麵積，m2；
τ——幹燥時間，h。
式中的負號表示物料含水隨著幹燥時間的增加而減少。
2.幹燥曲線及幹燥速率曲線
由於幹燥機理及過程皆很複雜，直至目前研究得尚不夠充分，所以幹燥速率的數據多取自實驗測定值。為了簡化影響因素，測定幹燥速率的實驗是在恒定條件下進行，如用大量的空氣幹燥少量的濕物料時可以認為接近於恒定幹燥情況。
幹燥過程中物料含水量X與幹燥時間τ的關係曲線，此曲線稱為幹燥曲線。物料幹燥速率U與物料含水量X之間的關係曲線，稱為幹燥速率曲線。
AB表示預熱階段，BC段表示恒速幹燥階段，CDE段表示降速幹燥階段。
（1）預熱階段在預熱階段，熱空氣所放出的顯熱除用於汽化水分外，還用於加熱物料。因此，隨著時間的延續，物料的含水量下降，表麵溫度上升，幹燥速率增大。
對於實際幹燥過程，預熱階段的時間一般很短，在幹燥計算中常將其歸入恒速幹燥階段。
（2）恒速幹燥階段在恒速幹燥階段，隨著時間的延續，物料的含水量下降，幹燥速率保持恒定且為最大值。
恒速幹燥階段除去的水分一般為非結合水，且物料表麵始終為非結合水所潤濕，此狀況與濕球溫度計的濕紗布的表麵狀況相類似。因此，當空氣狀態一定時，物料的表麵溫度保持恒定，並等於空氣的濕球溫度。
在幹燥過程中，濕物料表麵的水分不斷吸收熱量而汽化，從而使物料內部與表麵之間產生濕度差，於是物料內部的水分便以擴散的方式向濕物料表麵傳遞，這一過程稱為內擴散過程。同時，物料表麵的水分汽化後亦以擴散的方式向空氣主體傳遞，這一過程稱為外擴散過程。在恒速幹燥階段，內、外擴散的速率能夠與表麵水分的汽化速率相適應，從而使物料表麵始終維持恒定狀態。可見，物料表麵水分的汽化是該階段的控製步驟，所以恒速幹燥階段又稱為表麵汽化控製階段，該階段的幹燥速率主要取決於幹燥介質的狀態，而與濕物料的性質關係不大。因此，要提高恒速幹燥階段的幹燥速率應從改善幹燥介質的狀態入手，如提高幹燥介質的溫度、降低幹燥介質的濕度等。