7.5 Построение температурной кривой
Строят кривую нагрева материала t = f ( τ ). Ее можно построить на графике (рисунок 3). Строят также температурную кривую t = f(Wc), представленную на рисунке 5.
Рисунок 5 – Температурная кривая
На температурной кривой должен быть получен участок с постоянной температурой материала, равной температуре мокрого термометра (воздуха) tм , что соответствует периоду постоянной скорости сушки.
Известно, что испарение влаги в этот период не приводит к перегреву и порче термолабильного материала.
После первой критической точки температура материала увеличивается и может достигнуть температуры воздуха tc при равновесной влажности.
Однако обычно сушку
заканчивают по достижении некоторого
конечного влагосодержания
,
определяемого требованиями
технологической практики.
7.6 Расчет времени проведения процесса
При проектировании сушильных установок, как и аппаратов для других технологических операций, очень важным является расчет времени проведения процесса.
Продолжительность процесса можно рассчитывать на основании полученных опытным путем кривых сушки и скорости сушки. Так, продолжительность сушки в первый период равна
,
где
– соответственно начальная и первая
критическая влажность, %;
N – скорость сушки в первый период, % / мин.
Для периода убывающей скорости расчет длительности процесса усложняется вследствие сложной конфигурации кривой скорости сушки. Продолжительность сушки в этот период может быть определена приближенно с помощью так называемого коэффициента сушки K ( по методу академика А.В. Лыкова ).
Для расчета K
используют экспериментальную кривую
скорости сушки данного материала,
заменяя в ней криволинейный отрезок
(во втором периоде) наклонной прямой,
проводимой от точки
до горизонтального участка, соответствующего
периоду постоянной скорости. Прямую
линию проводят таким образом, чтобы
площадь под графиком оставалась
неизменной (отрезаемая и прирезаемая
площади были равны). Верхний конец этой
прямой соответствует так называемой
приведенной критической влажности
,
которой заменяют первую критическую
влажность
(рисунок 4).
Тогда
,
а продолжительность сушки в первый и во второй период определяется по уравнению
;
.
Общая продолжительность сушки составляет
.
8 Оформление отчета
Отчет по данной лабораторной работе должен содержать:
1) задание (цель работы);
2) методику проведения работы;
3) протоколы наблюдений;
4) все необходимые расчеты;
5) графические зависимости;
6) выводы.
9 Контрольные вопросы
1. Какой технологический процесс называют сушкой?
2. Что является движущей силой этого процесса?
3. Что называют скоростью сушки?
4. При каких условиях скорость сушки в первом периоде постоянна?
5. Как называют скорость сушки во втором периоде, и чем определяется в этот период скорость процесса?
6. Что такое равновесное влагосодержание материала?
7. Как изменяется температура материала в процессе сушки?
8. В каком периоде сушки влага в материале перемещается из внутренних слоев к поверхности?
9. Что такое коэффициент сушки?
10. Как получены формулы для расчета длительности сушки?
11. Приведите схемы конструкций сушилок с различными методами подвода энергии для сушки продуктов растительного происхождения.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Гинзбург А.С., Основы теории и техники сушки пищевых продуктов.– М.: Пищевая промышленность, 1973.– 528 с.
2. Лыков А.В. Теория сушки.– М.: Энергия, 1968.– 470 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1971.– 784 с.