Практическое занятие № 13

Сушка пищевых продуктов

Влага из материалов может быть удалена различными способами: механическим, физико-химическим, тепловым (сушка). Сушка как способ удаления влаги из материалов получила наибольшее распространение. Процесс сушки связан с подводом к высушиваемому продукту тепла, за счет которого происходит испарение влаги. Для отвода испаряемой влаги применяют сушильные агенты - воздух, перегретый пар, топочные газы, которые насыщаются влагой, диффундирующие с поверхности материала.

Сушка является, с одной стороны, диффузионным процессом, с другой - тепловым. Это сложный технологический процесс, в результате которого изменяются свойства материала.

14.1. Испарение воды со свободной поверхности

Скорость испарения воды со свободной поверхности

W/(F) = c (H-h) /B, (14.1)

где W - количество испарений влаги, кг

 - продолжительность испарения, ч;

F - поверхность испарения, м² ;

с - коэффициент испарения;

H - давление пара в пограничном слое испаряющейся жидкости равняется парциальному давлению насыщенного пара, Па;

h - парциальное давление в окружающей воздушной среде, Па;

В - общее барометрическое давление, Па.

Коэффициент испарения воды

с = а, (14.2)

где a - коэффициент;

 - массовая скорость воздуха, кг/(м² с).

Обобщенное уравнение скорости испарения жидкости со свободной поверхности, предложенное А.В.Лыковым:

(14.3)

коэффициент испарения

с = k Reⁿ, (14.4)

Re =  / - критерий Рейнольдса;

 - скорость движения воздуха, м/с;

- размер поверхности испарения по направлению потока воздуха, м;

 - кинематическая вязкость воздуха, м² /с;

М- молекулярная масса испраяющейся жидкости, кг/кМоль (М_{H О} = 18,016 кг/ кМоль);

L - ширина поверхности испарения в направлении, перпендикулярном направлению движения воздуха, м;

R - газовая постоянная: R =8,3144 Дж/(Моль^. К);

D - коэффициент диффузии для системы воздух - водяной пар, м² /ч;

D = 0,0754B₀ /B , (14.5)

B₀ - давление при нормальных условиях, равное 0,1013 МПа;

T_п - температура нагрева воздушной смеси в пограничном слое, К;

T_п =0,5 (T_п.ж.+ T_c), (14.6)

T_п.ж. - температура поверхности жидкости (принимается температура жидкости), К;

T_c - температура окружающего воздуха, К.

Для решения формулы сначала находят число Re, а затем с:

Re =200  20000, c= 0,5 Re^0,58 ; Re= 20000200000 ; с=0,85 Re^0,76 .