У загальному випадку в природі існує три основних способи і їх комбінація передачі теплоти від тіла до тіла. це:
- кондукция при контакті двох тіл, у яких різна температура;
- випромінювання;
- конвекція в газовому або рідинному потоці.
У реальному сублімації установці певну роль надає і передача теплоти через теплопровідності газу. У сублімації установці створюють глибокий вакуум. Дані умови призводять до того, що теплопровідність і теплоємність пароповітряної суміші стає дуже незначною, тому і внесок конвективної складової в баланс теплообміну також малий. У зв'язку з цим кондуктивний і радіаційний фактори стають основними. Залежно від конструкції установки вплив кожного з них буде відрізнятися.
Теплопередача в сублімації установці, в якій висушуваний матеріал знаходиться на гріючої полиці на деку, відбувається за рахунок кондукції. Тут основним фактором є контакт між двома обмінюються теплотою тілами. У разі установки з радіаційним енергоподводом до висушують матеріалу основну роль буде грати різниця між температурою випромінювачів і матеріалами на деках. Такий спосіб підведення тепла найчастіше застосовується в великих сублімаційних установках. На початку сушіння при застосуванні малоінерційних джерел (тонка сітка з нержавіючої сталі, наприклад) температура випромінювачів досягає 300 ° С. Якщо в якості випромінювачів застосовують гріють плити з рідиною в якості теплоносія, то температура досягає 160 ° С. Всі наведені варіанти мають свої особливості, плюси і мінуси.
Великий вплив на сублімаційні зневоднення надають умови передачі тепла в зоні «гріє полку - дно дека». Якщо процес сушіння відбувається не в суцільному замерзлому шарі, а в ампулах або флаконах, то цей вплив лише посилюється. Тоді зонами контактування стають не тільки зазначені вище, але і «внутрішня поверхня листа - дно ампули» Така ситуація спостерігається і в разі завантаження в деко гранульованого продукту.

Немає сумнівів в тому, що навіть якщо поверхня полиць і днища листів будуть ретельно опрацьовані, контактування між ними буде не ідеальним. У мікрозазори, які обов'язково залишаться, теплопередача буде здійснюватися кондукцией в місцях зіткнення металів, радіацією в останніх зазорах, теплопровідністю газів в зазорі і конвекцією. В установках з розташуванням продуктів на гріючої полиці в умовах, які характерні для сушіння термолабільних матеріалів, конвективная і радіаційна складова вносять дуже маленький внесок в теплопередачу.
Основну роль буде грати передача теплоти від контактів і теплопровідність газу в зазорах.
Для подальших міркувань потрібно використовувати критерій Кнудсена . Цей критерій виражається відношенням середньої величини пробігу газових молекул при даному тиску до розміру зазору . У разі, коли , То немає залежності теплопровідності газу від тиску. Коли вакуум дуже глибокий і розміри зазорів малі ( ), То в цьому випадку теплопровідність газу буде залежати від тиску в камері сушарки.
З підвищенням тиску теплопередача в сублімаційних установках буде відбуватися в більшій мірі саме за рахунок теплопровідності газу. Процес передачі теплоти до речовини буде спрощуватися. З експериментальних даних видно, що в інтервалі тисків від 2 · 10-2 і до 10-1, які є характерними при проведенні сублімації сушіння біоматеріалу, коефіцієнт теплопередачі є пропорційним тиску, встановленим в камері.
Здійснюючи контроль над тиском, можливо і управління коефіцієнтом теплопередачі «полку - продукт». На сьогоднішній день є кілька технічних рішень, за допомогою яких під час сублімації в камері можна підвищити тиск. Але як і раніше надійним залишається спосіб інжекції газів,. На практиці встановлено, що для більшої частини біоматеріалу при цьому методі, навіть при невеликій теплоємності використовуваного газу, необхідна температура гріючої полки виявляється менше допустимої в висушеному матеріалі.
Контроль над вакуумом під час сушіння може стати способом контролю процесу теплопередачі і нагрівання матеріалу.
Визначення самого прийнятного тиску в камері сублімації установки, яке буде забезпечувати максимальну швидкість видалення вологи з продукту, є дуже важливим кроком на шляху прискорення сушки. Дослідження Д. Флосдорфа показують, що при падінні тиску випаровування посилюється, воно досягає своєї максимальної швидкості, після чого і настає насичення. Тому створювати глибокий вакуум не потрібно. Адже нижче тієї межі, яка і була визначена (для конкретного значення температури сублімації), швидкість випаровування вже не збільшиться.
Контроль тиску під час сушіння допомагає забезпечувати швидкість сублімації при відносно низьких температурах випромінювачів на тому ж рівні, як і в разі глибокого вакууму і високої температури випромінювачів.

Матеріал підготовлений за книгою: Сушка сировини: м'ясо, риба, овочі, фрукти, молоко. Навчально-практичний посібник. Серія "Технології харчових виробництв" / Семенов Г.В., Касьянов Г.І. - Ростов н / Д: видавничий центр "МарТ", 2002. - 112 с.

Знайшли помилку? Виділіть її та натисніть Ctrl + Enter. Будемо вдячні за допомогу.

Категорія: сублімації сушіння / ТЕОРІЯ СУШІННЯ |

оцінити: