66669 (687683), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Точки перехода от прямого участка к криволинейному не совпадают ни по значению влажности, ни по величине максимального напряжения сжатия. Переход в упругое состояние у макарон, подвергнутых гигротермообработке, происходит с опережением (на 4 – 5 %) по сравнению с изделиями без обработки. Из приведенных графиков следует, что гигротермообработка изделий приводит к их существенному упрочнению. В процессе сушки многие материалы, в том числе и макароны уменьшают свои размеры, т.е. происходит усадка. При неправильном ведении процесса сушки макаронные изделия растрескиваются. Причиной последнего является неравномерная усадка слоев высушиваемого материала. Интенсифицированные режимы сушки макарон лимитируются их усадкой.

Гигротермообработка приводит к упрочнению структуры макаронных изделий, вызванному денатурацией белков. В свою очередь денатурация белков способствует уменьшению размеров материала. Но гигротермообработка увеличивает массу вещества за счет увлажнения изделий. Этим объясняется неизменность размеров макаронных изделий, подвергающихся обработке паром.

Рис. 4. Кривые изменения максимального напряжения сжатия макаронной трубки в процессе сушки:

1 - без гигротермообработки; 2 – с двухминутной гигротермообработкой

Однако в процессе сушки характер усадки макаронной трубки гигротермообработанных макарон отличен от усадки обычо приготовленных. По данным экспериментов установлены коэффициенты линейной усадки для двух периодов сушки и , относительная усадка δ, коэффициенты объёмной усадки β и объёмная усадка δ . Сравнивая значения коэффициентов линейной и объемной усадки макаронных изделий без гигротермообработки и с ней, видно, что обработка паром способствует снижению коэффициента линейной усадки. Коэффициент объемной усадки также уменьшается с применением гигротермообработки. Такое изменение линейной и объемной усадки в связи с применением гигротермообработки позволяет вести сушку макаронных изделий при «жестком» режиме, так как возможность появления трещин снижается.

Но опасность возникновения трещин все-таки остается, и особенно во второй стадии сушки. В качестве критерия для оценки опасности трещинообразования можно принять критерий Кирпичева:

K (3)

где - поток массы;

- определяющий размер;

- среднее влагосодержание, соответствующее критерию Фурье

F

Важно отметить, что при обычном методе сушки максимально допустимое значение массообменного критерия Кирпичева для макарон составляет около 0,6. Применение предварительной гигротермообработки способствует увеличению прочности и приводит к тому, что изделия способны выдержать более высокие касательные напряжения. Поэтому максимально допустимое значение массообменного критерия Кирпичева для макарон, прошедших предварительную гигротермическую обработку, возрастает до 1,3, что говорит о снижении возможности образования трещин.

Как видно из полученных данных, гигротермообработка оказывает существенное влияние на структурно-механические характеристики макарон.

Изменение структурно-механических показателей в упрочнение структуры изделий являются одним из основных факторов интенсификации сушки изделий, подвергнутых предварительной гигротермической обработке, изделия становятся "восприимчивыми" к ведению "жесткого" режима сушки.

МАССООБМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И РАВНОВЕСНАЯ И КРИТИЧЕСКАЯ ВЛАЖНОСТИ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Кинетика переноса массы вещества во влажных материалах определяется разностью потенциалов массопереноса. Молекулярно-кинетическая теория явлений тепломассопереноса предполагает, что в изотермических условиях плотность потока влаги прямо пропорциональна градиенту потенциала массопереноса:

q кг/м ч, (4)

где - градиент потенциала массопереноса, ;

- коэффициент массопроводности, определяющий способность влажного материала к переносу влаги при величии градиента потенциала, кг/м.ч. ;

- градус массообменный.

Так как термодинамический потенциал массопереноса в изотермических условиях является однозначной функцией влагосодержания, то градиент потенциала массопереноса можно выразить через градиент влагосодержания:

= (5)

где - градиент влагосодержания кг·влаги/кг·СВ·м;

- удельная влагоёмкость влажного тела, кг·влаги/кг·СВ· ;

С учетом формулы (5) основной закон изотермической массопроводности можно представить в таком виде:

q (6)

де - плотность абсолютно сухого тела, кг·СВ/м ;

- коэффициент внутреннего массопереноса (зависит от температуры и влагосодержания), характеризующий свойства тела в отношении интенсивности развития полей потенциала массопереноса или инерционную способность тела к внешним водным возмущениям.

Следовательно, интенсивность сушки в основном зависит от коэффициента внутренней диффузии влаги. Проведено аналитическое определение коэффициента внутреннего массопереноса из кривых сушки и скорости сушки по следующей формуле:

(7)

где R – характерный размер тела, м;

- скорость сушки, %/м;

- коэффициент внешнего массообмена, м/ч.

Для тел правильной геометрической формы формула для коэффициента внешнего массообмена имеет следующий вид:

(8)

где - отношение объема к поверхности тела.

Для неограниченного полого цилиндра, у которого внешний диаметр равен 2R, внутренний – 2R₀ , отношение равно:

= (9)

где - гигроскопическая влажность, кг/кг;

- равновесная влажность, кг/кг.

(Для макаронной трубки, если R = 3,5 мм, = 2,25 мм, соотношение = 0,625 мм)

Характер изменения коэффициента внутренней диффузии влаги при сушке с гигротермической обработкой и без нее аналогичен. В первый период сушки он остается постоянным, а в период падающей скорости сушки он незначительно изменяется, но уменьшается в 2 раза по абсолютной величине,

В период постоянной скорости влага будет перемещаться в виде жидкости (избирательная диффузия осмотически-удержанной влаги), температура материала будет постоянна и равна температуре мокрого термометра.

При достижении на поверхности материала первой критической точки, соответствующей гигроскопической влажности, скорость сушки начнет уменьшаться, а перемещение адсорбционно-связанной влаги внутри материала в основном будет происходить в виде пара. Следует отметить, что во второй период скорость убывает по линейному закону, эта закономерность находится в соответствии с изменением коэффициента внутренней диффузии в этот период сушки. Коэффициент внешнего влагообмена меняется аналогично. На рис.5 показана диаграмма изменения коэффициентов внешнего влагообмена и внутреннего массопереноса для макаронных изделий, подвергнутых предварительной гидротермической обработке и высушенных по обычно принятой технологии. Эти коэффициенты как в первом, так и во втором периодах больше у изделий, прошедших предварительную гигро-термообработку, что еще раз свидетельствует об интенсификации процесса сушки.

Рис. 5. Диаграмма изменения коэффициентов внешнего влагообмена и внутреннего массопереноса a_m макаронных изделий при введении гигротермической обработки:

1,2 - сушка макаронных изделий соответственно без термообработки и с термообработкой

В табл. 4 приведены значения коэффициентов внешнего влагообмена и внутреннего массопереноса для различных режимных параметров гигротермообработки и сушки. Коэффициенты внутренней диффузии и внешнего влагообмена зависят от продолжительности от гигротермообработки и от параметров режима сушки.

Таблица 4

Параметры гигротермообработки				Влагокоэффициенты макаронных изделий
, мин	, %	, °С	, м/сек	м/ч	м²/ч	м/ч	м²/ч
0	80	60	1	0,3281	0,5750	0,1772	0,3075
1	80	60	1	0,3833	06712	0,1442	0,2508
2	80	60	1	0,5550	0,9830	0,3208	0,5606
3	80	60	1	0,4510	0,7902	0,1593	0,2789
5	80	60	1	0,3675	0,6434	0,1275	0,2232
2	50	60	1	0,7416	1,2984	0,4073	0,7135
2	60	60	1	0,0032	1,1647	0,3515	0,5982
2	70	60	1	0,5550	0,9830	0,3208	0,5900
2	80	50	1	0,4520	0,7915	0,2311	0,4049
2	80	60	1	0,5550	0,9830	0,3208	0,5606
2	80	70	1	0,6337	1,1126	0,3671	0,6434
2	80	80	1	0,8668	1,5181	0,4648	0,8145
2	80	60	0,5	0,4157	0,7280	0,1953	0,3421
2	80	60	1	0,5550	0,9830	0,3208	0,5605
2	80	60	1,5	0,7215	1,2638	0,4082	0,7150
2	80	60	2	0,8593	1,5043	0,4331	0,7589

Из данных табл.4 видно, что наибольшие величины этих коэффициентов наблюдаются при 2-х минутной гигротермообработке. Коэффициенты внешнего влагообмена внутренней диффузии уменьшаются при увеличении относительной влажности воздуха, снижении температуры и скорости сушильного агента.

Характеристики

Список файлов курсовой работы