КОНЦЕНТРАЦИОННОЕ РАВНОВЕСИЕ ПРИ СУШКЕ КОЛЛОИДНЫХ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
Получены экспериментальные изотермы десорбции влаги для образцов моркови сорта «Нантская» при температурах 30 °С, 40 °С и 50 °С. Исследования проведены статическим (эксикаторным) методом с применением насыщенных водных растворов различных солей. Графические зависимости изотерм десорбции влаги из образцов моркови имеют типичный для коллоидных капиллярно-пористых материалов S-образный вид и относятся к четвертому типу изотерм сорбции по классификации Брунауэра. Для удобства инженерных расчетов они описаны термодинамическим уравнением Гендерсона. Степень адекватности математической модели, описывающей изотермы равновесия, равна 0,75 (заметная), среднее квадратическое уклонение 0,871. Морковь относится к числу коллоидных капиллярно-пористых материалов растительного происхождения, которые дают значительную усадку в процессе сушки. Это свидетельствует о значительных изменениях в структуре материала в процессе сушки, влияющих на изотерму равновесия. Поэтому данные по равновесию при десорбции влаги из моркови были сопоставлены с данными по равновесию при десорбции влаги из других растительных материалов, но с незначительной усадкой (семена злаковых культур – пшеницы и ржи, зерна кукурузы разных сортов, семена овощной культуры- лука репчатого, ядер и оболочек семян подсолнечника), данные по равновесию при десорбции влаги из которых приведены в литературе. Сравнение проводилось по значениям коэффициентов уравнения Гендерсона. Было установлено, что коэффициент, который выражает зависимость равновесного влагосодержания от относительной влажности воздуха, у моркови выше, чем у других культур, тогда как коэффициент, который в совокупности с первым коэффициентом отвечает за температурную зависимость изотермы десорбции, соизмерим со значениями этого коэффициента у других культур, кроме семян лука репчатого. Последний коэффициент у семян лука репчатого заметно ниже, чем у семян других культур. Отмечено, что значения рассматриваемых коэффициентов тех или иных культур зависят от их индивидуального морфологического строения. Полученные значения коэффициентов уравнения Гендерсона могут быть использованы в инженерных расчетах процессов сушки и хранения при раз-личных значениях температуры и влажности воздуха.
Литература
Rudobashta S.P., Zueva G.A., Zuev N.A. Hygroscopic properties of seeds. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2015. V. 58. N 1. P. 68-71 (in Russian).
Rudobashta S.P., Muravleva E.A., Zueva G.A. Сorn seed equilibrium moisture content. Nauka Tsentral. Rossii. 2017. N 6 (30). P. 69-78 (in Russian).
Modern Drying Technology. 5 V. Set. Ed. by Evangelos Tsotsas, Arun S. Mujumdar. Germany, Weinheim: Wiley VCH Verlag GmbH and Co. KGaA. 2014. 1984 p.
Atanazevich V.I. Drying food. M.: DeLi. 2000. 295 p. (in Russian).
Rudobashta S.P. Heat engineering. M.: Izd. Pero. 2015. 671 p. (in Russian).
Akulich P.V. Calculations for drying and heat exchangers. Minsk: Belarus. Navuka. 2010. 443 p. (in Russian).
Akulich P.V., Akulich A.V. Convection drying plants: methods and calculation examples. Minsk: High school. 2019. 376 p. (in Russian).
Handbook of Industrial Drying. Ed. by A.S. Mujumdar. Boca Raton, FL: RC/Taylor & Francis. 2007. 1280 p.
Kudra T., Mujumdar A.S. Advanced Drying Technologies. New York and Basel: Marcel Dekker, Inc. 2002. 459 p.
Jangam S.V., Law C.L., Mujumdar A.S. Drying Foods, Vegetables and Fruits. 2011. V. 2. 220 p.
Alves-Filho Odilio. Heat Pump Drying. Theory, Design and Industrial Application. Boca Raton: CRC Press. 2015. 345 p. DOI: 10.1201/b18783.
Bergman Theodore L., Lavine Adrienne S., Incropera Frank P., David P. Dewitt. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc. 2011. 1076 p.
Rudobashta S.P., Zueva G.A., Kuteinikov V.I. Phase Concentration Equilibrium of Seeds the Sunflower. Russ. J. Gen. Chem. 2021. V. 9. N 6. P. 1-4. DOI: 10.1134/S1070363221060372.
Kiranoudis C.T., Maroulis Z.B., Tsami E., Marinos-Kouris D. Equilibrium moisture content and heat of de-sorption of some vegetables. J. Food Eng. 1993. V. 20. P. 55-74. DOI: 10.1016/0260-8774(93)90019-G.
Sychevskii V.A. Heat and mass transfer in convective wood-drying plants. J. Eng. Phys. Thermophys. 2018. V. 91. N 3. P. 705- 711. DOI: 10.1007/s10891-018-1793-0.
Sorokovaya N.N., Snezhkin Y.F., Shapar’ R.A., Sorokovoi R.Y. Mathematical simulation and optimization of the continuous drying of thermolabile materials. J. Eng. Phys. Thermophys. 2019. V. 92. N 5. P. 1180-1190. DOI: 10.1007/s10891-019-02032-3.
Akulich P.V. Simulation of heat and mass transfer of droplets in drying an overheated liquid under conditions of combined energy effect. J. Eng. Phys. Thermophys. 2019. V. 92. N 2. P. 389-397. DOI: 10.1007/s10891-019-01943-5.
Rudobashta S.P., Zueva G.A. On-farm heat pump - assisted fluidized bed dryer and its kinetics calculation. Dry. Technol. 2020. V. 38. N 1–2. P. 6–18. DOI: 10.1080/07373937.2019.1591436.
Rudobashta S. P., Zueva G. A., Zaytsev V.A. Modeling of the Deep Drying Process of Granulated Polyamide at Convective-Infrared Energy Sub-Supply. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 63. N 12. P. 94-100 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196212.6064.
GOST 28561-90. Fruit and vegetable products. Methods for determination of total solids or moisture. M.: Stand-ardinform. 2011. 85 p. (in Russian).
Tikhomirov N.P., Dorokhina E.Yu. Econometrics. M.: Ross. Ekon.akad. ekzamen. 2002. 640 p. (in Russian).
