XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Сушка применяются для удаления влаги из твердых и жидких продуктов. Процесс сушки связан с подводом к высушиваемому телу тепла, за счет которого происходит испарение влаги. Для отвода испаряемой влаги применяются сушильные агенты (воздух, перегретый пар, топочные газы), которые насыщаются влагой, диффундирующей с поверхностью материала. Сушка является с одной стороны, диффузионным процессом [1, 2, 3], с другой стороны - тепловым. Это сложный технологический процесс, в результате которого изменяются свойства материала. Структурная схема технологической линии сушки представлена на рис. 1.

Сырье

Отработанный

теплоноситель

Готовый продукт

Циклон

Рисунок 1– Структурная схема технологической линии сушки

Влажный продукт поступает в сушильную камеру, где обогревается сушильным агентом. Сушильный агент подводит к нему тепло, необходимое для испарения воды, и отводит из сушильной камеры испаренную из продукта воду.

Тепло, переданное сушильным агентом, проникает в продукт. Влага перемещается из глубины продукта на поверхность, испаряется и диффундирует в сушильный агент, который выносит её из камеры. Поэтому сушка является как тепловым, так и диффузионным процессом. В процессе сушки влага удаляется из продукта за счет тепловой энергии, подводимой к нему.

Воздух, поступающий в калорифер, имеет температуру , влагосодержании , энтальпию и относительную влажность . Выходя из калорифера (подогревателя) воздух имеет параметры . В сушильной камере нагретый воздух встречается с влажным материалом (молоком).

Влажность молока при входе в сушильную камеру и при выходе , q - расход тепла. В сушилке происходит процесс взаимодействия воздуха с материалом. В процессе сушки с поверхности материала удаляется находящаяся на ней в виде тонкой пленки влага: на её место диффундирует влага из внутренних слоёв. Структурная схема технологической линии сушки представлена на рис. 2.

Рисунок 2 – Структурная схема технологической линии сушки:

1 – калорифер; 2 - сушильная камера

В зависимости от быстроты восполнения испаряющейся поверхностной влаги меняется продолжительность сушки. По мере уменьшения влаги в продукте прочнее за счет увеличения сил сцепления удерживается в нём остальная влага. Это требует повышения температуры сушки или большего диспергирования высушиваемых материалов.

Интенсивное испарение обеспечивается при условии, что давление водяного пара у поверхности испаряющейся жидкости ( ) выше парциального давления пара в воздухе ( ). Если рассмотреть теоретический процесс сушки. Для этого процесса мы предполагаем, что в сушильной камере воздуху не сообщается дополнительно тепла, и он не теряет принесенного темпа. Этот процесс называется теоретическим.

Рассматривая этот процесс, мы предполагаем, что воздух, поступивший в сушилку, передает свое тепло влаге материала, которая нагревается и испаряется [12]. Образовавшиеся пары совсем теплом, полученный от воздуха, смешиваются с воздухом. Поэтому теплосодержание воздуха остается постоянным, хотя температура его снижается. Уходящий воздух имеет параметры и ( ).

Список литературы

Беззубцева М.М., Волков В.С., Зубков В.В. Прикладная теория тепловых и массообменных процессов в системном анализе энергоемкости продукции: учебное пособие – СПб.: СПБГАУ, 2013. – 131 с.

Беззубцева М.М., Волков В.С., А.Г. Пиркин, С.А. Фокин. Энергетика технологических процессов в АПК: учебное пособие. – СПб.: СПбГАУ, 2012. – 265 с.

Беззубцева М.М., Волков В.С., Котов А.В. Энергоэффективные электротехнологии в агроинженерном сервисе и природопользовании: учебное пособие: учебное пособие. – СПб.: СПбГАУ, 2012. – 242 с.