Массу влаги в материале (г) рассчитывают по формуле
Следовательно, зная начальную массу материала и массовую долю влаги в нем, рассчитывают начальную массу влаги. Для всех последующих замеров ее находят вычитанием испаренной влаги W от предыдущей (W-W). Массу материала для каждого последующего замера также находят вычитанием массы испаренной влаги от предыдущей массы материала (М-W). Влажность (W0) рассчитывают по формуле
W0 = (W/М0) 100 %
где W и М0 – масса влаги и материала соответственно в каждом замере, г.
Влагосодержание W рассчитывают по формуле:
W0 = (W/Мс) 100%
где Мс – масса абсолютно сухого вещества в материале, которую для каждого замера находят по формуле
Мс = М0 – W
Результаты расчетов вносят в табл. 6 и по ним строят кривую сушки – зависимость изменения влагосодержания от продолжительности сушки (рис.7), на которой определяют критическое Wкр и равновесное Wр влагосодержание. Методом графического дифференцирования по кривой сушки строят кривую скорости сушки (рис.7).
Скорость сушки определяют по формуле
N=(dW/d) = tg, %/мин
На кривой сушки произвольно выбирают 8-10 точек (см. рис.7), проводят через них касательные к кривой сушки до пересечения их с осями координат и находят скорость сушки в данных точках. Так, для точки 5 (рис.7).
N=b/a, %/мин
Максимальную скорость 1-го периода сушки определяют по наибольшему углу .
Сопоставляя кривые сушки, полученные в результате сушки материала при разных температурах, размерах частиц, массе материала и т.д. делают заключение о наиболее рациональном ведении процесса сушки в условиях с естественным обменом воздуха.
Рис.7. Пример построения кривой сушки с выбором точек для графического дифференцирования и построения кривой скорости сушки
Из сопоставления кривых сушки различных материалов при одинаковых условиях делают вывод о том, какой из материалов сушится лучше.
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 9
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В ПЛОТНОМ СЛОЕ С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ОБМЕНОМ ВОЗДУХА
Цель работы. Изучить процесс сушки овощей, плодов, вареных круп и других влажных материалов в движущемся потоке воздуха, определить влияние температуры воздуха, формы резки и размера частиц материала, удельной нагрузки материала на рабочую поверхность сушильной установки на динамику изменения массы материала и его влагосодержания в процессе сушки.
Общие сведения
Механизм высушивания влажных материалов определяют в основном условиями испарения влаги с поверхности материала в окружающую среду и диффузии ее из внутренних слоев материала к поверхности.
При искусственной сушке газообразным сушильным агентом переход влаги, находящейся в материале, из жидкой фазы в газообразную и распределение ее в сушильном агенте (воздухе) может происходить лишь в том случае, если парциальное давление образующегося пара на поверхности материала будет больше парциального давления его в газообразном сушильном агенте (hм hв).
Режим сушки, определяющий механизм процесса при движущемся сушильном агенте, по наиболее распространенной методологии характеризуется следующими основными параметрами: температурой сушильного агента, показываемой «сухим» термометром психрометра, относительной влажностью, удельной нагрузкой и размером резки материала, а также скоростью движения агента.
В том случае, когда парциальное давление водяных паров в окружающей среде будет больше парциального давления в поверхностном слое высушиваемого материала (hм hв), происходит обратный процесс – увлажнение материала (сорбция) до тех пор, пока не установится состояние равновесия парциальных давлений в поверхностном слое материала и в окружающей среде (hм = hв). Влагосодержание, которое установится при этом в материале, называют равновесным влагосодержанием. Сушить материал следует до влагосодержания не ниже равновесного, иначе после сушки оно может возрастать за счет сорбционных процессов [16].
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
2.1. Приборы и материалы: лабораторная сушильная установка; весы технические с разновесами или торговые циферблатные; секундомер или песочные часы; автоклав или водяная баня; исследуемый материал и оборудование для его подготовки.