XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Производительность сушильных агрегатов, в том числе и установок активного вентилирования можно повысить как увеличением количества и геометрических размеров аппаратов, более рационального использования времени их работы (сокращение подготовительно-заключительных операций), так и интенсификацией, путем сокращения экспозиции сушки [1, 2, 3]. Применение этих двух способов повышения производительности как правило приводит к увеличению капитальных или эксплуатационных затрат, так как это связано с дополнительными затратами на увеличение емкостей аппаратов, дополнительного расходования топлива, электроэнергии, агента сушки и прочее. Исходя из сказанного следует стремиться к разработке технологий и применению технологического оборудования, обеспечивающего максимальное сокращение удельных затрат на сушку зернового материала при сохранении в заданных пределах его показателей качества. Т.е. внимание стоит обращать не только на физико-химические и технологические закономерности, а также на экономические показатели, являющиеся основными для хозяйств.

Рисунок 1 - Механизм удаления влаги из зерна при конвективной сушке:

1 – зерно; 2 – пограничный слой; 3 – зона испарения влаги

Механизм удаления влаги из зерна при конвективной сушке схематично может быть представлен следующим образом (рисунок 1 [4]). Вдоль поверхности влажного зерна движется агент сушки с определенными параметрами (Өв – температура агента сушки; Рв – парциальное давление). Теплота от агента сушки конвективным способом передается зерну, его поверхность нагревается до температуры Өз и часть влаги, находящейся у поверхности, испаряется. В результате по объему зерна создаются перепады влагосодержания и температуры, под действием которых происходит диффузионный процесс переноса влаги к поверхности в зону испарения. Оторвавшиеся от поверхности зерна молекулы пара диффундируют через пограничный слой и поглощаются агентом сушки. Обязательное условие процесса удаления влаги с поверхности зерна в этом случае – наличие разности между парциальным давлением у его поверхности Рз и в агенте сушки Рв [5].

Интенсивность сушки зависит от физико-химических свойств материала и движущей силы процесса. Эту зависимость в общем виде выражают линейным уравнением, которое описывает известные феноменологические законы и соответствует первому принципу термодинамики необратимых процессов:

где