Сушка (ПАПП)
.pdf
Тепломассообменные процессы Сушка
Классификация влажных материалов
|
|
|
|
|
|
|
Жидкие тела |
|
Влажные материалы |
|
Твёрдые тела |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коллоидно-дисперсные |
|
|
Растворы |
|
|
Кристаллические |
|
|
системы |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Коллоидные тела
Капиллярно-пористые тела
Коллоидные капиллярно-пористые тела
Коллоидно-дисперсные системы
Вид |
Краткая характеристика |
Пример |
|
|
|
|
|
|
Эластичные гели, которые при удалении влаги |
|
|
|
сжимаются, но сохраняют эластичность. Также они |
Желатин (мармелад), агар-агар |
|
|
обладают высокой адсорбционной способностью, ввиду |
||
Коллоидные |
(пастила, зефир, студни, |
||
наличия значительной поверхности, благодаря чему |
|||
тела |
заливное), кисель, |
||
приобретают определённый заряд и могут поглощать |
|||
|
прессованное мучное тесто |
||
|
близкие по полярности жидкости, увеличиваясь при этом |
||
|
|
||
|
в размерах (набухать) |
|
|
|
|
|
|
Капиллярно- |
Хрупкие гели, которые при удалении влаги становятся |
|
|
пористые |
хрупкими, мало сжимаются и могут превратиться в |
Древесный уголь |
|
тела |
порошок |
|
|
|
|
|
|
Коллоидные |
Материалы, обладающие свойствами предыдущих тел. |
|
|
Стенки их капилляров эластичны и при поглощении влаги |
Зерно, мука, крахмал, хлеб, |
||
капиллярно- |
|||
изменяются, но деформируются при усушке, поэтому |
сухари, сухофрукты, овощи и |
||
пористые |
|||
изделия могут изменять свой объём (усадка) и форму |
фрукты |
||
тела |
|||
(крошение) |
|
||
|
|
||
|
|
|
Влага в пищевых продуктах
Влажный материал
Свободная
вода
Вода, которая доступна для протекания биохимических, химических и микробиологических реакций, обладает теми же свойствами, что и чистая вода
Связанная
вода
Вода, которая удерживается тканями за счёт различных форм связи и существует вблизи растворённого вещества и других неводных компонентов, имеет уменьшенную молекулярную подвижность
Классификация форм связи воды по П. А. Ребиндеру
Формы связи воды:
•Химическая (ионная, молекулярная): наиболее прочный вид связи; может быть удалена только при нагревании материала до высокой температуры (прокаливании) или химическом воздействии
•Физико-химическая (адсорбционная, осмотическая, структурная): может быть удалена при помощи термического обезвоживания
•Физико-механическая (влага в капиллярах и макрокапиллярах, влага смачивания): наименее прочный вид связи; может быть удалена при помощи механического или термического обезвоживания
Обезвоживание – это процесс удаления влаги из материала
|
|
|
Способы |
|
|
|
|
|
|
обезвоживания |
|
|
|
Механическое |
|
|
|
|
Тепловое |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
обезвоживание |
|
|
|
|
|
обезвоживание |
|
Физико-химическое |
|
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
обезвоживание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
Применяется для материалов, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
По-другому этот способ |
||
|
|
|
|||||
|
содержащих много воды |
|
• |
Применяется, в основном в |
|
|
называется сушкой |
|
|
|
|
лабораторной практике |
|
|
|
• |
Как правило, является первым |
|
|
|
|
• |
Является основным |
|
этапом обезвоживания |
|
• |
Основан на использовании |
|
|
способом удаления влаги |
|
|
|
|
водоотнимающих веществ |
|
|
из твёрдых и жидких |
Примеры: пресс, центрифуга |
|
|
|
|
|
пищевых продуктов |
|
|
|
|
Примеры: H2SO4, CaCl2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Сушка – это термический процесс удаления влаги из
материала путём её испарения и отвода образовавшихся паров
Назначение:
•Консервирование и хранение пищевых продуктов (например, сухарей, макарон и других продуктов)
•Придание влажным материалам определённых структурномеханических и термических свойств (например, кирпичу, древесине, изоляционным и другим материалам)
•Увеличение теплоты сгорания ископаемых и вторичных топлив (например, торфа, корьевых отходов, биологического ила)
Этапы сушки
1
2
3
Перемещение влаги внутри высушиваемого материала по направлению к поверхности
Образование пара
Перемещение пара от поверхности материала в окружающий воздух
Кинетика сушки
Где:
u = f1( ) – кинетическая кривая
t = f2 ( ) – термограмма 
u – влагосодержание материала
t – температура материала
u0 – начальное влагосодержание, uk – критическое влагосодержание, up – равновесное влагосодержание, tв – температура греющего воздуха, tм – температура материала, равная
температуре смоченного термометра, t0 – начальная температура материала, t2 – переменная температура материала во втором периоде сушки
Кривые скорости сушки
Где:
– скорость сушки материала
u – влагосодержание материала 1-6 – кинетические кривые
up – равновесное влагосодержание, uk1 – критическое влагосодержание,
uk2 – второе критическое влагосодержание, k1 – период постоянной скорости сушки, k2 – период падающей скорости сушки,
N1 – скорость сушки в первом периоде