Файл: Лебедев Д.П. Тепло- и массообмен в процессах сублимации в вакууме.pdf

мышленном холодильнике. Видно, что кривые скорости сушки существенно зависят от температуры поверхности контакта.

Заглубление' зоны сублимации (независимо от вида энергоподвода) приводит к повышению температуры об­ разующегося при этом высушенного слоя. Для обеспече­ ния нормального режима сублимационной сушки и пре­ дохранения от подгорания

вых сушки и полей температур в материале дает основа­ ние разделить процесс сублимационной сушки на три периода (рис. 6-12). Первый период сушки (период по­ стоянной скорости) определяется сублимацией влаги (льда), некоторым заглублением зоны сублимации и формированием градиента температур (градиента давле­ ний в материале), определяющего перенос пара через еще достаточно тонкий высушенный слой.

Вработе [Л. 6-4] указывается, что период постоянной скорости сушки, например, для замороженного мяса со­ ответствует углублению поверхности сублимации пример­ но на '2,5—3,5 мм, причем эта величина не зависит от толщины и других параметров образца.

Впервом периоде сушки скорость сублимации льда из данного материала определяется количеством посту­ пающего и поглощенного тепла. В определенный момент времени, несмотря на возрастающий градиент темпера­ тур (градиент давлений) в материале, вследствие заглуб­ ления зеркала испарения ухудшается подвод тепла в зо­ ну сублимации и миграция паров через высушенный

в пористом материале и влияния толщины высушенного слоя (оболочки) на интенсивность сушки различных био­ логических продуктов. При этом указывается, что со­

сушки. Изучение поля влажности мяса при суб­

зало, что влажность замороженной зоны продукта при­ мерно равна начальной влажности в течение всего перио­ да сублимации, вплоть до полного исчезновения заморо­ женной фазы в толще образца. Влажность зоны мигра­ ции пара, расположенной над льдом, в том числе и по­ верхностного слоя образца, не равна конечной влажно­

260

сти cyxörö продукта вплоть до момента завершений процесса. Это указывает на то, что зона сублимации вовсе не разделяет образец на области влажного (в центре) и полностью высушенного (до периферии) материала. Таким образом, сублимационная сушка мо­ жет быть представлена как комплекс нестационарных взаимно связанных между собой процессов сублимации,

где Хі — расстояние поверхности сублимации от поверх­ ности материала; х — время; Ь и п — постоянные.

Скорость углубления поверхности сублимации dxi/dx=bnxn~i. (6-6)

На рис. 6-14 показана зависимость х, от времени т для сублимации льда (при различных видах энергопод­ вода) и сушки кварцевого песка с предварительным за­ мораживанием. Кривая 4 построена по известному поло-

261

Жению (координатам) термопар в капиллярно-пористом теле (песке) для момента времени, когда термопара по­ казывает 0°С.

Для процесса сублимации льда при терморадиацион­

представляет скорость углубления поверхности сублима­ ции в период постоянной скорости сушки. Рассмотренная на рис. 6-6 модель терморадиационной сублимационной сушки капиллярно-пористых тел позволяет получить вы­ ражения для скорости углубления'Поверхности сублима­ ции [Л. 6-34]1:

фронта льда; рг— плотность льда; гс — теплота сублима­

сушки определяется для каждого конкретного продукта экспериментально на опытных лабораторных установках. В табл. 6-5 представлены технологические режимы для ряда продуктов, обработанных сушкой сублимацией.

1 В [Л. 6-16) получены аналитические решения для скорости и времени сушки с 'учетом маосоіпереноса в капиллярно-пористом теле.

262