|
168 Таким образом, разработана эмпирическая модель кинетики конвективной сушки зерна. Модель учитывает весь процесс (в периоде падающей скорости сушки), включает в свою структуру основные управляющие параметры (скорость, температуру и влагосодержание сушильного агента, величину удельной нагрузки зерна на газораспределительную решетку), учитывает возмущающее воздействие со стороны изменения начальной влажности зерна и влияние всех исследуемых факторов на влажность зерна во времени. 5.2. Математическая модель процесса сушки зерновых культур при переменном теплоподводе Одним из существенных недостатков сушилок, используемых в пищевой промышленности, является их низкая тепловая эффективность вследствие нерационального использования энергии теплоносителя. При сушке термолабильных пищевых продуктов (пшеницы, ячменя, овса и др. зерновых культур) не всегда представляется возможным регулирование режимных параметров сушильного агента, особенно в тех случаях, когда малейшее отклонение от заданного оптимального режима сушки может привести к нежелательным последствиям. В связи с этим очевиден только один путь максимального использования энергии теплоносителя изменение высоты слоя продукта или величины удельной нагрузки продукта на газораспределительную решетку. Однако чрезмерное увеличение высоты слоя продукта может привести к тому, что сушильный агент, двигаясь в слое, перенасыщается влагой и в верхних слоях продукта может происходить конденсация влаги. В то же время снижение величины удельной нагрузки продукта на решетку менее определенного значения ведет к неэффективному использованию энергии сушильного агента. Таким образом, имеет место компромиссная задача: регулирование высоты слоя продукта или величины удельной нагрузки продукта на газораспределительную решетку должно происходить так, чтобы |
70 Таким образом, разработана эмпирическая модель кинетики конвективной сушки зерна. Модель учитывает весь процесс (в периоде падающей скорости сушки), включает в свою структуру основные управляющие параметры (скорость, температуру и влагосодержание теплоносителя, величину удельной нагрузки зерна на газораспределительную решетку), учитывает возмущающее воздействие со стороны изменения начальной влажности зерна и влияние всех исследуемых факторов на влажность зерна во времени. 2.4. Обоснование допустимой области термовлажностных условий при сушке зерновых культур Из анализа влияния режимных параметров на процесс сушки зерна пшеницы в сушилке при поперечной подаче теплоносителя следует, что повышение температуры теплоносителя во всех случаях интенсифицирует процесс и ведет к уменьшению времени сушки. Однако возможности повышения температуры ограничиваются технологическими требованиями, связывающими допустимую температуру нагрева пшеницы и ее влажностью. Поэтому расчет среднеинтегральных температур нагрева зерна по длине сушилки следует проводить с учетом ограничений, накладываемых на режимные параметры процесса, что позволит обеспечить необходимые термовлажностные условия в зерне и сохранить его качество. С учетом требований разработки технологических режимов сушки зерна пшеницы в сушилке были проанализированы соотношения между температурой зерна и его влажностью в процессе сушки при различных значениях скорости и температуры теплоносителя, удельной нагрузки продукта на газораспределительную решетку. Для этого по опытным данным, представленным в виде кривых сушки 1¥ = /(т) и прогрева Г = /(т) были построены температуры температурные кривые, представляющие собой зависимость зерна пшеницы от его влажности Г = /(Ж) (рис. 2.12). 73 Глава 3. М А Т Е М А Т И Ч Е С К А Я М О Д Е Л Ь П Р О Ц Е С С А С У Ш К И ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПРИ ПЕРЕМЕННОМ ТЕПЛОПОДВОДЕ 3.1. Постановка задачи Одним из существенных недостатков сушилок, используемых в пищевой промышленности, является их низкая тепловая эффективность вследствие нерационального использования энергии теплоносителя. При сушке термолабильных пищевых продуктов (пшеницы, ячменя, овса и др. зерновых культур) не всегда представляется возможным регулирование режимных параметров теплоносителя, особенно в тех случаях, когда малейшее отклонение от заданного оптимального режима сушки может привести к нежелательным последствиям. В связи с этим очевиден только один путь максимального использования энергии теплоносителя изменение высоты слоя продукта или величины удельной нагрузки продукта на газораспределительную решетку. Однако чрезмерное увеличение высоты слоя продукта может привести к тому, что теплоноситель, двигаясь в слое, перенасыщается влагой и в верхних слоях продукта может происходить конденсация влаги. В то же время снижение величины удельной нагрузки продукта на решетку менее определенного значения ведет к неэффективному использованию энергии теплоносителя. Таким образом, имеет место компромиссная задача: регулирование высоты слоя продукта или величины удельной нагрузки продукта на газораспределительную решетку должно происходить так, чтобы добиться максимального использования сушильного потенциала теплоносителя. Выбор нижнего и верхнего уровней высоты слоя материала на каждом этапе процесса сушки должен быть строго обоснован [9, 55, 60, 71, 73, 75, 82, 136, 138, 139-140^. Выбор закона изменения температуры Г, скорости V , влагосодержания X теплоносителя и удельной нагрузки продукта на газораспределительную решетку д по времени т составляет основную задачу управления процессом |