Самые популярные статьи







    Варианты конвективной сушки материалов

    1. Сушильный аппарат с подогревом воздуха внутри сушильной камеры.

    Рассмотрим основные преимущества процесса сушки с подогревом воздуха внутри сушильной камеры. Будем считать, что обычный теоретический процесс сушки АВС (рисунок 1) осуществляется с расходом тепла в подогревателе, который равен АВМ1 и 1 кг воздуха, поступающего в сушильный аппарат. Но данное тепло может подаваться не только в подогреватель, некоторая его часть может поступать в сушильную камеру. Предельный случай - если всё тепло подаётся в сушильную камеру. Данный процесс будет протекать по линии АС. Между этими двумя предельными положениями линий сушки (ВС и АС) могут располагаться линии процессов с последовательно возрастающим количеством тепла, подаваемого в подогреватель. Процесс сушки, соответствующий линии АВС показывает случай, при котором в сушильный аппарат подаётся количество тепла, необходимое для возмещения потерь в окружающий воздух. Среди промежуточных положений высушивания можно выделить линию В1С, совпадающую с изотермой, которая проходит через точку С. Таким образом, в данном случае процесс сушки будет осуществляться при неизменной температуре. Некоторая доля тепла при этом поступает в калорифер, а оставшаяся – в сушильную камеру.

    alt

    Рисунок 1 - Процесс в сушилке с подогревом внутри камеры.

    Поскольку во всех процессах сушки и первоначальное, и конечное состояние воздуха не изменяется, удельный расход этого воздуха также остаётся постоянным: l = I/(x2 - x0).




    Удельный расход тепла в калорифере (в кДж на 1 кг воды) абсолютно во всех процессах также не изменяется:

    (i1-i0)∙l=(i1∙i0)/(x2-x0) (1)
     alt
    Рисунок 2 - Принципиальная схема сушильного аппарата с промежуточным подогревом воздуха.

    Именно поэтому все процессы сушки являются одинаково экономичными. Тем не менее, процесс сушки с подогревом воздуха внутри сушильной камеры имеет значительное преимущество, поскольку он может происходить при более низкой температуре. Это особенно важно при высушивании продуктов, не выдерживающих очень высокой температуры.

    2. Сушильный аппарат с промежуточным подогревом воздуха.

    Снизить температуру воздуха при сушке можно путём осуществления высушивания другим способом, то есть с промежуточным подогревом воздуха. Схема устройства сушильного аппарата подобного типа представлена на рисунке 2, а непосредственно сам процесс сушки при данном способе - на рисунке 3.

     alt
    Рисунок 3 - Процесс сушки с промежуточным подогревом на I-x диаграмме.

    Сушильный агент, отработанный в первой камере, следует в первый промежуточный подогреватель, а затем, уже нагретый, - подаётся в сушильную камеру. Отработанный сушильный агент из второй камеры подогревается во втором промежуточном подогревателе и следует в третью сушильную камеру и так далее.

    На рисунке 3 представлена схема, когда вертикальные отрезки AB1, С1В2, С2В3 и С3В4 представляют подогрев в главном и в трёх промежуточных подогревателях, когда сушильный агент при выходе из сушильных камер имеет температуру t и ∆=0. Удельный расход воздуха в таком сушильном аппарате составляет l/(х10), а удельный расход тепла q=(i1-i0)/(x21). Расход тепла и воздуха может быть таким же и в обычном процессе АВС, однако, при температуре, намного выше данной.

    3. Сушильный аппарат с возвратом отработанного воздуха.

    На рисунке 4 изображена схема сушилки с возвратом отработанного воздуха. Доля отработанного сушильного агента с параметрами (φ2, t2, х2, i2) соединяется с чистым воздухом с параметрами (φ0, t0, х0, i0). Данная смесь подаётся в сушильный аппарат. На I-х диаграмме такой вариант представляется следующим образом (при А=0), что видно на рисунке 5. Точка М, соответствующая данной смеси, расположена на прямой, которая соединяет точки А и С. Она разделяет отрезок АС на части, обратно пропорциональные перемешиваемым массам количества воздуха в состоянии А и С. Далее смесь направляется в подогреватель, где нагревается до состояния, изображаемого точкой В. Процесс, происходящий в сушильной камере, изображается линией ВС. Равный ему по производительности, нормальный процесс сушки изображается линиями АВ1С. Сравнивая его с рассматриваемым нами процессом , можно сделать вывод, что в процессе сушки с возвратом отработанного воздуха расход воздуха будет значительно больше, поскольку 2с)<(х20).

    Удельный расход теплоты в подогревателе при нормальном процессе будет составлять (i2-i0)/(х20).

    При процессе с возвратом воздуха удельный расход теплоты составит: (i2-i1)/(х20). Однако (i2-i0)/(х20)=(i2-i1)/(х2с), что следует из равенства треугольников AB1C и МВСс -  содержание влажности в смеси).

     alt
    Рисунок 4 - Принципиальная схема сушилки с возвратом отработавшего воздуха.

     

     alt
    Рисунок 5 - Процесс сушки с возвратом отработанного воздуха на диаграмме.

    Процесс сушки с возвратом отработанного воздуха широко используется при высушивании продуктов, требующих использования бережного режима сушки, таких, как мармелад, пастила, макароны и им подобные. При этом повышенное частичное давление водяных паров в циркулирующем воздухе снижает главную движущую силу всего процесса, в результате чего он замедляется. Такой вариант сушки даёт возможность достаточно точно и гибко регулировать температуру воздуха и его влажность в сушильном аппарате.




    Материал подготовлен по книге "ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ", О.В. Чагин, Н.Р. Кокина, В.В. Пастин : Иван. хим. - технол. ун-т.:Иваново. 2007. 138 с.



    Нашли ошибку? Выделите её и нажмите Ctrl+Enter. Будем благодарны за помощь.