Физические свойства муки
Физические свойства муки
Мука - сложная многокомпонентная система. При созревании и хранении в ней происходят изменения отдельных составляющих структурных компонентов и сложные взаимодействия между ними, что приводит к изменению свойств муки. Уставлено, что в муке непостоянны влажность, кислотность, цвет, свойства клейковины, активность ферментных систем, гранулометрический состав и т.д. На это оказывает влияние перенос тепла, связанный с тёплофизическими свойствами муки. В свою очередь теплофизические свойства муки определяются влажностью.
При хранении и транспортировки муки необходимо учитывать такие ее физические свойства, как сыпучесть, скважистость(сорбционная емкость) и теплофизические характеристики.
Мука состоит из очень мелких частиц различной величины и формы, имеющих значительный коэффициент трения. С повышением влажности сыпучесть муки уменьшается. При влажности 15% она становится малосыпучем продуктом.
Мука имеет значительную скважистость (40-60%), характеризующуюся мелкопористой структурой.
Скважистость – наличие пор, делающее муку проницаемой для жидкостей и газов, заполненные воздухом промежутки между частицами муки.
От скважистости зависит объемная или насыпная масса продукта. Чем выше скважистость, тем меньше продукта поместится в емкость определенного размера, поэтому скважистость учитывают при проектировании хранилищ и транспортных средств.
Высокое значение скважистости продукта приводит к высокой газопроводности, улучшая в нем газообмен.
Скважистость муки зависит от способа заполнения силоса, контейнера для перевозки или мешка. При продолжительном хранении и достаточной влажности происходит снижение скважистости, что может привести к слеживанию.
Рекомендуемые материалы
Мука обладает значительной способностью к сорбции и десорбции водяных паров, а также других паров и газов. Она быстро сортирует влагу из окружающего воздуха благодаря внешней диффузии молекул пара и капиллярной конденсации.
Влажность муки 15% соответствует равновесной влажности при хранении муки в складах с температурой 18°С и относительной влажностью воздуха 70 - 75 %.
Равновесное влагосодержание муки в зависимости от относительной влажности воздуха изображается в виде S-образной кривой, называемой изотермой сорбции и десорбции, в координатах W=f(φ), где влажность материала определяется по отношению к сухому веществу
Рис. 2 Изменение связи влаги в муке:
WP - равновесная влажность;
Wг - гигроскопическая влажность.
Муке свойственно явление сорбционного гистерезиса. Мука быстрее отдает влагу сухому воздуху, чем восстанавливает свою исходную влажность при помещении ее в среду с влажным воздухом..
На величину равновесной влажности влияет выход муки. Наибольшей гигроскопичностью обладает мука 96%-ного выхода. Если частицы муки увлажнены или находятся в гигроскопическом равновесии с окружающей средой, наибольшая влажность наблюдается у поверхности.
При десорбции, несмотря на потерю влаги с поверхности, она одновременно перемещается из внутренних слоев к наружным.
Перед закладкой муки на хранение целесообразно ее охладить.
На участке OA в интервале влажности воздуха от φ= 0 до φ=0,15. Кривая имеет характерную для мономолекулярной адсорбции выпуклость к оси абсцисс. Поглощение влаги на этом участке связано со значительным выделением тепла, что характерно для образования мономолекулярного слоя на поверхностях внутренних и внешних мицелл.
На участке АВ для φ =0,15 - 0,9 изотермы обращены выпуклостью к оси ординат, что характерно для полимолекулярной адсорбции. Поглощение влаги также сопровождается выделением тепла, но в значительно меньшем количестве.
На участке ВС при φ = 0,9-1,0 изотерма близка к прямой, влага связана в основной капиллярными силами (радиус капилляра r<10-5).
Вблизи φ = 1 происходит заполнение макрокапилляров за счет осмотического проникновения жидкости внутрь клеток материала, что соответствует гигроскопической влажности Wг.
В настоящее время еще нет строгого аналитического решения изотерм сорбции и десорбции, которое могло бы выразить единство видов связи влаги с материалом, так как на различных участках влага имеет различный характер связи с материалом. Предлагается ряд приближенных уравнений, но они описывают кривые только в определенных интервалах. Так, для интервала 0,1-0,9 составлена эмпирическая формула: Wp = (а ∙ φ)/(b-φ), где
Wp - равновесная влажность, %;
а и b - постоянные коэффициенты, зависящие от температуры;
φ - относительная влажность воздуха, %.
Для обработки S-образных кривых предложено уравнение
Бесплатная лекция: "37 Электрическая централизация системы МПЦ (Ebilock-950)" также доступна.
А = х/(а+bх),
где A-log [20φ/log(100-φ)];
а - отрезок, описываемый прямой, полученный при спрямлении в координатах X;
Х/Аж и - тангенс наклона к этой прямой. Для уравнений сорбции и десорбции муки
log [20φ/log(100-φ)] =Wp/(a+bWp).
Это решение просто и удобно для нахождения Wp, так как значение А даётся в виде таблиц, и остаётся только построить выпрямленную сигмавидную кривую и определить а и b.
