Технология сушки. Основы тепло- и массопереноса
Учебник для вузов
Покупка
Тематика:
Пищевые производства
Издательство:
ГИОРД
Год издания: 2013
Кол-во страниц: 224
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
Профессиональное образование
ISBN: 978-5-98879-175-1
Артикул: 460935.01.01
Доступ онлайн
В корзину
В учебнике представлены основы теории и техники сушки пищевых продуктов. Даны главы, включающие гигростатику и формы связи влаги с материалом. Рассмотрены также статика, кинетика процесса сушки в виде аналитических решений, дифференциальных уравнений массопереноса, а также эмпирических уравнений, полученных с использованием методов теории и подобия. Приведены конкретные примеры расчетов процессов конвективной и кондуктивной сушки пищевых продуктов в агрегатах периодического и непрерывного действия. Дан расчет вспомогательного оборудования.
Учебник предназначен для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров и магистров 260100 «Продукты питания из растительного сырья» и 260200 «Продукты питания животного происхождения».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- 18.00.00: ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
- 19.00.00: ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИИ
- ВО - Бакалавриат
- 18.03.02: Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии
- 19.03.01: Биотехнология
- ВО - Магистратура
- 18.04.02: Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии
- 19.04.01: Биотехнология
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
В. Н. Васильев, В. Е. Куцакова, С. В. Фролов ТЕХНОЛОГИЯ СУШКИ ОСНОВЫ ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области технологии продуктов питания и пищевой инженерии в качестве учебника для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров и магистров 260100 «Продукты питания из растительного сырья» и 260200 «Продукты питания животного происхождения» Санкт-Петербург ГИОРД 2013
УДК 664.021.3/4.64(035) ББК 36.81-5:41.47 В19 Рецензенты: С. Т. Антипов, доктор технических наук, профессор кафедры машин и аппаратов пищевых производств, проректор по научной и инновационной деятельности (Воронежский государственный университет инженерных технологий); И. А. Макеева, доктор технических наук, профессор Васильев В. Н. В19 Технология сушки. Основы тепло- и массопереноса : учебник для вузов / В. Н. Васильев, В. Е. Куцакова, С. В. Фролов. — СПб. : ГИОРД, 2013. — 224 с. : ил. ISBN 978-5-98879-175-1 В учебнике представлены основы теории и техники сушки пищевых продуктов. Даны главы, включающие гигростатику и формы связи влаги с материалом. Рассмотрены также статика, кинетика процесса сушки в виде аналитических решений, дифференциальных уравнений массопереноса, а также эмпирических уравнений, полученных с использованием методов теории и подобия. Приведены конкретные примеры расчетов процессов конвективной и кондуктивной сушки пищевых продуктов в агрегатах периодического и непрерывного действия. Дан расчет вспомогательного оборудования. Учебник предназначен для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров и магистров 260100 «Продукты питания из растительного сырья» и 260200 «Продукты питания животного происхождения». УДК 664.021.3/4.64(035) ББК 36.81-5:41.47 ISBN 978-5-98879-175-1 © ООО «Издательство „ГИОРД“», 2013
Оглавление Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Глава 1. Классификация методов обезвоживания, тепловой сушки и сушильных установок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.1. Принципы и методы обезвоживания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2. Классификация методов тепловой сушки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3. Конвективная сушка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.4. Классификация конструкций сушильных установок . . . . . . . . . . . . 15 Глава 2. Влажный воздух как сушильный агент. Основы гигростатики . . . . . . . 23 2.1. Основные параметры влажного воздуха. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.2. Температура мокрого термометра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.3. Определение влажности воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.4. I-d-диаграмма влажного воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.5. Основные принципы построения I-d-диаграммы . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.6. Изменение состояния влажного воздуха в I-d-диаграмме и построение линий tм = const . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Глава 3. Влага в материале . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.1. Влажный материал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.2. Физико-химические характеристики воды. Классификация форм связи влаги в материалах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.3. Энергия связи влаги с материалом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.4. Увязка классификации форм связи влаги с изменением свойств влажных материалов при их обработке . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Глава 4. Взаимодействие влажного материала и воздуха до гигротермического равновесного состояния. Основы статики сушки. . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.1. Изотермы сорбции и десорбции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.2. Классификация влаги в материале в увязке с процессом ее удаления. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Оглавление Глава 5. Материальный и тепловой баланс процесса сушки . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.1. Материальный баланс сушильных установок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.2. Тепловой баланс подогревателя воздуха. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 5.3. Тепловой баланс конвективной сушильной камеры . . . . . . . . . . . . . 51 5.4. Аналитический расчет процесса сушки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 5.5. Построение процесса в I-d-диаграмме и методика графоаналитического расчета расхода воздуха и тепла . . . . . . . . . . . 54 5.6. Методика аналитического расчета параметров воздуха в сушильной установке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5.7. Варианты сушильного процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5.7.1. Вариант с рециркуляцией отработавшего сушильного агента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5.7.2. Вариант с промежуточным подогревом сушильного агента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 5.8. Определение энергетического коэффициента полезного действия сушильной установки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Глава 6. Кинетические закономерности процесса сушки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 6.1. Экспериментальные закономерности процесса сушки. . . . . . . . . . . 64 6.2. Кривые сушки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 6.3. Кривые скорости сушки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 6.4. Температурные кривые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 6.5. О кинетике процесса сушки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 6.6. Аппроксимационные формулы для времени сушки . . . . . . . . . . . . . 74 6.7. Дифференциальное уравнение теплопереноса в процессах конвективной сушки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 6.8. Дифференциальное уравнение переноса влаги. . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 6.9. Период постоянной скорости сушки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 6.10. Период убывающей скорости сушки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 6.11. Кинетика сушки квазиодномерного тела. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 6.12. Кинетика сушки хлеба. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 6.13. Сублимационная сушка плодов и ягод. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 6.14. Усушка при холодильном хранении пищевых продуктов . . . . . . . . . 91 6.15. Усушка при охлаждении и замораживании пищевых продуктов . . . 93 6.16. Числа (критерий) подобия тепло- и массопереноса в процессах сушки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Оглавление 6.17. Кинетические закономерности процесса сушки дисперсных материалов в агрегатах непрерывного действия . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 6.18. Агрегаты с кипящим и фонтанирующим слоями . . . . . . . . . . . . . . . 103 6.19. Щелевой агрегат . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 6.20. Барабанный агрегат . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 6.21. Массообмен при сушке пленки продукта на поверхности инертной частицы. Продолжительность процесса. . . . . . . . . . . . . . 109 6.22. Удельное объемное заполнение агрегата продуктом. Коэффициенты массообмена. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 6.23. Сушка распылением. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 6.24. Контактный способ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Глава 7. Время пребывания дисперсного материала в агрегатах непрерывного действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 7.1. Труба-сушилка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 7.2. Горизонтальный барабанный агрегат со шнековой насадкой. . . . . 136 7.3. Агрегат со щелевым подводом теплоносителя . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Глава 8. Конструкции сушильных камер . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 8.1. Камеры с кипящим слоем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 8.2. Распылительная сушилка для жидких и пастообразных материалов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 8.3. Распылительная сушилка А1-ОРЧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 8.4. Распылительная сушилка ЦТР-500 фирмы «Нема» . . . . . . . . . . . . . 161 8.5. Распылительная сушильная установка RS-1000 . . . . . . . . . . . . . . . . 163 8.6. Вращающиеся барабанные агрегаты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 8.7. Сублимационная сушилка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Глава 9. Методика инженерного расчета сушильных агрегатов для сушки сыпучих пищевых продуктов и белоксодержащих паст, суспензий, эмульсий. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 9.1. Поисковая работа перед проектированием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 9.2. Потери напора в трубопроводах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 9.3. Охрана окружающей среды и способы очистки отработанного теплоносителя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 9.4. Общие вопросы гидродинамики омывания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 9.4.1. Скорости взвешивания и уноса частиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Оглавление 9.4.2. Порозность и высота кипящего слоя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 9.5. Потери напора при движении теплоносителя через агрегат при конвективной сушке дисперсных пищевых продуктов . . . . . . 192 9.6. Методика инженерного расчета вихревого сушильного аппарата . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 9.7. Методика инженерного расчета барабанного агрегата для сушки семян подсолнечника. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 Глава 10. Расчет вспомогательного оборудования сушильных установок . . . . . 201 10.1. Топка на природном газе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 10.2. Расчет основных параметров топочных газов, выходящих из топки и поступающих в барабанный агрегат . . . . . . . . . . . . . . . . 202 10.3. Паровые калориферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Приложение 1. Зависимость между давлением пара и его температурой. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Приложение 2. Определение относительной влажности воздуха по аспирационному психрометру. Разность показаний сухого и влажного термометров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Введение Сушка широко применяется в промышленной переработке сельскохозяйственной продукции для лучшей сохранности сырья, а также при производстве пищевых продуктов как метод их консервирования. Объектами сушки могут быть разнообразные материалы на различных стадиях их переработки (сырье, полуфабрикаты, готовые изделия). Сушка позволяет сократить потери ценных ингредиентов, а также эффективно реализовать побочные продукты пищевых производств, что в конечном итоге выражается в создании безотходных производств. Создание высокоэффективной технологии сушки пищевых продуктов и соответствующего этой технологии аппаратурного оформления процесса должно развиваться по двум основным направлениям. Первое связано с интенсификацией процесса в серийно выпускаемом оборудовании и модернизацией последнего. Второе — с созданием принципиально новой прогрессивной технологии и оборудования для ее обеспечения. Наряду с изложенными положениями следует помнить о значительной энергоемкости процессов сушки. Большое значение имеет реализация этих процессов при высокой интенсивности сушильного процесса, обеспечивающего минимальные энергетические затраты. Пищевые материалы сушатся с различной целью: 1) для уменьшения массы, что удешевляет их транспортирование; 2) повышения стойкости при хранении; 3) как один из методов консервирования пищевых продуктов, таких как биопрепараты и пищевые продукты. Сушка — сложный технологический процесс, который часто является решающим этапом производства. Принципы обезвоживания и методы сушки весьма разнообразны. Повышение производительности сушильных установок может быть достигнуто как экстенсивными методами — путем увеличения габаритов сушильной камеры, уменьшения простоев и т. д., так и более эффективными интенсивными методами — путем повышения скорости сушки и соответствующего сокращения продолжительности процессов. В свою очередь, это может быть достигнуто как за счет увеличения кинетических коэффициентов, таких как диффузионный и молярный перенос влаги, так и за счет повышения движущих сил процесса — градиентов влагосодержания, температуры и давления.
Введение Повышение движущих сил процесса имеет определенные технологические пределы, связанные с термолабильностью биологических объектов, в том числе и пищевых продуктов. Увеличение кинетических коэффициентов возможно введением, например, предварительного нагрева материала перед сушкой, что способствует резкому повышению коэффициента диффузии влаги внутри продукта. Теория сушки рассматривает общие аналитические и экспериментальные закономерности процесса в их взаимосвязи, вскрывает механизм и движущие силы протекания процессов при различных методах энергоподвода. Технология сушки изучает свойства материалов как объектов сушки, что является основой рационального выбора процесса и оптимального режима его проведения. Применение отдельных прин ципов обезвоживания и методов сушки обусловлено энергией связи влаги с материалом. В случае когда агрегатное состояние влаги в продукте не изменяется, то удаляется свободная или слабо связанная с материалом влага. При изменении агрегатного состояния влаги скорость сушки и расположение зоны испарения в значительной степени зависят от прочности связи влаги с материалом. То есть энергия затрачивается как на преодоление силы этой связи, так и на теплоту парообразования. Следует помнить, что большинство пищевых продуктов являются коллоидными, а по структуре — капиллярно пористыми материалами, в которых влага прочно связана с твердым скелетом. Кроме того, эти продукты поступают на сушку с высокой влажностью, причем значительная часть влаги должна быть удалена в процессе сушки. Так, например, влажность уменьшается: при сушке овощей с 90 до 6–12 %; при сушке белоксодержащих продуктов (молока, мясных гидролизатов, бульонов и т. д.) от 80 до 2–6 %. Примером интенсификации процессов в серийно выпускаемом оборудовании и модернизации последнего может служить анализ процессов тепло- и массообмена в барабанном агрегате на примере легких полидисперсных материалов, таких как семена подсолнечника. Можно показать, что используемые технологические режимы применительно к подобным продуктам не оптимальны, что приводит к низкому термическому коэффициенту полезного действия подобных агрегатов. Незначительная модернизация может привести к существенному увеличению производительности, а следовательно, и термического КПД. Второе направление связано с созданием принципиально нового оборудования, приводящего к максимально возможному массо- и теплообмену. Например, при сушке растворов, суспензий и паст в сравнительно недавно разработанных аппаратах вихревого слоя, аппаратах со встречно-закрученными струями и т. д.
Введение Бакалавры, инженеры и магистры, работающие в области производства и консервирования биологических объектов и пищевых продуктов, в зависимости от профиля их практической деятельности должны владеть достаточно глубокими знаниями в области теории, технологии и техники сушки. Для этого при построении учебника вначале формулируются общие положения по физико-химическим основам процесса сушки, относящиеся к влажному материалу и влажному газу. Рассматривается взаимодействие влажного материала и влажного газа (воздуха) до гигротермического состояния. Затем исследуется наиболее сложный вопрос, связанный с кинетикой процесса сушки, основами переноса энергии и влаги в процессе сушки, на чем базируются методы расчета продолжительности процесса. Представлены методики инженерного расчета ряда сушильных установок, а также вспомогательного оборудования, обеспечивающего теплоподвод в сушильную камеру.
Глава 1 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ, ТЕПЛОВОЙ СУШКИ И СУШИЛЬНЫХ УСТАНОВОК 1.1. Принципы и методы обезвоживания Принципы обезвоживания включают как механическое обезвоживание, так и тепловую сушку. Рассмотрим классификацию принципов и методов обезвоживания (табл. 1.1). Наиболее широкое применение имеет тепловая сушка, при которой влага материала за счет сообщенной или генерируемой энергии переходит в парообразное состояние и в виде пара удаляется из материала в среду сушильной камеры. Тепловая сушка твердых материалов осуществляется в основном путем испарения, однако в некоторых случаях — при прогреве в электрическом поле высокой частоты, когда температура материала достигает точки кипения, — начинается выпаривание воды в массе материала. При этом не только кинетическая энергия отдельных молекул, но и средняя кинетическая энергия всех молекул влаги внутри тела достигает величины, обеспечивающей преодоление энергии связи внутри тела, а также сопротивление внешней среды, куда отводится образующийся пар. Из сушильной камеры пар удаляется в смеси с газом или в чистом виде отводится в конденсатор. Влагу материала можно также предварительно заморозить — превратить в лед, а затем за счет энергии, подводимой извне, будет осуществляться возгонка льда. Сушка является типичным нестационарным необратимым процессом, при котором влагосодержание материала меняется как в объеме, так и во времени, а сам процесс будет стремиться к равновесию. Интенсивность сушки зависит от физико-химических свойств материала и движущей силы процесса. Сушкой называется процесс удаления из материала любой жидкости, в результате чего в нем увеличивается относительное содержание сухой части. На практике при сушке влажных материалов, в том числе пищевых продуктов, удаляют главным образом воду, поэтому под сушкой понимают процесс обезвоживания материалов. Таким образом, хотя
1.1. Принципы и методы обезвоживания Та б л и ц а 1 . 1 Классификация принципов и методов обезвоживания Принцип обезвоживания Методы обезвоживания Сущность метода обезвоживания Технические способы обезвоживания Без изменения агрегатного состояния влаги Механическое обезвоживание Удаление жидкости с преодолением гидравлического сопротивления твердого скелета тела и механической связи между жидкой и твердой фазой А. Прессование. Б. Центрифугирование и сепарирование. В. Фильтрация Контактный массообмен Перемещение жидкости из тела с большим потенциалом переноса влаги в тело с меньшим потенциалом переноса Контакт влажных материалов с гигроскопическими веществами, имеющими более низкий потенциал переноса влаги (например, контакт влажного материала с силикагелем, контакт влажного и сухого зерна и т. п.) С изменением агрегатного состояния влаги Тепловое обезвоживание Перевод жидкости в парообразное состояние и перенос пара в окружающую среду А. Испарение — тепловая сушка твердых и жидких материалов. Б. Выпаривание жидкости в растворах и в твердых материалах (при прогреве в массе) Перевод пара в жидкое агрегатное состояние Конденсация — осушение влажных газов при охлаждении их ниже точки росы Комбинированное обезвоживание Тепловое обезвоживание при резком изменении давления окружающей среды (со «сбросом» давлений) Превращение жидкости в пар и перенос пара в окружающую среду, в которой создается повышенное давление. При последующем резком снижении давления в массе материала происходит весьма интенсивное парообразование за счет тепла, аккумулированного в материале, подводимого извне Цикличный нагрев влажного материала (например, теплоизоляторов) в герметической камере при повышении давления за счет пара, выделяющегося из материала, чередующийся с выпуском пара из камеры, вызывающим резкое снижение давления. Аналогичный механизм обезвоживания имеет место при производстве «воздушных» зерен кукурузы и других злаков, которые за счет значительного внутреннего давления увеличиваются в объеме и разрываются (Московский пищекомбинат)
Глава 1. Классификация методов обезвоживания, тепловой сушки понятие сушки является более общим, практически же термины «сушка» и «обезвоживание» являются идентичными. Сушка является и сложным технологическим процессом; принципы обезвоживания и методы сушки материалов различны. По энергетическому признаку можно выделить два основных принципа обезвоживания: а) удаление влаги (воды) из материалов без изменения ее агрегатного состояния — в виде жидкости; б) удаление влаги с изменением ее агрегатного состояния, т. е. при фазовом превращении жидкости (льда) в пар. Первый принцип обезвоживания может быть осуществлен механическим способом (прессование, центрифугирование, фильтрация) или при непосредственном контакте влажного материала с веществами, имеющими более низкий потенциал переноса (контактный массообмен). Последний способ используется, например, при сушке влажного зерна при смешивании его с сухим зерном. Второй принцип сушки связан с затратой тепла на фазовое превращение влаги. В большинстве случаев эта теплота сообщается материалу извне известными способами — кондукцией, конвекцией, радиацией при прогреве материала от поверхности внутрь и за счет энергии электрического поля токов высокой частоты при прогреве материала в массе. Такая сушка называется тепловой. Тепловая сушка твердых материалов обычно осуществляется путем испарения влаги на внешней (геометрически) поверхности тела и при углублении поверхности испарения внутрь тела; для капиллярно-пористых тел поверхность испарения превращается в зону испарения. При сушке в электрическом поле токов высокой частоты происходит выпаривание воды в массе материала. Осушение влажных газов может производиться путем охлаждения их температуры ниже температуры точки росы, при которой пар, находящийся в газе, начинается конденсироваться. Если влажные тела сушатся при значительном вакууме без подвода тепла извне, то теплота, необходимая для испарения влаги, отнимается от высушиваемого материала, температура которого становится ниже тройной точки, и оставшаяся в нем влага самовымораживается. В дальнейшем при подводе тепла извне происходит испарение льда — его возгонка (сублимация). Применение отдельных принципов обезвоживания и методов сушки обусловлено энергией связи влаги с материалом. Очевидно, если агрегатное состояние влаги не изменяется, то может удаляться только влага, менее прочно связанная с материалом. При этом методе энергия затрачивается в основном на преодоление гидравлического сопротивления твердого скелета тела.
Доступ онлайн
В корзину