|
34 водит к существенным ошибкам. В. В. Красниковым [92] выявлена возможность обобщения экспериментальных кривых сушки, полученных при различных режимах, в виде одной кривой. Однако, по мнению А. С. Гинзбурга [36, 39], обобщение кривых сушки в одну кривую не вскрывает механизма процесса и не учитывает влияние режима на протекание процесса, что необходимо для обоснования оптимального режима сушки. А. М. Гавриленков и Е. И. Пустыльник [33] предложили эмпирическое описание кривых сушки солода в слое с помощью интеграла вероятности в следующем виде: '' J Л а = 1[1 + егбЛ~" + с я , wa-wp 4bz i 2{ -Ji эффициент, определяемый начальным состоянием солода. (1.55) здесь b, с коэффициенты, зависящие от скорости сушильного агента; а0 коЭмпирическая формула (1.55) позволяет определять влажность солода в зависимости от времени сушки, высоты слоя и скорости теплоносителя. Существенным вкладом в развитии научных основ сушки и тепловой обработки пищевого растительного сырья с использованием перегретого пара следует признать исследования, выполненные проф. А. Н. Остриковым [148]. Им сформулирована и экспериментально подтверждена модель процесса сушки круп перегретым паром, позволяющая рассчитывать не только среднеобъемные значения температуры и влагосодержания продукта, но и продолжительность процесса с учетом увлажнения продукта в периоде прогрева за счет конденсации пара. В соответствии с принятыми допущениями и результатами теоретических и экспериментальных исследований уравнение для числа частиц z(x, R, т) (в продольном сечении слоя х, данного размера R, в момент времени т) было представлено как уравнение диффузии с дополнительным стоком частиц |
32 нении кривых сушки для слоя продукта, когда имеет место период прогрева, сопровождающийся конденсацией влаги из теплоносителя. В этом случае коэффициент сушки нельзя принять постоянным, а распространение уравнения A . B . Лыкова, полученного для второго периода, на весь процесс сушки приводит к существенным ошибкам. В этой связи представляет интерес выделить работы по математической интерпретации непосредственно кривых сушки в виде нелинейных моделей [9, 18, 80, 87]. Между двумя направлениями нет резкой границы. Располагая постоянным коэффициентом сушки, легко получить кривую сушки в виде экспоненты. В. В . Красниковым [80] выявлена возможность обобщения экспериментальных кривых сушки, полученных при различных режимах, в виде одной кривой. Однако, по мнению А. С. Гинзбурга [18-20], обобщение кривых сушки в одну кривую не вскрывает механизма процесса и не учитывает влияние режима на протекание процесса, что необходимо для обоснования оптимального режима сушки. Т. Томпсон и др. [96] рекомендует следующее уравнение кривой сушки: " 2 x = Aln ^ + 5 In ' (1.49) Результаты экспериментальных исследований, выполненных применительно к сушке зерна, показали, что на скорость сушки, определяемую коэффициентами А и В в выражении (1.8), оказывает влияние температура сушильного агента, а другие параметры, такие как скорость сушильного агента, существенного влияния не оказывают. Б. С. Сажин [109] предложил уравнение сушки в виде: 33 1п к{и, В) {Ц, и){А В) (и„ А){и В) (1.50) где С масса высушиваемого материала, приходящегося на единицу поверхности материала или на единицу рабочей поверхности аппарата; к константа скорости сушки; А и В соответственно начальное и конечное равновесное влагосодержание. В работе 3. Ш . Бурчуладзе, В. Д. Скверчака, В . И. Сыроедова [96] предлагается уравнение вида: ц^"" -Ж^ = (Жо Ж^)ехр(-Ьх"). (1.51) Показано, что коэффициент Ь является однозначной функцией максимальной интенсивности сушки и определяется выражением: 7\^ехр п (1.52) п-1 п При этом величина Л'^ определяется из уравнения теплового баланса, а коэффициент п зависит от свойств материала и определяется из предварительных опытов. А. М. Гавриленков и Е. И. Пустыльник [96] предложили эмпирическое описание кривых сушки солода в слое с помощью интеграла вероятности в следующем виде: Ж-Ж, WQ-Ж^ е 2 ^ ? = 1 1 -Iег/с а. • 2 V Ьх + ск" 42 ) Р 42п 1 -00 (1.53) здесь Ь, с коэффициенты, зависящие от скорости сушильного агента; ао коэффициент, определяемый начальным состоянием солода. Эмпирическая формула (1.53) позволяет определять влажность солода в зависимости от времени сушки, высоты слоя и скорости теплоносителя. Существенным вкладом в развитии научных основ сушки и тепловой 34 обработки пищевого растительного сырья с использованием перегретого пара следует признать исследования, выполненные проф. А. Н. Остриковым [96, 134]. И м сформулирована и экспериментально подтверждена модель процесса сушки круп перегретым паром, позволяющая рассчитывать не только среднеобъемные значения температуры и влагосодержания продукта, но и продолжительность процесса с учетом увлажнения продукта в периоде прогрева за счет конденсации пара. При составлении модели были приняты следующие допущения: крупинки представляют собой монодисперсный слой и перемешиваются по закону молекулярной диффузии Фика, высота псевдоожиженного слоя крупы значительно меньше его длины, загрузка и выгрузка крупы ведется с противоположных концов камеры, крупинки в процесс сушки не истираются и не измельчаются [6, 10, 13, 56, 67]. В соответствии с принятыми допущениями и результатами теоретических и экспериментальных исследований уравнение для числа частиц г(х, Р, т ) (в продольном сечении слоя х, данного размера К, в момент времени т) было представлено как уравнение диффузии с дополнительным стоком частиц вследствие их уноса: 2 ± = / ) ( ф ) = ^ ^ ^ ^ ' / ' ^ ^ ( ф ) • 2{х,Я,т). ах^ (1.54) Рассмотрен случай, когда вся подводимая перегретым паром теплота расходуется на испарение влаги из крупинок и их температура равна температуре насыщения пара. Общее количество теплоты, полученной частицей с радиусом К: п г . (Т т л 1^^2(х,К,х) , \К^1{х,К,%)с{К где Оп расход перегретого пара в единицу времени на единицу длины сушильной камеры, кг/(с-м). (1.55) Яа=^п^п(Т„-Т^)— |