Спосіб сушіння термолабільних матеріалів

Спосіб сушіння термолабільних матеріалів, який передбачає зміну у часі температури су шильного агента, який відрізняється тим, що спосіб проводиться в два етапи на першому етапі за допомогою сушильного агента здійснюється поступове підвищення температури тіла до гранично допустимого значення, на другому етапі температура на поверхні тіла підтримується рівною гранично допустимій шляхом зміни температури сушильного агента, швидкості його руху або одночасної зміни температури, вологості й швидкості руху агента Винахід відноситься до технології сушіння термолабільних матеріалів і може бути використаний в харчовій, будівельній, медичній та інших суміжних з ними галузях промисловості Відомий спосіб сушіння фруктових вижимок [А с СРСР № 762840, МКВ3 А23В7/02, 1980 ], згідно з яким сушіння проводять у дві стадії Обдув гарячим повітрям на першій стадії здійснюють протягом 50-60 хв при температурі повітря 98-100°С, а на другій - протягом 25-30 хв при температурі повітря 50-60°С Вологовміст повітря на протязі всього обдуву складає 10-15 г води на 1 кг сухого повітря Результати експериментальних і теоретичних досліджень свідчать про те, що час протікання процесу сушіння суттєво залежить від багатьох факторів від початкової вологості і температури матеріалу, його геометричних і теплофізичних параметрів, температури, вологості і швидкості руху сушильного агента і деяких інших параметрів Тому цей спосіб сушіння з двохступінчатою зміною температури гарячого повітря може застосовуватись лише для конкретних матеріалів і діапазону значень вказаних параметрів і не є оптимальним по енерговитратам Відомий також, обраний як прототип, спосіб сушіння нарізаних баклажанів [А с СРСР № 982638, МКВ3 А23В7/02, 1982], який характеризується тим, що його здійснюють шляхом термічної обробки повітрям в п'ять стадій першу стадію здійснюють при температурі 85-90°С протягом 2535 хв, другу - при 75-80°С протягом 25-35 хв, третю - при 68-72 °С протягом 30-45 хв, четверту - при 60-67°С протягом 35-50 хв і п'яту - при 45-50°С протягом 50-60 хв, при цьому швидкість повітря на всіх стадіях дорівнює 0,5-1,5м/с Цей спосіб не являється універсальним Він може бути застосований для сушіння даного матеріалу конкретних розмірів, початкової вологості і т п При цьому можливе перевищення температури продукту по відношенню до гранично допустимої , що веде до погіршення його якості, і протікання процесу сушіння при температурі, яка нижче від гранично допустимої, що пов'язано зі зростанням часу сушіння і підвищеними втратами енергії В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу сушіння термолабільних матеріалів шляхом поступового підігріву матеріалу сушильним агентом, температура якого перевищує гранично допустиму на першому етапі і забезпечення рівності температури зовнішньої поверхні тіла її гранично допустимому значенню на другому етапі, що дозволяє звести до мінімуму час сушіння і при цьому скоротити витрати енергії на його проведення Поставлена задача вирішується тим, що спосіб сушіння термолабільних матеріалів, який передбачає зміну у часі температури сушильного агента, згідно з винаходом проводиться в два етапи на першому етапі за допомогою сушильного агенту здійснюється поступове підвищення температури тіла до гранично допустимого значення, на другому етапі температура на поверхні тіла підтримується рівною гранично допустимій шляхом зміни температури сушильного агента, швидкості його руху, або одночасної зміни температури, вологості і швидкості руху агенту ю (О (О (О 62665 столового буряку шляхом симетричного обдуву гарячим повітрям Початкові значення температури і вологовмісту шару становлять ВІДПОВІДНО 20°С І 11 Зкг/кг Гранично допустима температура-60°С Товщина шару Н приймає значення 12 4 мм, 9 3 мм або 6 2 мм Температура сушильного агента Тв протягом першого етапу сушіння являється сталою величиною, рівною 100°С або 120°С Його вихідний вологовміст дорівнює 10 г на кг сухого повітря, а швидкість руху агента - 1 м/с Зміна умов підводу теплоти до тіла від сушильного агенту регулювалася шляхом зміни температури останнього На базі чисельного методу при вказаних умовах одновизначеності згідно з заявленим способом зміни температури сушильного агенту на першому етапі сушіння і температури на поверхні шару на другому етапі проведені розрахунки динаміки і кінетики сушіння шару буряку Отримані графіки зміни температури сушильного агенту Т с а , температури на ЗОВНІШНІЙ поверхні шару Тг і сереДля заданої вихідної температури сушильного дньої об'ємної концентрації вологи Up На фіг суагента підвищення температури тіла в будь-який цільними ЛІНІЯМИ представлені графіки зміни теммомент часу на другому етапі сушіння хоча і підператур Т с а , Тг і середньої об'ємної концентрації вищує швидкість сушіння, однак призводить до вологи и р для випадку, коли Н=12 4мм і Тв=100°С погіршення якості продукту і тому є недоцільним З використанням представленої на малюнку залеЗниження вказаної температури викликає збільжності Т с а -T(t), чи наближеної и апроксимації, шення часу протікання процесу сушіння і енергенаприклад, у вигляді наведеної таблиці, провотичних витрат Таким чином, запропонований сподиться процес сушіння вказаного шару буряку сіб забезпечує мінімальний час сушіння і мінімальні енергетичні витрати Заявлений спосіб здійснюється таким чином 0- 190 200 210 220 230 240 260 280 300 320 t хв Перед проведенням процесу сушіння визначають180 ся витрати і температура сушильного агента, з і о а, 100 95 5 91 86 80 7 75 69 65 62 60 5 60 якою він подається в сушильну камеру на протязі °С першого етапу сушіння Ця температура вища за гранично допустиму і може бути близькою до макРезультати вимірів середнього вологовмісту симального значення для обраної сушарки Витіла та його температури, які зображені на малюнзначається товщина шару матеріалу, що підлягає ку точками, а також часу процесу сушіння добре сушінню По довідковим даним і шляхом вимірюузгоджуються з розрахунковими даними Темперавання знаходяться теплофізичні властивості матура на поверхні шару буряку на другому етапі теріалу, його початкова вологість і температура, сушіння практично співпадає з гранично допустигранично допустима температура, яка може бути мою Якість продукту відповідає нормативним вифункцією вологості матеріалу На базі вказаного могам вище чисельного методу отримують графік зміни Штриховими ЛІНІЯМИ на фіг представлені гратемператури сушильного агента, швидкості його фіки зміни температури сушильного агенту для руху, або одночасної зміни температури, вологості випадків Т'са - для Н=6 2мм, Тв = 100°С , Т" с а - для і швидкості руху агенту Цей графік (або побудоваН=9 3мм, Тв=100°С , Т'"са - для Н=12,4мм, Тв = на на його основі відповідна таблиця) разом з вка120°С Представлені на малюнку графіки зміни заними вище вихідними параметрами процесу температури сушильного агенту свідчать про сутповністю визначають режим сушіння термолабільтєву їх залежність від вихідних параметрів сушінного матеріалу ня Приклад Згідно З винаходом на лабораторноНаведений приклад підтверджує досягнення му стенді Інституту технічної теплофізики НАН технічного результату при здійсненні заявленого України проведено сушіння шару колоїдного капіспособу лярне - пористого термолабільного матеріалу Графік зміни температури сушильного агента або інших параметрів, що впливають на інтенсивність його теплообміну з капілярно-пористим тілом, визначається з використанням чисельного методу [Никитенко Н И , Снежкин Ю Ф , Сороковая Н Н Математическая модель и метод расчета тепломассопереноса и фазовых превращений в процессах сушки // Промышленная теплотехника 2001 - Т 23 № 3 - С 65-73 ] розрахунку динаміки фазових перетворень, теплопереносу і переносу маси рідини, пари та повітря на базі заданих даних про геометричні і теплофізичні параметри тіла, про початкові умови, про вихідну температуру, вологість і швидкість руху сушильного агента, про гранично допустиму температуру матеріалу Те, що вказаний графік являє собою однопараметричну, безперервну і монотонну залежність, дає можливість досить легко автоматизувати управління процесом сушіння 62665 Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119