Питання для самоперевірки

1. Що таке первинні і вторинні енергетичні ресурси? Укажіть шляхи економії теплоенергетичних ресурсів у сільському господарстві.

2. Яким шляхом здійснюється регенерація теплоти повітря, що видаляється з приміщень ферм?

3. Викласти основні шляхи використання енергії сонячного випромінювання, а також найбільш перспективні області їхнього застосування.

4. Викласти основні шляхи й особливості використання енергії вітру.

5. Які особливості геотермальних ресурсів, як джерела теплопостачання сільського господарства?

5.2. Сушіння сільськогосподарської продукції Програмні питання

Поняття і значення сушіння. Природне і штучне сушіння матеріалів. Способи штучного сушіння. Механізм і кінетика процесу сушіння. Теплові режими сушіння. Класифікація сушильних установок. Матеріальний і тепловий баланс конвективної сушарки. Витрата сушильного агенту. Витрата теплоти сушіння. Теоретичний та дійсний процеси сушіння в Нd-діаграмі.

Техніка безпеки і пожежна безпека.

Прочитайте

Л -2, 276-308.

Теоретичні відомості

Процеси сушіння широко застосовують у сільськогосподарських та харчових технологіях для зневоднення різноманітних вологих матеріалівна різних стадіях їх переробки.

Вологу з матеріалу можна видалити різними способами: механічним, фізико-хімічним і тепловим.

Сушінням називають термічний процес видалення вологи з матеріалів внаслідок їх випаровування і дифузії.

Розрізняють природне і штучне сушіння.

Природне сушіння – це коли сушіння відбувається на відкритому повітрі без штучного нагрівання і відведення сушильного агента (повітря).

Штучне сушіння - це сушіння нагрітим сушильним агентом (нагріте повітря, димові гази), який після поглинання ним вологи з матеріалу відводять за допомогою спеціальних витяжних пристроїв (вентиляторів). Його застосовують у харчовій і сільськогосподарській технології.

Методи сушіння вологих матеріалів відрізняються переважно способом підведення теплоти і зумовлені фізико-хімічними властивостями цих матеріалів, а також формою їх зв’язку з воологою.

Найпрпостішим є метод конвективного сушіння, що характеризується безпосереднім контактом матеріалу з потоком нагрітого газу, який одночасно поглинає і виносить із сушарки утворену водяну пару.

Товстолистові матеріали, а також деякі плоди, ящо треба зберегти їхню форму, сушать у полі струмів високої частоти. Такий метод сушіння називається високочастотним.

Для дуже термочутливих матеріалів застосовують сублімаційне сушіння, при якому волога із матеріалув замороженому стані переходить у парову фазу, минувши рідку (сублімує). Процес здійснюється у глибокому вакуумі.

У сільськогосподарській та харчовій промисловості застосовують різноманітні сушарки, в яких висушують дуже різні матеріали.

Класифікація сушарок:

1. За режимом роботи: періодичної, безперервної і циклічної дії;

2. За способом підведення теплоти: конвективні, контактні (кондуктивні), радіаційні і високочастотні:

3. За видом сушильного агента: повітряні, із застосуванням димових газів, парові, рідинні.

4. За видом висушувального матеріалу: кускові, зернисті (дисперсійні), поливидні, пастоподібні, рідкі.

5. За тиском у сушильній камері: атмосферні, вакуумні, глибоко вакуумні, під надлишковим тиском.

6. За напрямком руху сушильного агента відносно матеріалу: прямотечійні, протитечійні, з перехресним потоком.

7. За варіантом сушильного процессу: з нормальним (основним) процесом, з проміжним підігріванням сушильного агента, з рециркуляцією відпрацьованого повітря, з додатковим підігріванням повітря в сушильній камері та ін.

8. За конструкцією сушильної камери: барабанні, камерні, шахтні, стрічкові, коридорні (тунельні), трубчасті, розпилювальні, пневматичні, вальцові та ін.

9. За станом шару матеріалу (для зернистих матеріалів): щільний, розрихлений, киплячий, фонтануючий.

10) За способом створення циркуляції сушильного агента: з природною і вимушеною циркуляцією.

Кінетика сушіння простежує змінення вологості матеріалу в часі. Щоб розрахувати процес сушіння і створити раціональні конструкції сушильних установок, потрібно спільно вивчати статику і кінетику сушильного процесу.

Кінетику сушіння характеризують графіками трьох видів:

1. криві сушіння (середній вологовміст матеріалу – час);

2. криві швидкості сушіння (швидкість сушіння – вологовміст);

3. температурні криві (температура матеріалу – вологовміст).

Статика сушіння встановлює зв'язок між початковими і кінцевими параметрами речовини (матеріалу і сушильного агенту), які беруть участь у сушінні. Цей зв'язок виражають у вигляді рівнянь матеріального і теплового балансів. Із статики сушіння визначають масу випареної вологи, витрати сушильного агента і теплоти.

Звичайно, сушарки розраховують , виходячи із заданої кількості вологого матеріалу та його початкової і кінцевої вологості. Щоб визначити кількість висушеного матеріалу, випареної вологи та витрату сухого повітря на висушування, складають матеріальні баланси: за абсолютно сухою речовиною та за вологою.

Маса висушеного матеріалу: (2.1)

- маса вологого матеріалу, кг;

і - масовічастки вологи до і після сушіння, %.

Кількість вологи W, яку видаляють під час висушування: (2.2)

Витрата абсолютно сухого повітря (сушильного агента) для висушування:

(2.3)

і - вологовміст до і після процесу сушіння, г/кг

Рівняння теплового балансу для усталеного процесу виражає однаковість кількості теплоти, що надходить у сушильні камеру, і теплоти, що виходить з неї.

Витрата теплоти на випаровування 1 кг вологи з вологого матеріалу:

(2.4)

і - значення ентальпій на початку і вкінці сушіння, кДж/кг.