К ВОПРОСУ ОПИСАНИЯ КИНЕТИКИ СУШКИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ В ТОНКИХ СЛОЯХ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

U, 1,2 кг.вл кг.абс.сух.

80 70 60 50

Т, С

—♦— Холодный 40 —х— Горячий

30 20 10

tau, c

Рисунок 2. Кривые сушки на холодном и горячем фторопластовом образце

Как видно из рисунков при сушке пасты наблюдается эффект резкого падения скорости сушки практически до нуля при достижении слоем температуры сушильного агента. Визуальные наблюдения и анализ остатка показал, что это обусловлено прежде всего появлением на поверхности слоя твердой корки, препятствующей испарению влаги из слоя. Полученные результаты аналогичны кинетике сушки отдельных капель на подложках [2-3].

Сушка на горячем образце в общем случае позволяет сократить время сушки. Однако в некоторых случаях при нанесении продукта на горячий образец наблюдается быстрое появление загустевших областей и образование корки (при высокой температуре образца), что замедляет процесс сушки.

Необходимо отметить тот факт, что при температуре 40-60оС остаток имеет желтый цвет, при 80оС уже местами светло-коричневый цвет, при 100оС - полностью светло-коричневый, при 120оС - коричневый, при 160оС -

черный. Это говорит о том, что при повышении температуры слоя выше 80оС на поверхности высыхающего продукта происходят необратимые процессы разложения питательных веществ, что может быть нежелательно.

Литература

1. Пахомов, А.Н. Анализ свойств жидкой послеспирто-вой барды / А.Н. Пахомов, Р.Ю. Банин, И.Г. Елисеева, Е.А. Черных // Наука в центральной России. -2013. - № 2. - С. 57 - 61.

2. Пахомова, Ю.В. Особенности механизма и кинетики сушки капель дисперсий (на примере сушки послеспиртовой барды) / Ю.В. Пахомова, В.И. Коновалов, А.Н. Пахомов // Вест. Тамб. гос. техн. ун-та. -2011. - Т. 17, № 1. - С. 70-82.

3. Пахомов, А.Н. Типы кинетических кривых, получаемых при сушке капель жидких дисперсных продуктов/ А.Н. Пахомов, Ю.В. Пахомова // Химическая технология. 2014. № 10. С. 620-623.

0

К ВОПРОСУ ОПИСАНИЯ КИНЕТИКИ СУШКИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ В ТОНКИХ СЛОЯХ

Пахомов Андрей Николаевич

к.т.н., доцент, ФГБОУ ВПО «ТамбГТУ.», каф. «ТПАиТБ», г. Тамбов

Банин Роман Юрьевич студент, ФГБОУ ВПО «ТамбГТУ», каф. «ТПАиТБ», г. Тамбов

Черных Елена Анатольевна студент, ФГБОУ ВПО «ТамбГТУ», каф. «ТПАиТБ», г. Тамбов

Ловягина Евгения Юрьевна студент, ФГБОУ ВПО «ТамбГТУ», каф. «ТПАиТБ», г. Тамбов

TO THE QUESTION OF THE DESCRIPTION OF THE KINETICS OF DRYING OF LIQUID PRODUCTS IN THIN LAYERS Pakhomov A.N., Tambov State Technical University, PhD, associate Professor, Chemical Engineering Department Banin R.Y., Tambov State Technical University, student, Chemical Engineering Department Chernih E.A., Tambov State Technical University, student, Chemical Engineering Department Loviagina E.Y., Tambov State Technical University, student, Chemical Engineering Department

АННОТАЦИЯ

В статье представлен подход к исследованию и расчету кинетики сушки жидких материалов в тонких слоях. Указывается на возможность применения расчетных методов для описания кинетики сушки широкого класса продуктов.

ABSTRACT

The article presents the research approach and the calculation of the kinetics of drying liquid materials in thin layers. The possibility of application of computational methods to describe the drying kinetics of a wide class of products is presented. Ключевые слова: сушка, жидкость, слой, кинетика. Keywords: drying, liquid, layer, kinetics.

Сушка суспензий, паст, эмульсий и растворов в виде слоев или частиц малых размеров широко распространена в промышленности. Тонкослойная термическая обработка влажных материалов часто исследуется в научных работах [1].

В тонких слоях (и 0.5 - 2 мм) резко уменьшаются перепады концентраций и температур по толщине материала, что дает возможность исследовать механизм и кинетику внешнего и внутреннего переноса в более "чистом" виде.

Полученные результаты могут использоваться для расчета и моделирования процессов сушки как в тонких слоях, так и в материалах значительной толщины.

В качестве подложек нами использовались нейлоновые сетки, фторопластовые и металлические пластины. Температура и скорости воздуха были Твозд = 40 - 160 °С, 2-9 м/с.

Нанесение высушиваемого продукта производилось на "холодные" подложки (при комнатной температуре) и на "горячие" подложки (при температуре сушки). Измерялись кинетические кривые сушки Т(т) и и(т), а затем после охлаждения высушенного образца снималась кинетика "сухого" нагрева Тсух(т). Проводились также визуальные наблюдения поверхности материала (вид поверхности, пузыре- и кристалле- образование, цвет и прочее).

За основу механизма и кинетики сушки в рассматриваемых условиях были приняты: коэффициенты теплоотдачи аисп и асух; коэффициенты массоотдачи рисп; температурно-влажностная зависимость Т^); зависимости а^) и р^); критические влагосодержания дисперсных

систем u1кр и u2кр. Выполнен качественный и количественный анализ экспериментальных данных [2].

Полученные результаты дают возможность разработки методов расчета и моделирования процессов сушки в тонких слоях без использования коэффициентов диффузии или при их грубо-приближенной оценке.

Это является большим практическим достоинством предлагаемой методики, так как коэффициенты диффузии в материалах, изменяющих свое состояние в процессе сушки от жидкости до сухого остатка, надежному определению не поддаются.

Полученные и приведенные в работе результаты могут быть использованы также для описания механизма и кинетики сушки многих других технических и биотехнологических продуктов.

Литература

1. Гатапова, Н.Ц. О температурных площадках при высокотемпературной кондуктивно-барабанной сушке влажных материалов/ Н.Ц. Гатапова, В.И. Коновалов, А.Н. Колиух, А.Н. Пахомов// Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2004. Т. 10. № 4-1. С. 968-977.

2. Гатапова, Н.Ц. Теплофизические и кинетические особенности сушки дисперсий и кристаллообразу-ющих растворов/Н.Ц. Гатапова, В.И. Коновалов, А.Н. Шикунов, А.Н. Пахомов, Д.В. Козлов// Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2003. Т. 9. № 2. С. 210-229.

НЕОДНОРОДНОСТИ КИПЯЩЕГО СЛОЯ ВБЛИЗИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ

РЕШЕТКИ

Пахомова Юлия Владимировна

к.т.н., доцент, ФГБОУ ВПО «ТамбГТУ.», каф. «ТПАиТБ», г. Тамбов

Кривопалова Дарья Александровна студент, ФГБОУ ВПО «ТамбГТУ», каф. «ТПАиТБ», г. Тамбов

Мамедова Мадина Айдыновна студент, ФГБОУ ВПО «ТамбГТУ», каф. «ТПАиТБ», г. Тамбов

Кочетов Вячеслав Владимирович студент, ФГБОУ ВПО «ТамбГТУ», каф. «ТПАиТБ», г. Тамбов

The heterogeneity of the fluidized bed near the gas distribution grid

Pakhomova U.V., Tambov State Technical University, PhD, associate Professor, Chemical Engineering Department Krivopalova D.A., Tambov State Technical University, student, Chemical Engineering Department Mamedova M.A., Tambov State Technical University, student, Chemical Engineering Department Kochetov V.V., Tambov State Technical University, student, Chemical Engineering Department