Основные параметры сушки

Основной параметр высушиваемого материала (в частности, макаронных изделий) — это содержание в нем влаги, т.е. его влажность.

Влажность материала выражают либо по отношению к общей массе (относительная влажность W, %):

W= (mвл / m)100,

где mвл — масса влаги в материале, г; m — общая масса материала, г;

либо по отношению к массе абсолютно сухого вещества мате­риала (абсолютная влажность ( W^С, %):

W^С= (mвл / mсв)100,

где mсв — масса абсолютно сухого вещества материала, г;

mсв = m — mвл

В данной книге мы используем практически повсеместно от­носительную влажность материала, называя ее для краткости просто влажностью.

Для перехода от одной влажности к другой можно использо­вать формулы

W = [W^С / 100+ W^С)]100;

W^С = [W / (100- W)] 100,

(по которым составлена табл. 33 в справочнике технология макаронных изделий).

Состояние сушильного (влажного) воздуха характеризуется рядом параметров. Зная значения трех параметров, можно опре­делить значения всех остальных, пользуясь приведенными ниже формулами.

Барометрическое давление сушильного воздуха (Па)

В = Рсв + Рп,

Рсв — парциальное давление сухого воздуха. Па; Рп— парциальное давление иодяного пара, содержащегося в воздухе, Па.

Абсолютной влажностью воздуха Рп называют массу водяного пара, находящегося в 1 м влажного воздуха. Следовательно, Рп представляет собой плотность пара в смеси.

Относительной влажностью воздуха или просто влажностью (%) называют отношение абсолютной влажности к максимально возможной массе водяного пара, которая может содержаться в 1 м влажного воздуха при тех же условиях (температуре и баро­метрическом давлении). Приближенно относительную влажность воздуха определяют по формуле

φ = (Рп / Рн) 100,

где Рн— давление насыщенного пара, кПа; рассчитывается по эмпирической формуле Г. К. Филоненко

l_g Рн = 0,622 + [7,5 t /(238 + t )]

( или можно воспользоваться данными табл. 34. в справочнике технология макаронных изделий).

На практике величину относительной влажности воздуха оп­ределяют психрометрическим способом, основанным на измере­нии разности между температурой сухого термометра t(факти­ческая температура воздуха) и температурой смоченного термо­метра t_м. Психрометр состоит из двух термометров: обыкновенного (су­хого) и смоченного (мокрого). Шарик смоченного термометра постоянно смачивается водой через кусочек материи (батист, сложенная вдвое марля и т. п.), погруженной в стаканчик с водой. Смоченный термометр укрепляют так, чтобы шарик нахо­дился от поверхности воды в стаканчике на 3...4 см.

При испарении воды показания смоченного термометра по­нижаются, и тем больше, чем суше воздух.

При определении относительной влажности воздуха в поме­щениях психрометр следует укреплять на стене в месте, наиболее характерном по температурному и влажностному режиму данно­го цеха. Не следует вешать психрометр вблизи окон, дверей, источников теплоты и в местах движения воздуха. Относительную влажность воздуха определяют по разности показаний сухого и смоченного термометров по психрометричес­ким таблицам. (приложения 1...3 справочник).

Пример. Показания сухого и смоченного термометров сушилки

соответственно 40 и 35 °С. Требуется определить относительную влажность

воздуха в сушилке. Психрометрическая разность составляет 40—35 = 5 °С.

В приложении 2 в графе «Температура сухого термометра» отыскиваем температуру 40 °С и движемся вниз по столбцу до пересечения со строкой, соответствующей психрометрической разности 5 °С. Цифра 71соответствует искомой величине влажности сушильного воздуха.

Влагосодержанием воздуха (удельным, или приведенным, массосодержанием) называют массу водяного пара, находящегося во влажном воздухе, отнесенную к 1 кг сухого воздуха. Влагосодержание воздуха обозначают через х (кг/кг) или через d(г/кг):

x= d / 1000 = Gп / Gс.в = 622 р_п / (В - рп)= 622φр_п / (B - φр_п),

где Gп и Gс.в — масса пара и сухого воздуха в смеси соответственно, кг.

Плотность влажного воздуха р_см (кг/м ) зависит от двух изме­няющихся в процессе сушки параметров — температуры и пар­циального давления водяного пара:

р_см = [1,293 – 273 / (273 + t )] (1-0,378 Рн / B)

Удельная энтальпия влажного воздуха (кДж, на 1 кг сухого воз­духа) используется в сушильной технике в качестве теплофизической характеристики. Рассчитывается приближенно по формуле:

lсм = 1,004 t + [(d / 1000)(2500 + 1,842t)]

Сушильная способность воздуха представляет собой разность между влагосодержанием воздуха при полном насыщении (φ = 100 %) и влагосодержанием этого воздуха в данных услови­ях (при данных температуре и давлении), т. е. характеризуется количеством влаги, которое может поглотить 1 кг воздуха до полного его насыщения.