К РАСЧЕТУ КИНЕТИКИ СУШКИ ТЕРМОЛАБИЛЬНЫХ ЖИДКИХ ДИСПЕРСНЫХ ПРОДУКТОВ НА ПОДЛОЖКАХ

Аннотация

Для процесса сушки слоя жидкого дисперсного продукта на горизонтальной подложке предложена модель формирования остатка частиц твердой фазы, основанная на построении фрактального кластера на ограниченной пространственной решетке по заданным правилам. Модель построена исходя из представлений о механизме взаимодействия частиц в период существования в высыхающем продукте свободной жидкости. Фрактальная модель, обладающая свойством самоподобия формирующейся структуры, позволяет моделировать пространственные структуры на ограниченных решетках и распространять данные, полученные на ограниченных решетках, на весь объем моделируемого остатка. В статье приведен краткий обзор основных работ, связанных с применением фрактальной концепции при моделировании микро и макроскопических структур, возникающих при сушке жидких продуктов. Показано, что для расчета кинетики сушки жидких дисперсных продуктов на подложках, в случае формирования некоторого слоя поверхностной пленки и формирования определенной пространственной структуры из частиц твердой фазы, важной задачей является определение критического влагосодержания. Предложенная модель позволяет моделировать слои с фрактальной размерностью, лежащей в диапазоне от 1,64 до 2. Такой диапазон соответствует слоям в диапазоне пористости от слоев с плотной монодисперсной укладкой частиц с координационным числом 12, до структур подобных дендритным фракталам, с пористостью гораздо выше упорядоченной простой кубической укладки частиц. Представлены результаты моделирования фрактального кластера и сравнения расчетных и экспериментальных значений пористости и критического влагосодержания, полученных в процессе сушки суспензии оптического отбеливателя КД-2 и полиметилен-В-нафталинсульфоната при разных режимах конвективной сушки слоя продукта на фторопластовой горизонтальной подложке, как продуктов, характеризующихся близким значением начальной концентрации твердой фазы (≈12%), но разными величинами размеров частиц и полученных значений фрактальной размерности поверхностной пленки и сухого остатка.