Потери влаги с поверхности продукта (усушка) при его охлаждении

В процессе охлаждения с поверхности неупакованного продукта ис­паряется влага. Испарение, иными словами массоперенос, совпадает с направлением переноса тепла. Общее количество тепла, отведенное от продукта конвекцией и испарением, составит:

(2=0*+а- <327>

Теплота, отведенная конвекцией, составляет:

&=ccK-(tn-tc)-F-T, (3.28)

Где

Ак — коэффициент теплоотдачи (конвективный), Вт/(м2 • К); Tn, Tc — температуры поверхности продукта и теплоотводящей среды; F площадь поверхности теплообмена, м2. Теплота, отводимая испарением, составляет:

A=a-QK=f-x[Pp(in-O-0cK(fn-^)], (3.29)

Где

Р — коэффициент испарения, м/с;

!п, Ic теплосодержание при температуре поверхности продукта и температуре теплоотводящей среды, Дж/кг.

С учетом соотношения Льюиса ак /0 = С • рв получаем:

Потери влаги с поверхности продукта (усушка) при его охлаждении

(3.30)

Поскольку а = g Gnp • LH, относительная масса испаренной влаги (усушка) составит:

Потери влаги с поверхности продукта (усушка) при его охлаждении

-(t„-tc) .

(3.31)

Анализ процесса испарения с поверхности продукта на основе вы­ражения (3.31) показывает, что его величина зависит от интенсивно­сти охлаждения, геометрических размеров продукта, точнее, от соот­ношения площади поверхности и объема продукта, от длительности выполнения процесса.

Разность температур поверхности и теплоотводящей среды не по­стоянна. В процессе охлаждения эта разность убывает в соответствии с закономерностями процесса охлаждения. Она имеет экспоненциаль­ный характер.

КД.—

Потери влаги с поверхности продукта (усушка) при его охлаждении

Рис. 3.3. Диаграмма 1—d влажного воздуха.

D

А

D, г/кг

В—Е — состояние воздуха над поверхностью продукта


Закономерность (3.31) не учитывает индивидуальных свойств про­дукта, особенностей его структуры, не описывает механизм внутрен­него массопереноса и потому является наглядной качественной харак­теристикой процесса.

Процесс испарения влаги с поверхности продукта количественно может быть отображен в i«/-диаграмме влажного воздуха (приложе­ние, рис. 3.1).

Потенциалом переноса влаги с поверхности продукта является раз­ность влагосодержания воздуха, прилегающего к поверхности продукта, и воздуха, омывающего продукт. При понижении температуры возду­ха понижается парциальное давление водяных паров, потенциал вла — гопереноса уменьшается, а вместе с ним уменьшаются и потери влаги продуктом.

Точка А Характеризует состояние воздуха в охлаждаемом объеме, точки В—Е характеризуют последовательное изменение состояния воз­духа над поверхностью продукта при условии его полного насыщения влагой, т. е. при ф = 100%.

Состояние точки С соответствует равенству температур в охлажда­емом объеме (точка А) и воздуха над поверхностью продукта.

При равенстве температур (точки А и С) сохраняется разность влаго — содержаний da, г/кг, и dc, г/кг, что свидетельствует о наличии потен­циала влагопереноса и, следовательно, о возможности усушки продукта.

Разность влагосодержаний, а следовательно и усушка, равны 0 при достижении температуры, равной температуре точки росы £р (точка Е).

Таким образом, массоперенос с поверхности, т. е. усушка продукта, в значительной мере зависит от разности влагосодержания воздуха вблизи поверхности продукта и теплоотводящей среды. Они, в свою очередь, являются функцией разности определяющих их температур.

Posted in Холодильная техника