Контрольні запитання

1. Чи є розглянута в роботі термодинамічна система адіабатною?

2. Чи можливе зменшення ентропії адіабатної системи?

3. Як залежить необоротне зростання ентропії від температур Т_р і Т₀?

4. Як в Т-s координатах зображуються основні термодинамічні процеси?

5. Внаслідок чого виникає вироблення ентропії в процесах теплообміну?

6. З теорії теплообміну відомо, що теплота, котра передається за час d, дорівнює dQ = k(T_p-T₀)d. Який вигляд буде мати вираз для ентропії, що виробляється в процесі необоротного теплообміну за час d?

Лабораторна робота № 10 дослідження процесу сушки горячим повітрям

Мета роботи: За допомогою лабораторної установки піддати сушці харчовий продукт, провести обробку досліджень і побудувати криву сушки.

Сушкою називається процес видалення вологи з матеріалу шляхом випаровування за рахунок підведення теплоти.

Установки, в яких здійснюється процес сушки, називаються сушильними. Найбільше розповсюдження отримали конвективні сушарки, в яких теплота, необхідна для випаровування вологи, передається за допомогою повітря, газів та перегрітого пару.

Механізм сушіння вологих матеріалів визначається формою зв'язку з матеріалом. Всі форми зв’язку вологи поділяють на три великі групи: хімічну, фізико-хімічну (адсорбційну та осмотичну) та фізико-механічну вологу, що знаходиться в капілярах матеріалів.

В залежності від кількості поглиненої вологи та форм її зв'язку, вологі матеріали поділяють на три групи:

• Колоїдні (желатин, мучне тісто);

• Капілярно-пористі, в яких волога пов'язана капілярними силами (деревне вугілля, випалена глина, кварцовий пісок).

• Капілярно-пористі колоїдні, в яких волога має різні форми зв'язку (торф, деревина, шкіра, тканини).

Загальна волога висушуваного матеріалу складається з хімічної, яка видаляється лише прокаленням у печах, а при сушінні не видаляється, та фізичної, яка видаляється сушильним агентом.

При конвективному сушінні процес може бути проведений тільки до рівноважного вологовмісту який відповідає параметрам сушильного агента (t_b, _b).

Рівноважний вологовміст - при якому водяний пар над висушуваним матеріалом знаходиться в динамічній рівновазі з паром в повітрі, тобто подальше видалення вологи не відбувається (U_p).

Для проведення експериментів використовуємо конвективну сушарку (рис. 10.1), яка складається із електроконтактного термометра 1, кришки сушки 2, кювета 3, корпуса сушки 4, електричного нагрівача 5, оглядового віконця 6, блока керування 7 і вісьового вентилятора 8.

Рис. 10.1 Схема конвективної сушарки

Порядок проведення дослідів такий. Включити конвективну сушарку помістивши в ню одну кювету з продуктом для прокалювання. Зважити інші 4 кювети з продуктом, досягнувши при цьому однакової ваги.

Помістити всі кювети в сушарку. Температуру сушки, підтримувати 110-115 °С. Висушування продукту проводити в інтервалі 6 хв. при зважуванні кювети. Останньою зважити першу кювету з прокаленим продуктом.

Данні зважування занести в журнал спостережень 10.1. Після розрахунків побудувати криву сушки U=f() (рис. 10.2), зробити висновки.

Журнал спостережень 10.1

№ п/п	№ кювети	Час cушіння, хв	Температура в сушці, оС	Маса, кг				Вологовміст, U, кг/кг
				Матеріалу до сушки, М1	Матеріалу після сушки, М2	Вологи в матеріалі після сушки, МВ	Сухого матеріалу, МС
1	*	6	110-115
2	**	12	110-115
3	***	18	110-115
4	****	24	110-115
5	*****	>30	110-115

Рис. 10.2. Графік кривої сушки U=f()

К – точка початку криволінійної ділянки, яка відповідає часу кінця сушки _кр, тобто подальша сушка малоефективна.