Анализ тепло- и массообменных процессов, происходящих в макаронных изделиях при сушке | Статья в сборнике международной научной конференции

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 17 августа, печатный экземпляр отправим 21 августа.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Старкова Л. Г., Щербак М. С. Анализ тепло- и массообменных процессов, происходящих в макаронных изделиях при сушке [Текст] // Технические науки: теория и практика: материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Казань, ноябрь 2018 г.). — Казань: Молодой ученый, 2018. — С. 52-54. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/312/14626/ (дата обращения: 18.09.2019).



Ключевые слова: сушка, пограничный слой, влажность материала, интенсивность сушки.

В процессе производства макаронных изделий после их нарезки необходимо полностью высушить их. Для сушки используются трабатто (вибросушилка) и сушилка. Трабатто — это вибрационная машина, которая является первым сушильным элементом. В ней происходит первая стадия сушки макарон. Продукт проходят по вибрирующим ярусам, на него действуют потоки горячего и влажного воздуха. В трабатто макароны находятся 5–7 мин.; влажность продукта на выходе составляет 25–27 %, после чего они попадают в ковши элеватора. Элеватор поднимает макароны наверх на сушилку и выбрасывает их на вибрационное сито, чтобы равномерно распределить их по всей ширине сушилки. Сушилка позволяет полностью высушивать макароны, выходящие из трабатто. Макароны поступают в сушилку с начальной относительной влажностью 26 %, выходят из сушилки с влажностью 12,5–12 %. Сушилка разделена на 3 секции: предварительная сушилка, основная сушилка и последний уровень — стабилизация, где температура достигает 40–45С. Внутри предсушки поддерживается относительная влажность на постоянном уровне. Продукт проходит предварительную сушку и сушку за 5- 7 часов. В течение этого времени продукт вентилируется и нагревается для выпаривания воды. Секция стабилизации позволяет уже на последнем ярусе сушки стабилизировать температуру макарон для того, чтобы они не трескались на выходе из сушилки [1, с.4].

Так какие же тепло- и массообменные процессы происходят в макаронных изделиях при их сушке? Закономерности сушки влажных материалов обуславливаются одновременным протеканием переноса теплоты и массы [2, с. 118]:

– теплообмен между поверхностью материала и окружающей средой;

– испарение влаги с поверхности материала в окружающую среду (массоотдача);

– перемещение теплоты внутри материала (теплоперенос);

– перемещение влаги внутри материала (массоперенос).

В сухих макаронных изделиях передача теплоты осуществляется теплопроводностью через твердый скелет тела и конвекцией и излучением между стенками пор. Во влажных изделиях теплообмен всегда сопровождается массообменом [3].

В процессе сушки происходит непрерывное углубление поверхности испарения и постоянное увеличение ее толщины. Температурный напор в зоне испарения создается в результате того, что температура внутри макаронных изделий ниже, чем на их внешней поверхности. С увеличением температурного напора увеличивается и коэффициент теплоотдачи. При углублении поверхности испарения коэффициент теплоотдачи больше, чем при испарении с внешней поверхности [3].

Таким образом, тепло- и массообмен между влажной поверхностью макаронных изделий и окружающей средой в процессе сушки можно рассмотреть как сочетание тепло- и массопереноса в зоне испарения внутри материала и в пограничном слое воздуха. Основными коэффициентами такого переноса являются коэффициенты теплопроводности, диффузии, температуропроводности и термовлагопроводности [3].

Принципиальная схема процесса сушки, приведенная в [4, с.265], выглядит следующим образом (рис. 1).

https://konspekta.net/megalektsiiru/baza7/1794723409914.files/image3024.jpg

Рис. 1. Схема процесса сушки

При сушке горячим воздухом влага перемещается от центра изделия к поверхности. Перемещение влаги в материале может быть в виде жидкости и (или) в виде пара в зависимости от свойств материала [5].

Затем на поверхности тела образуется воздушно-паровой слой, находящийся в равновесии с влагой материала. Влага из поверхностной пленки движется в окружающую среду под действием разности парциальных давлений водяного пара в пограничном слое и окружающей среде. Количество влаги, прошедшее через пограничный слой, равно количеству влаги, которая подошла из глубин материала, что, собственно, и определяет скорость сушки [5].

Таким образом, крайне важно иметь представление о том какие именно тепло- и массообменные процессы происходят при сушке макаронных изделий, особенно если стоит задача подобрать оптимальные параметры сушки и правильно рассчитать конструкцию самой сушилки.

Литература:

  1. Отчет по проведенному тепловизионному обследованию технологических линий макаронного цеха Магнитогорского комбината хлебопродуктов «СИТНО», 2014
  2. Сажин Б. С. Основы техники сушки. — М: Химия, 1984 -320с.
  3. URL: https://megalektsii.ru/s30205t7.html (дата обращения 24.10.2018)
  4. Стабников В. Н. Процессы и аппараты пищевых производств/ В. Н. Стабников, В. И. Баранцев — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Пищевая промышленность, 1974–349 с
  5. Чагин О. В. Оборудование для сушки пищевых продуктов/ О. В. Чагин, Н. Р. Кокина, В. В. Пастин — Ивановский химико — технологический университет: Иваново, 2007–138 с.
Основные термины (генерируются автоматически): окружающая среда, пограничный слой, процесс сушки, температурный напор, поверхность материала, перемещение влаги, коэффициент теплоотдачи, зона испарения, изделие, внешняя поверхность.

Ключевые слова

пограничный слой, сушка, влажность материала, интенсивность сушки

Похожие статьи

Экспериментальное исследование теплообмена при испарении...

Изучению процесса испарения капли с поверхности нагрева, было посвящено множество работ [1,2]. Нужно заметить, что испарение капли

Исследовалась и рассчитывалась массовая скорость испарения, а так же коэффициент теплоотдачи при прямом нагревании тепловой...

Моделирование и исследование тепломассообменных процессов...

‒ увеличением коэффициента теплопередачи от поверхности конденсатора окружающему воздуху. При теплообмене поверхности твердого тела с газовой средой при естественном, конвективном теплообмене значение коэффициента теплоотдачи обычно не превышает...

Задача тепло- и массообмена в пористых оболочках с внутренним...

Обнаружили, что при остывании нагретой поверхности коэффициент теплоотдачи в температурной области. Однако к изучению процесса теплоотдачи при нагревании воздухом поверхности твердых. Задача тепло- и массообмена в пористых оболочках с внутренним...

Влияние характеристик спецодежды на создание теплового...

Быстрое испарение влаги может вызвать охлаждение поверхности тела человека

Основные термины (генерируются автоматически): окружающая среда, рабочая смена, теплый период.

Воздушный слой способствует испарению влаги с кожи, что увеличивает теплоотдачу...

Теплообмен в зернистых средах при реверсивных режимах...

Разработана математическая модель процесса, описывающая теплообмен между газовым потоком и

Библиографическое описание: Мезенцев И. В. Теплообмен в зернистых средах при

Рис. 1. Зависимость времени испарения капли воды от температуры поверхности...

Способы технологического процесса сушки материалов

При радиационном способе сушки влажных материалов испарение влаги происходит за счёт тепла, передаваемого материалу нагретыми поверхностями. При этом тепло передается материалу тепловыми лучами, т. е. солнечная или сушка инфракрасными лучами, при которой...

Передача тепла через стенки бытовой печи | Статья в журнале...

Коэффициент сопротивления при переходе тепла от наружной поверхности стенки к окружающей среде

На рисунке 4 приведены значения теплоотдачи печи для площади поверхности 1 м² в течении 1,0 часа, полученные согласно выражения (17).

Методика расчета теплопотерь для помещений | Статья в журнале...

Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем из СП 50.13330.2012.

Инфильтрация — это перемещение воздуха через ограждающие конструкции из окружающей среды в

н — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности покровного слоя.

Интенсификация процесса сушки сельхозпродуктов...

При сушке продукт подвергается внешней диффузии влаги с поверхности высушиваемого продукта. Чем больше поверхность продукта и скорость горячего воздуха, тем быстрее идет испарение влаги с пограничного слоя продукта. Дальнейший ход сушки зависит от...

Похожие статьи

Экспериментальное исследование теплообмена при испарении...

Изучению процесса испарения капли с поверхности нагрева, было посвящено множество работ [1,2]. Нужно заметить, что испарение капли

Исследовалась и рассчитывалась массовая скорость испарения, а так же коэффициент теплоотдачи при прямом нагревании тепловой...

Моделирование и исследование тепломассообменных процессов...

‒ увеличением коэффициента теплопередачи от поверхности конденсатора окружающему воздуху. При теплообмене поверхности твердого тела с газовой средой при естественном, конвективном теплообмене значение коэффициента теплоотдачи обычно не превышает...

Задача тепло- и массообмена в пористых оболочках с внутренним...

Обнаружили, что при остывании нагретой поверхности коэффициент теплоотдачи в температурной области. Однако к изучению процесса теплоотдачи при нагревании воздухом поверхности твердых. Задача тепло- и массообмена в пористых оболочках с внутренним...

Влияние характеристик спецодежды на создание теплового...

Быстрое испарение влаги может вызвать охлаждение поверхности тела человека

Основные термины (генерируются автоматически): окружающая среда, рабочая смена, теплый период.

Воздушный слой способствует испарению влаги с кожи, что увеличивает теплоотдачу...

Теплообмен в зернистых средах при реверсивных режимах...

Разработана математическая модель процесса, описывающая теплообмен между газовым потоком и

Библиографическое описание: Мезенцев И. В. Теплообмен в зернистых средах при

Рис. 1. Зависимость времени испарения капли воды от температуры поверхности...

Способы технологического процесса сушки материалов

При радиационном способе сушки влажных материалов испарение влаги происходит за счёт тепла, передаваемого материалу нагретыми поверхностями. При этом тепло передается материалу тепловыми лучами, т. е. солнечная или сушка инфракрасными лучами, при которой...

Передача тепла через стенки бытовой печи | Статья в журнале...

Коэффициент сопротивления при переходе тепла от наружной поверхности стенки к окружающей среде

На рисунке 4 приведены значения теплоотдачи печи для площади поверхности 1 м² в течении 1,0 часа, полученные согласно выражения (17).

Методика расчета теплопотерь для помещений | Статья в журнале...

Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем из СП 50.13330.2012.

Инфильтрация — это перемещение воздуха через ограждающие конструкции из окружающей среды в

н — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности покровного слоя.

Интенсификация процесса сушки сельхозпродуктов...

При сушке продукт подвергается внешней диффузии влаги с поверхности высушиваемого продукта. Чем больше поверхность продукта и скорость горячего воздуха, тем быстрее идет испарение влаги с пограничного слоя продукта. Дальнейший ход сушки зависит от...