Формы связи влаги с материалом

Кинетика сушки

Влагу в материале подразделяют на свободную и связанную. Свободная – та, скорость испарения которой с поверхности материала равна скорости испарения с поверхности воды.

Классификация форм связи влаги с материалом.

1. Механическая связь. Влага в крупных порах, микрокапиллярах и на поверхности материала.

2. Физико-химическая связь:

а) адсорбционная – связь силами Ван-Дер-Ваальса (электрической природы);

б) осмотическая – за полупроницаемыми перегородками. Характерна для пищевых материалов (например, для зерна).

3. Химическая (валентная) связь. Как правило, химически связанная влага не удаляется при сушке.

Равновесие при сушке и увлажнении (гистерезис)

Равновесие при сушке дает взаимосвязь между относительной влажностью воздуха и влажностью материала . Равновесие в системе воздух – материал исследуют динамическим методом, то есть над материалом пропускают воздух с определенной постоянной относительной влажностью (при заданной температуре) до тех пор, пока не наступит динамическое равновесие. Т.е. влажность материала не станет постоянной, равной равновесной . Полученные значения и наносят на график (рисунок 3.23).

Рисунок 3.23 –Явление гистерезиса при сушке и увлажнении материала:

– кривая равновесия при сушке;

– кривая равновесия при увлажнении;

­– влажность влажного материала;

– равновесная влажность материала при сушке;

­– влажность сухого материала;

– равновесная влажность материала при увлажнении.

Из рисунка 3.23 видно, что равновесные влажности материала при сушке и увлажнении не совпадают (равновесные кривые сушки и увлажнения не совпадают). Это явление называется гистерезисом. Т.е. материал по-разному ведет себя при сушке и увлажнении: при сушке материал «сопротивляется» отдаче влаги, а при увлажнении «сопротивляется» поглощению влаги.

Кривая изменения влагосодержания материала во времени (кривая сушки)

Влагосодержанием материала называется отношение количества влаги в материале к количеству абсолютно сухого вещества :

, (3.55)

где – количество влажного материала.

Скоростью сушки называется отношение изменения влагосодержания материала ко времени , за которое оно произошло:

, (3.56)

где .

Кривая сушки представляет собой зависимость влагосодержания материала от времени. Она строится экспериментально (рисунок 3.24 ).

Рисунок 3.24 – Кривая сушки –и кривая скорости сушки –:

– начальное влагосодержание материала;

– равновесное влагосодержание;

0–1 – нагревание материала (возрастание скорости сушки);

1–2 – удаление свободной влаги (участок постоянной скорости сушки);

2–3 – удаление связанной влаги (уменьшающаяся скорость сушки).

Кривая скорости сушки строится по кривой сушки путем измерения tg– тангенса угла наклона касательной к кривой сушки (рисунок 3.24 ).

Дата добавления: 2014-01-04