автореферат диссертации по энергетике, 05.14.05, диссертация на тему:Гигротермические свойства сушеной плодоовощной продукции

РГБ ОД

? 7 Ш

СКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ХОЛОДА

На правах рухоггнсм

ЗйРОК/Ш .Сйитркй йлзксгняроэич

ГИГРОТЕРМ И ЧЕШСКИЕ СВОЙСТВ Р. СУШЕНОЙ ПЛОДООВОЩНОЙ ПРОДУКЦИИ

Специальность 05.'. ;.05 - теоретически;; основы теплотехники

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учено;! степени технических нау:;

Одесса -1995

Работа кшодпеза в Одесском морском университете.

НаучшЗ руководитель - доктор тохничаскпх наук.

профдссор ЗАТОРУ8К0 В.А.

Официальные опаоавпти: - доктор технических наук

профессор Граали U.A. - кандидат технических наук профессор Онжзенко В.П.

Бедуцая организация: Институт т&хничвскоЗ тотиофга'.гта Национальной Акадс:ша Kay:: Украины, г.Ка&в.

с

Заката диссертация состоятся М ^ 19я ЦТ?.

в часов на засодании саоцааллзироваппого совота К.оев.27.01

Одесской государственной гкадаьж: холода по адресу: 270Ю0, г.Одесса, уд.Петра Валкого, i/з, ОГАХ.

С диссертацию?, могно ознакомиться п библиотеке института.

Авторофорат разослан " ¿Ю-? ззэь г.

Ученый секретарь

\

спедаахЕзировандаго совета

N

д.т.н.. профессор Р.К.ЕКУЛЬЕИЯ

Исх. *

¿j-xjo o?.

СКПЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В то пю лопн с с етх процессам шпг,эигх производств (пэрорзботка, транспортировка ~л длительно» храпение) ьа^уэ роль играют явлеетя ВН02Я0Г0 массообмвна между объектами обработки я клешей срздой, з токхэ внутреннего мэссопереноса в самих объектах обработки. Интенсивность этих процессов во многом зависят от мзссообмепшл свойств материала, коториэ выражается термодинамическими характеристиками и коог[!|г,пща;ггзмл массопорекосз.

Задача определения равновесного гагротермяческого злагосодор-гапяя осложняется в связи с нвооходгыость» разработка достоверных методов списания гигротармического рзвяовэсия при калом влагосо-дсрзазки и влагосодертании, стремящемся к максимальному гигроскопическому , так как в экспериментальных справочных данных зачастую отсутствуют значения максимального гигроскопического влагосодерпа-няя, а значения равновесного влагосодерзания в области мономолвку--тяраоЗ адсорбция имзот погрешность, соизмеримую с порядком измеряемой величины либо такгэ отсутствуют. Эгд методу осяованн на построения обсб'ленних характеристике сток кривых и составлений дву^-пграмзтрлчпеких уравнений приведенных вдагссодвржзнзй исследуемых материалов па босо потогщнальноЯ теории сорбции.

Опрзделокпо внутренних мзссообмяяпих характеристик. зависшее от многих факторов, я?ляется слсзяоЗ задачей из-за отсутствия в настоягзе зромя простых и точзле методов их прямого зкепэрикзн-тг.лыгого изчореяия. Поэте:'/ актуальна разработка теор:с! перэнооа влага 1» кагпллярно-порпстах материале/ (КПКМ). что дает зогмох-иость рассчитывать коссообмзпныв характеристика КПКМ аналитическим путем. ' "

Целуд данной. ряботч является исследование тсротормического ^вповесия суа&них сгорай и фруктов в проком интервале параметров влажного воздуха, а также разработка теоретических мэтодов расчета коэффициентов внутреннего мэссопереноса в КПКМ.

Решение этой задачи потребовало разработать и исследовать:

- методику обобщения данных о гигротермическом равновесии сушэгшх фруктов я оаоаеЯ в широком интервале параметров влажного воздуха, используя ограниченнее экспериментальные данные о их разно-весгом вл&госодерасанш;

- теоретические уравнения для определения равновесного вяагосодер-жания в области монодалекуляржзЯ адсорбции;

- машинные катоды для описания гкгротеретчбского рМЮВЗСКЯ сувй-пой плодооводаой продукции и представлении данных в форк.х, удобных для практического использования;

- теоретические уравнения, позволявшие рассчитывать кинетические коэффициенты внутреннего массопереноса.

Научная новгана данной работ вклачае? в себя:

- методику обобщения данных о гигротермическом равновесии сушеных фруктов и овощей путем применения однопарачотрлческого уравнения состояния;

- способ экстраполяции хзрактвристичокой кривой в область мономолекулярной адсорбцга с использованием потенциальной теории сорбции;

- расчет удельных здсорбгкоццых поверхностей суаеных овощей и фруктов;

- теоретические уравнения и зависимости для расчета кинетических коэффициентов.

Научные положения, затавдаемна в работе;

1. Комбинированна» метод БЭТ-Леруа позволяет достоверно зкст-рятюл'.;[>овзть ограниченные экспериментальные дзниив о равновесном влагосодоржании в область низкой относительной влажности воздуха.

2. Примэнениа потенциальной теории сорбции являются корракт-ными для расчетов гигротермического рзвновзсил -црп •заполнения пор в области мономол&кулярной адсорбции вплоть'•дб'-'йолзой гоомогениза-ют системы.

3. Продакжэкныв в диссертации форкз и методика построек уравнений равновесного влагосодэргания на основе опытно-расчетных данных, пригодны для вычисления термодинамических свойств на ЭВМ.

4. Перенос влаги в капиллярно-пористых материалах (КПКШ осуществляется в общем случае гидкостьп и парок. Разработан физический метод теоретического определения коэффициентов внутреннего массошраносв двухфазного потока в КПКМ.

Практическая ценность работы.Составленные в результате выпоч-шния исследований уравнения приведенных равновесных влггосодерга-ний сушеных овощей и фруктов предназначены для оптимизационных расчетов технологических процессов переработки, транспортировки и хранения расскатрнвеемой суленой плодоовощной пр'щкши.

С помощь» полученных уравнений рассчитаны таблица приведенных злагосодэрганЕй н построены тепловые н - <5 диаграммы и номограмма для зтих групп материалов. Таблицами и номогр?ммзми удобн;- пользоваться в предварительных расчетах процессов тешгомэссооомйнй при

- О "

топловлажпостной обрабо-по зт;к материалов. Для отгтимизацжлших расчетов технологических процессов н их аптсмптлзплля таобходимо использовать соотв&тстэуааш» ураваэнля равпов&сяых ялатосодорхс-ниЛ ста матзризлов.

Получоп5п:п ураинания. тепловое диаграммы н - в и нсмогрся-г! могут использоваться для расчета разновесных тгдзгосо дзрз^нлй. другая гщзосколкчло-подэб-их сукатт фруктов и осоцвй, ослл ост:, показателя О КХ ГИТрОСКОГЕПОСКОМ ПОДОб'.ПГ С ЛСС.ЮДОВ.Ж-'ШЛЙ 2 настоящая рабств.

ПрвддожанниЯ аналитический кчто» рзсчота кзэйхгяштов массо-азропоса двухфазного потока в КПКМ позволяет тооротичаска. решать фопомэнологлчоскяе уравнения внутреннего мзссолорогоса в различных по свойствам КШ".!. Представление таблиц« к аппрокслмашюнниэ ф?р-муди для коэффициентов внутреннего массопэреяоса в зорлошх к дре-5я';с1'о-г1оло:сж:ст;;х ?:гте риалах могут использоваться в гнгзнзрноЯ практике при расчетах процессов обработал дангпгх вещзстз.

Внедрение результатов жследования. Работа выполнена з рамка: программ научных исслодосашй МГГФ АН Украяпн 2. зссоцяааст "СУЛ-

но создала» банка дзшпк о равновесиях глзгосодзржэнйлх, ты— роскопмчьск;к: свойствах л массобмэжпл: хзрактерястхгзл тохютес.'с; впадпл: жсцевах продуктов.

Программа расчета гйгрйскоааческих свойств применяется для разработки ллшй по производству поровкогих продултот! :-:з фруктов Л ОЕОШО.Ч.

.Составдзянш уровнопля рзвновескшс адэх-осодзрхзнла к кэссоез-ретезсзас» ;<озф£лциоз»,а -иг-додозааух в дхссэртзцог материалов и ах тепловыо и. - а дл^гр^.-оЛ иржетлхпся в учебном процесса при чтэ-кдк разделов курса •"Гохнлческоэ конджстонлровэнлэ грузов" л для рссчотоз процесса сэаясмассообяеиа прл трзаспортлрозкэ а хрглежи грузов, видолгьчйг-ик при курсоЕсм л дашшдом проектировании.

Апробация работа. Основныэ соложения л отдельные результата диссертации доклгдавалась и обсуздаяись за международной конференции "Тепломассообмен в технологически процессах" в 1992 г. з города Грмала а на научно-тзхнхческлх конфорэвхс-ях крофессорско-зре-подзззтолъспого состава и ззучких сотрудников 0ШМ(19Э9-19Э2г.г.)

Структура а объем работ:.'. Диссертация состоит из введения, чэтнрех гляг. сзхлвчелия и прилозэнля. Работа ззлкашэ на 221 страница, содораагг 1в рисунков, ¿2 таблицы, список литератур" из И7 наименований я прилоаюнад на 71 страницах.

- б -СОДЕКЕШЕ РАБОТЫ

В первой главэ диссертации рассмотрены и проанализированы наиболее известные и достоверниа экспериментальные данные, эмпирические уравнения, теории и методики дам описания гигротермического равновесии материалов растительного происхождения.

Во второй главе представлена разработка матодаки получения уравнения гигротермического равновесия сушеных фруктов а овощей.

Данные по гагротермическому равновесию исследуемых продуктов огранич&ны одной изотермой, поэтому единственным научно обоснованным методом обработки экспериментальных данных об иг равновесных влагосодерганиях является метод характеристических крлшх.

Анализ гигроскопического подобия всех подлегавших исследованию в рамках настоящей дассертации сушеных Фруктов и овощей, -.ок .-■•»ел , что в пределах фактической экспериментальной точности гее двадцать три наименования сушеных продуктов могут быть обобде^г семью характеристическими кривыми.

В табл.] приведены составы групп гпгроскопачно-тдобных су-век т овощей и фруктов и значения «ов для каздого кз двадцати трах продуктов. Для гостроеная обобщенных характеристических кривых этих продуктов вс .¡сем практически используемом температурном интервале необходимо . экстраполировать экспериментальные участ.и кривых "вниз" -и "вверг%.Эх(Щ5ааоЛй^^и!СЕкостей я г ля/нов> "вверх" более проста и'аадежнз, так "как^известыо , что при (И/ноа) - 1 , и - 1 , а вид кривых в этой'.-области параметров монотонно-возрастающий. Более сложной и ненадежной является эстраполя-цая характеристических кривых "вниз" в связи с теоретическим неопределенным видом этих кривых в окрестности Ш/но5> - о .

Для сушеных фруктов и овощей был предложен метод экстраполяции. использующий уравнения Леруа (область от монослоя до первых экспериментальных точек) и БЭТ (заполнение монослс/. ,>.

Потенциальная теория сорбции полярных жидкостей ва реальных ' сорбентах пригодна для расчетов характеристических кривых гигротермического равновесия в шрс' зй области изменения равновесных значений <р и т , включая область заполнения от монослоя и выше.. Применение теории адсорбции при заполнении ниже м:аослоя некорректно, так как термическое уравнение адсорбции: р во

в„ т 1п —— = -п' - г»' ( с а * —— ) (1)

п р в и

получено для частного случая кондэнсаровгяяоЯ Фаги с постоянным зяяченлоч плотности 8ДСорбдаопного слоя, как сссбоГ 'аза, отлугшоЯ от объыюой юдаоста. В реальных условиях при частичном заподканза монослоя 'ллот .т.г:ь етруг.тудроватгао новой фазы, прячем, адсорбированные молекул» отличайся от молекул равновесного газа внэ поля поверхности только болей плотной упаковкой. В атом смысла ах сзоЯ-ства блиэ всего огисивагяся соотношенаякя для двумерного реального газа, а повархностзоз яатлтють, диэлектрическая щхэттдцпемость. поляризуемость и друтаа свойства слоя будут зависеть от стэпэнк его заполюния, то есть от 'глзтгост^.

Таблица 1

Нокес грузви Наименована» ввцэства Ио3 > кг влага * и Г м1

продуктов ; кг сухой касса кг с.м

£1

III

IV

VI'

VII

Жом суоевый. обработанная ПДЗ 0.4000

2оч сувенай 0.4462

¿Дрххос, зерна 0.2016

Вннограднзя кссточхэ о.гэоо

ХурИЭ, порошок 1.0022

Яйяочзиа порошок о.аввг

Яблоки, кусочка 1.0200

Зхкоградаэя видака о.433б Порошок аз ж^дарг~овсЗ икамкя о.б375

Тнква, кусочки и ь>рошк о.зззз Изчзарановая знхяива . 0.6500

Езяая. кусс-гсл 1.0340

Ананас. кусочкд с.0572

Порошок ИЗ Яблочных ВЯЖ5М0К 0.6864

Хурма, кусочка 1.0440

Слаза» зэряа ,0.3748

СЛЗЗЗ. КОСТОЧКИ 0.3273

Дыня, ПОрОЕОК 1.1500

ДННЯ, КУСОЧКИ 0.8700

ЯЗЛОЧНЧЯ поимка 0. 9545

Абрикос, кусочки 1.1000

Слава, кусочки 1.1880

0.0780

0.0374

0.0300

0.0211

0.0116

0.0169

0.0066

99042 110437 4Э320 34431 118991 105213 97142 47771 60714 33885 43539 66984 63333 45977 38445 13802 12071 61697 -16675 45843 23047 24890

I

- с -

Уравнение (1) в безразмерноЗ форме вмэет гид:

П

Л о

<р = ехр г —— + —5— < С О + --(2)

к Т к Т в п

ПврвиЗ член экспоненты определяет в безразмерном виде потенциальную Енарпго дипольной поляризованной молекул! сорбгта в поле действия поверхностных сил по границе раздела пленка - пар (этот член имеет отрицательный знак). Второй член экспонента (тагспэ в безразмерном виде) - работу образовать поверхности раздела адсорбент - пар, связанную с кривизной поверхности к толззгноа адсорбционной пленки. Эта величина вдоет положительное значение, но ее модуль меньше, чем у первого члена.

Зависимость "озэрхностного кзтяЕвкзя пленки мопослсл от его

заполнения V / определяется выразэниэм:

« ' *

Рмчгт;- Р

а = о ( -,—- > (3)

°М Р - Р м н

Как следует из (з>, поверхностное Еаткззние пленки изменяется от овМ плотно упакованного слоя до нуля при полкой гомогенизации системы пленка - пар.

В конечном виде уравнений (2), после подстановки всех входецгз в него параметров при температуре т = 293.15 к ише? над:

Не и * (Р = <ГХР С0.7в39<-) - 0,е£3 - 3.7766 (1 0.4818 - ) 1

«И

Сравнительная оценка предложенного нами катода расчета по уравнении (2) для т = 283.16 к с данными расчета по теории БЭТ представлена па рас.1. Как следует из наго, погрешность расчета двумя преджэженякыа катодами невелика в составляет ш более 1 % .

Удельная поверхность - одаа из наиболее ватных характеристик влаааого материала. оказывающая значительное влияние яа связь влага с сухим скелетом а, следовательно, на его массообкэнзые хзрак-тврзстака* Чем больше удельная поверхность материала, тем больше в нэк ЕрочкосвпзакноЗ влаги мономолекудярной адсорбции:

= ь^'и ' <4>

Вараавнаа (4) позволяет рассчитывать плаце?» активно' поварх-носта катерзаяа, шкратую ксвомолекулярзым слоеи влага. Значения

Рис. ]. гг.г-нокг.;ос131 приведенного глаюсодерзашл «й»к>«оя от относительной вявгмоот (р пря Ъ-'гЛ 3. 35'К расчк;.чшгке со потек'иагмли теории сорбкии и геэркп ЬЭТ.

^ис. :•;. Павнскмость коэ«?4«шиеота фазового яравращения С ог. угагосодеряанкя V/ пря различных кзян^йнурах. ■

представлены в табл.1.

Данные по удельным поверхностям исследовании* материалов позволяют сделать вывод, что исследуемые сушеные <5рукты и овода > их порошки обладают значительной сорбцяонной актлт чостыа и содержат в монослой относительно большое количество влаги, связэгчой с мате-рийлом прочной фИЗИКО-ХИМИЧеСКОЙ формой.

Третья глава посвящена обработке получчнных данных о гигро-термичпеком равновесия сушеных фруктов и овощей при помощи ПЭВМ с иельга представления результатов в формах, удобных для практического использования.

Учитывал, что при тэмаературо 20°с ж относительной влажности 4п % (нашизиая точка эксперимента) привэденнзя пгарзна эквивалентной поры < н/н ) равна о.33294, а при <р = го 2 (относительная влажность воздуха, при которой существует еце адсорбционный монослой) - нач.= п.20049 , была предложена следунцзя методика построения х?|- ч-рнристических кривых для сушеных фруктов я овощэй: 1) при гэчэвдях н/н моньае 0.20049 приведенное влагосо-дертание р^ччитывзется по уравнении (2).

) при значениях н/н больно о.32294 гначенла « рассчитывается из однопэраметрического уравнения, подученного на основания обработки экспериментальных данных о равновесных ирнвэдэнзш: вла-госодэржаниях wэ сушеных фруктов и овощей:

л) стыковка этих уравнений, очевидно, должна быть в интервале значений н/ноо от 0.2 до о.з, 'при этом должно соблюдаться нэ толь ¡о равенство значений, но и первых производных в точке стыковка. • что позволяет получить плавную характеристическую кривую.

В качестве аппроксимирующего уравнения для участка тжювзлв-кулярной адсорбции н/ноз > о.зз Сил выбран поляной второй ствгэ-ш специального вида:

и = а4 (Нг - 1) + в4 (Н - 1) + 1 ' (5)

где ¡5 = и/ноа -приводэнная пирина эквивалентной поры.

Такая Зорма уравнения удовлетворяет предельному фундамвнтальноку

условию: V - 1 при н - 1 .

В результате оптимизационных расчетов на ЭВМ получена значения коэффициентов а4 иВ( , обеспечивающие аппроксимации опорных характеристических кривых с допустимыми среднеквадратичэскима отклонениями (табл.2).

Таблица 2

Номера глгро- скопич- но-по- добньх груш Значения коэффициентов Наименьшее значение Н. при котором справедливо уравнение (11 Т "м Средняя квадрати-ческая погрешность 0ИС.р.КВ' 8

В 1

I 1 027102 - 0.097334 0 3161 0 07708 1.43

II 1 366839 - 0.442917 0 2590 0 03698 4.19

III 527381 - 0.631511 0 2760 0 02967 0.36

IV * 524685 - 0; 610654 0 2493 0 02087 2 «2

V 1 439716 - 0.552474 0 2129 0 01146 5.34

VI 1 807772 - 0.982826 0 2994 0 01673 2.93

VII 1 674637 - 0.772060 0 2446 0 00653 2 .56

Данные, рассчитанные по уравнению БЭТ для области, лежащей шею км , аппроксимированы также при помощи полинома второй степени специального вида:

И г { А (Н - 0.2)*+ В, (Н - 0.2) +1 } (6)

Зто уравнение удовлетворяет продельному условию ч - «м при н - 0.2 , то есть <р - <р . Перейдя к безразмерным координитсм и уравнении БЭТ < = г(Н) , мы получили единые значения коз№:-циоггов Л2 к Вг для всех семи груш, яссдздуемих в диссертации продуктов ( Аг ' -0.0767493 В2 = 7.1931634 ).

Индивидуальные особенности каздой группы продуктов характеризуются значением приведенного влагосодержания монослоя . Заэ-чения V для всех семи групп продуктов приведены в табл. 2.

Значения н р точке стыковки приведен» так же в табл.2.

Полученные уравнения позволили рассчитать таблица приведеттх равновесных влагосодаржаний V» = ню, ьа основании которых по-строеннхарактеристячдсккэ номограммы всех исследованных в диссертации сушеных «¡руглв и овощей.

Накя была разработана ~рограмма на алгоритмическом языке торткам 77, с по/лощьа которой составлено семь уравнений приведенных рьвтврпшх влагосодг"жаний. описывающих экспериментальные данные о равновесном влауосодержанли двадцати трех наименований сушэвых фруктов в овощей. Коэффициенты подученных уравнений приведены в распечатках соответствующих программах модулей, рассматриваемых в системах программ для расчета тзблиц равновесных вяагосо-деркаяий сушеных овощрй и фруктов, а тага» расчета гигроскопячес-

кях равновесий к отдельно (произвольно) заданных точках термодинамического состояния ,

Получошше доухпарамотрачоскиэ уравнения приведенных равпо-воснах влагосодертаяиа w = f(ф,Т) позволяли построить тепловнэ H-d ;глагра?,пс; сушеных Фруктов и овощей.

Четвертая главз посвящена разработке теории внутреннего мас-соперопоса в капиллярпо-пористых коллоидных телах (КПКМ).

Профессором В.А.Загоруйко неучены феноменологические уравнения переноса тепла и влага в К15Ш, в которых дано обоснование потенциалов и коэффициентов переноса масса в жидкой и паровой фазах. В большинства КПКМ имеет место перенос массы в обоих фазах одновременно в зависимости от рода вещества и его влажности. R лтом случае получаем общее уравнение для смешанного потока:

Точение вязкой лГ.'лглс-.'И определяется известным ург">айд«=.ч Кавье-Стокса, которое в адсорбционной пленке на основа пс ••.■с-.чц-адъ-ной тоор;гл «орбцта приводится к В',!ду:

V divfgrad V) = grad(Rn Т In гв)

Решение уравнения (8) при соотвотствуюсшс граничных условиях позволяет найти средни® скорость течения к поток жидкой феса в КПКМ. Перенос пара в норовом пространстве КПКМ протекает по порам,-свободным от жидкости. Прячем, п порах гигроскопичной области и ■■ имеет место аф^узиошшй перенос, а з области я > но„ -модекулярнь-й перенос.

С учетом полученпых локальных потоков массы записано общее щфажение для двухфазного потока. про!гсрмирова:того на общую геометрическую поверхность:

о = дал ^пл + ^кап F«an + ^яф А ^дзф ' ^ , <5П

га m „ '» . ш г. n ~

Г Г Г Г

Используя соотношения пространственной изотропии, а такта приведение выше выражения для локальных потоков, мы получаем из о) общее выражение переноса, при атом коэффициенты массопереноса

ä л А,г> определяются выражениями:

- Pri Н* U Rn T

X = . ° os - f (Н ) (Ю)

И 12 ф V3 ( U n U ) W °

р и <1-к) л ? и 0(1!

гОЕ ОВ 5 ОЗ

р„ (1+г. V) з V ;; - г.г,

В качество примера рассмотрены два тшшеых кагбклягчя-порис-тах коллоидных материала: древесина и пшеница по которым ияеятея в л!ггературе некоторые зксгк;рк.\:0нтзлькие дгнхиь, а так:ке уравнения гкгротормкчоского равновесия, Эта ".'..ттризли существенно различаются по микроструктуре. В зерновке пзошзг« очень мало свободных мик топор к гигроскопичная влага при адсорбции раздвигает стгог.=а •■"к-р-дол> скелстэ, Поэтому а зараз .яифйгзия шаги происходит

только (ирзивувдетввнао) ^ аадкоЯ Фасе, г«о колший •

ент фазозогопрезращения & стрзштся к нулю, относительна Фициент тармоди-Кузаи определяется уравнением < я \, коэффициент мзссопроводкссти л ' уравнением <Ю), э коэффициент диффузии влаги а выражением:

др^г^^пи отлич-'-ото; от пирисо р?,пгптс;Ч <"'«<;т."¡мой :,г.:к-

<ро- мзд>»ио(|, поатому ог,ляст;< т.-

втпя кяк к вида жидкости, так и в гаде п^рс. м.

тс-:Г-с:л имеет сложний характер и зависит от т.т-л." дрьгаал:!;;. <:гс 2лггосод?рзаь,иа и температуры. При низкой влйжяости. кг. ¡-д." г,:р.-ис,-развитое норовое зрпстранстио древсс;п:н и» ззпо.*;кч:-> :«к;е\.ч,, носкость гладкой фззц велика. перенос касса осуществляется вешо я паровой фазе и величина когзффкцимия фззойогс» преЕр<т,д1.:г.;я близка или равна единице.

По кере увеличения влагосодержапия материала поток ¡гадкой влаги растет вслед*.'./'ив уменьшения вязкости ::гидкостч и увеличения поперечного сечения штока» а лоток пара уменьшается ¡¿следствие понижения поперечного сечения свободных пор. По этой причина коэффициент фззовс го превращения е с увеличением влзгосодержания уменьшается Однако, его величина в гигроскопической об-

ллг/ги на падает до нуля, кг" это имеет место у зерновых, так кгяг г;ри влагосодвржаниа М = и (Ч - г)- з дравесане имеется ^ л,-;СТоТ. ,ЧН0( количество гэ-»водных кикропор, по котором переносятсй паровая фаза.

Сравнение расчетных коэффициентов массопереасеа с зкепехдзяз?-твльними данными позволяет сделать швод о целесообразности иргмэ-нения предлагаемого аналитического катода расчета массопереноссых

ш

(12)

а

характеристик древесно-волокнистах материалов в инженерной практике.

D приложении к работе приводятся значения коэффициентов вла-

гоггроводности hmi() и ?.mfp , диффузии ат , термодаффузии Ы1 л

коэффяцонта фазового перехода е для пшэници и древесины в гигроскопической области. Очевидно, что значения коэффициентов массопе-ргиюса у других катталлярно-порж-тих коллоидных материалов будут располагаться внутри значений рассмотренных на:.га вецэств.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВКВОДЬ!:

i. Комплекс выполненных в работе исследования позволил разработать методику обобщения дашшх о гигротермических свойствах сушеных фруктов и овощей. В результате получен« одно- и двухпзрамет-рические уравнения состояния в широкой области изменения равновесных параметров <р и т .

?. На базе потенциальной теории сорбции получено ?ер".: "К'<ое уравнение адсорбции на реальных сорбентах в области пезс-. плотности и показано хорошее совпадение с уравнением КТ. Та;;;»! образом, доказана возможность применения потенциальной теории сорбции в области малых заполнений, (вплоть полной гомогенизации системы).

3. Разработана методика и определим уделыше адсорбционные поверхности всех рассматриваемых видов сушеных фруктов и овощей.

4. Исследованы теоретические массообмзянпэ характеристики КПКМ .На основе потенциальной теории сорбции и уравнений состояния получоян выражения для определения коа^фициентов массопроводностя, даЭДузки, термодаМузии, коэффициента разового превращения, массо-омкоети реальных влажных материалов. На примере др.'вьс'-шы и пиеки-H.J показано хорошее совладение теоретических и экспериментальных данннх. Проанализировано влияние различии факторов ыа эта характеристики.

г.; На базе двух Параметрических уравнений состояния подучены н • а диаграмм равновесного влагосодержания исследуема: видов плодоовощной продукции. Исследовано положение кривой динамического равновесия влаги в материалах в неоднородном температурном по-№.. Показано, что величина е определяет характер влажаостного поля (кривая динамического равновесия в н - d диаграмме, наклон которой определяется в каудой точке величиной коэффициента фазового превращения).

(Г

с. Результата исследования представлены и форме, позволившей включить ilk я авточгтпозгропэш;? банк дачных о гигротермич&ских свойствах реальных плзжтых материалов и прлгодгшх для оггт;*м~.:зп-ппоттгГгПС расчетов технологических процессов переработки, транспортиров::;! и хранения су йеной плодоовощюй ¡июдукцин.

v. Показано, что все рассматриваемые вида сушены:: фруктов и cm'-/'-?, (2s вида продукция) описываются с почощьв t характергстя-кририх. Прнчо?'., внутрлпидовов стллчне хорошо согласуется с помолы» приведенного равновесного вла1'осо;;ерт^;г.ы. При этом по-грепность сглагиьаам экспериментальных точек не провшвзет точности эксперимента (сроддеквздрптичяая пощьшиость С •' 7 " }.

Основное содертлпие диссертации опубликовано в работах:

X. ZagoruiKo V.A., Shiroky D.A. Thermo and moisture conductivity- of tb« wood. Heat and mass transfer in technological ?ro-ceEes. Abstracts of reports of international conference. Jurrcala, "001. ■

::. Ур-.-ьнин'ия рпппорчснггс суш"-тт;~ его'",

^P'jJ'.tih. //Прт/ммпуг&тча i"4Lr.0'"i?.;.с.за-si».

з. Теоретически»! кзтед расчета ко^шяято!' м^с-

сспорцноса в рбальл:;д влахжд матарха.'^х. '/■' телл'—

ТгГ!Г.П:а.- £ г.- 1ЭЭ5,- С.40-50.

VP 1 /т'"!',' ft тттттл'а •

J utiuOjifi _..

У - влагосодэрхзжо KHIiT; v - приведенное Елагоссдергтате МП.ЧЛ'; ширина эквивалентной поры; т - терлэдинпкичоская температура: ^ -относительная глагшссть воздуха; - гззовзя постоянная; Р - Оа-р-^трхчьскоа давление; о - поверхностное иягяткгав; П - потоилд-альная энергия; р - плотность; р - плотность сухого вкд-ства; р„ -плотность скелета вггз'лвв; 0 - поток влаги; г - геометрическая по ворхность; 0 - .отпосктзльшй коэффициент тепждаЗФ'зии; са„ - приведенная изолотождаалытяя '.тзссоемкость; и - удельный объек; h -толцнеэ <-vop5^oii3-.'1 плэпки; v - кинематическая вязкость; -коэффициент массспрь^одроста; - юьКта^епт диДузии влита; п -коэффициент объемного набухав«:; fw(HQ), фШ0) - яерггярунгив Фукх-

цза. .,:■...... •

"' Над грочнвв индекса:.'

' - «алкая фаза. : * - паровая фаза.,

Подстрочные индексы: W - моиослой; s - для <p=i¡ о - для т= 273 л 5 к; пл - пленочное течение: кап - капиллярное течение; эф - эффуз',:.ч. даф - диффузия.

АЯ01АЩЯ Широкий Д.О. FirpOTGpMiHHi властивост! суаенох плодоовочнох продукци. Дасергащя на здоСуття вченого ступеня кандидата тохшч-них наук за спетальшстю os.k.os - теоротичн1 основа теплотехники. Одеська державна академ1я холоду. Одэса 199S.

Захиздаэться з науков! пращ, як i вмщуать результата доыид-аэнь пгротерм1чно1 р!Вноваги сушено! плодоовочко* продукт*. Задача була вир i сена на ochobí потешиальж»' теори copin. В робот! впершэ був вякористан йяал!тичнай метод каходаення коафодент1в внутрлшнього t/асопереносу в реальних вологех матер1алах. Одэргаш. таблиц! pío. шагового влаговмюту суаэнох плодоовочнох продукт* та коэфшь^тдв внутригнього мзсопвреносу.

Клвчев! слова: эквивалентна пора, пгротершчна рАвновага, адсорйия, термо- i влагспрошдають, фазовий поток.

SUMMARY

Shiroky D.A. Higrotarraic property of dried fruits and vegetables products. Cï-rididate of Technical Sciences Thesis in the speciality 05.14.05. Theoretical Foundasientols of Thercal Engineering. Odessa 199S. '

5 scientific papera are presented for conspiration, which contain the results of the- study higrotennic equilibrium dried fruits and vegetables products. The ¿»ro'olea was solved on base po-tenshial theory of sorbtior.. For the first tice used analytical cethod for determino coefficients inside oassconductivity in real moisture uiatherials. The tables of equilibrium ooisture maintenance and coefficients inside raassconductivity have been obtained.

Key words: equivalent pore, higroteraic equilihriua, adsorption. thermo- and massconductivity, phase moisture.

т.Одесса,рохапоинт ОГАХ.Подписано к печам 24.02.95 Объеи 1,0 я.л.* Тираж 100. Заказ 242-95