Феноменологічна гіпотеза процесу зневоднення вологих матеріалів у масообмінних модулях. Аналіз динаміки процесу сушіння харчової сировини у функціональних місткостях. Фізико-математична модель механізмів переносу маси при сушінні у масообмінних модулях.
Аннотация к работе
Дефіцит енергетичних ресурсів диктує необхідність раціонального використання енергії, розробки енергозберігаючих процесів і апаратів для харчових технологій, зокрема для сушіння. Але відсутність узагальнених експериментальних результатів й повної теорії процесу стримує розробку методик розрахунку відповідних типів сушарок, визначення раціональних режимів зневоднювання харчової сировини та широке промислове впровадження принципово нових апаратів й технологій сушіння. Представлені в роботі дослідження виконувалися відповідно до планів держбюджетних тем ХДАТОХ за замовленням Міністерства освіти і науки України: № 13-91-95Б “Застосування фізичних методів досліджень для контролю й аналізу процесів технологічної обробки харчових продуктів”; № 5-95-97Б “Фізико-хімічні проблеми стану води в харчових продуктах і їхня якість”; № 2-98-01Б “Фізико-хімічні і технологічні проблеми стану води в харчових продуктах”; №2-93 БО “Наукове обґрунтування і розробка критеріїв безпеки крові забійних тварин для харчових продуктів на її основі”, госпдоговірних тем: № 0193V024307 “Розробка конструкції пристрою ЗТПСУШІННЯ”; № 01-92ЦС “Експериментальний сушильний пристрій для виробництва картопляних слойок”, а також у рамках договору про спільну діяльність академії з Харківським науково-технологічним комплексом. розробити термодинамічну модель процесу сушіння у масообмінних модулях - місткостях; створити концепцію і розробити методику розрахунку сушарок з масообмінними модулями;В другому розділі "Феноменологічна гіпотеза та методики досліджень сушіння у масообмінних модулях" наведено поширене трактування гіпотези сушіння у масообмінних модулях. Встановлено, що модуль повинен знаходитися в слабовідкритому стані по потоку маси і мати поріг чутливості. універсальні як по відношенню зневоднення без зміни агрегатного стану вологи, так й для сушіння. Масообмінний модуль при сушінні гарячим повітрям забезпечує теплопідвід до матеріалу та бере участь у зовнішньому масообміні, тому його запропоновано іменувати функціональною місткістю (рис.2.), а процес - сушіння змішаним теплопідводом (ЗТП). Характер кінетики сушіння у двобічних і однобічних ФМ не залежить від виду сировини, а визначається параметрами сушильного агенту, геометричними розмірами ФМ і здрібнених шматочків сировини. На перші два періоди суттєво впливають швидкість руху повітря, розміри здрібнення сировини, попередня підготовка сировини до сушіння, ефективний пористий простір, співвідношення розмірів ФМ, а вже потім температура сушіння та природа сировини.Ідентифіковано два основних класи процесу зневоднювання: без зміни агрегатного стану води і сушіння. Визначено, що для сушіння необхідно застосовувати місткість, у якій розташовується сировина, що зневоднюється, - функціональна місткість (ФМ). Встановлено, що кінетика сушіння в ФМ має три періоди: період нагрівання матеріалу і зростання швидкості сушіння; період максимальної швидкості сушіння; період убутної швидкості сушіння. На положення цих точок у координатах температура - час (вологовміст) впливають як зовнішні, так і внутрішні чинники процесу сушіння. Встановлено, що при сушінні у ФМ визначальними чинниками процесу теплопередачі є ефективний пористий простір та швидкість сушильного агенту.