Анализ процесса сушки зерна

При сушке зерна величина первой критической влажности зависит от исходной влажности и режима сушки и колеблется от 17 до 24 %. Чем больше исходная влажность зерна, тем интенсивнее скорость сушки в первом периоде, но и тем короче этот период, что объясняется различной связью влаги с основными фракциями зерна - крахмалом и белками. Поскольку белки гидрофильное крахмала и связывают влагу прочнее и в большем количестве, то чем выше начальная влажность зерна, тем прочнее эта связь. Соответственно и скорость отдачи влаги при сушке будет ниже у белковой фракции. Таким образом, в первом периоде сушки влагу отдает крахмал, как слабо связавший влагу, однако этот период длится недолго, и весь дальнейший характер сушильного процесса определяет белковая фракция. А так как сушка белков происходит с меньшей скоростью, то и после критической точки (Ki) кривая dw/dz падает вниз.

Однако при сушке зерна может не быть первого периода с постоянной скоростью процесса, что наблюдается в современных сушилках с интенсивными способами и режимами сушки, а также при сушке зерна с невысокой влажностью. А так как качество зерна гарантируется лишь в первом периоде сушки, то подбором рациональных режимов можно обеспечить сушильный процесс с постоянной скоростью. Так, например, перед наступлением второго периода сушки можно прервать подачу сушильного агента и обеспечить некоторую отлежку зерна, тогда последующий процесс сушки снова пройдет в периоде постоянной скорости.

Сушильный процесс предполагает удаление влаги из зерна, для чего необходимо, во-первых, подвести ее к поверхности зерна, во-вторых, отвести влагу с его поверхности в среду сушильной камеры. При этом у поверхности зерновки образуется пограничный паровоздушный слой, представляющий дополнительное термическое сопротивление, потому что через этот слой передается теплота от агента сушки к зерновке и перемещение молекул пара в окружающую среду.

Механизм удаления влаги при сушке зерна:

  • 1. В сушильную камеру подается агент сушки с заданными параметрами.
  • 2. От агента сушки теплота передается путем конвекции зерновке.
  • 3. Поверхность зерновки нагревается, и часть поверхностной влаги испаряется.
  • 4. Тогда на поверхности зерновки влажность становится меньше, чем в центре, а температура выше.
  • 5. В результате по толщине зерновки создаются градиенты влажности и температуры, а так как при конвективном способе сушки превалирует V U, то влага непрерывно подводится, где и испаряется.
  • 6. Молекулы пара диффундируют ("пробиваются") через паровоздушный пограничный слой, поглощаются агентом сушки и уносятся из сушильной камеры.

Важное значение в процессе сушки зерна принадлежит так называемой зоне испарения, которая находится в периферийной части зерновки. Считается, что влага испаряется не с поверхности зерновки, а в зоне испарения, которая постепенно углубляется внутрь зерновки, и тогда поверхность обезвоживается и нагревается до высших температур, что непременно отразится на качестве просушиваемого зерна.

Знание закономерностей сушильного процесса позволяет управлять механизмом внутреннего влагопереноса в зерне путем изменения параметров агента сушки, состояния зернового слоя (например, сушкой зерна во взвешенном состоянии), предварительного нагрева зерна перед сушкой и др.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >