Для увязывания графиков работы сублиматоров и для наилучшей загрузки морозильных устройств необходимо знать продолжительность предварительного замораживания высушиваемого материала различной формы. Продолжительность замораживания продукта любой формы может быть определена по уравнению Планка.
,Где
- полное количество тепла, отводимое от 1 кг продукта при доведении его до температуры замерзания, а также при замораживании до конечной температуры ; - температура охлаждающей среды; - коэффициент теплопроводности замороженного продукта; - коэффициент теплоотдачи от продукта к охлаждающей среде, ; - плотность сырого материала; - высота пласта нарезки замораживаемого продукта принимается 12 мм, как рекомендуемая., | , | , | , К | , К | , ч | , | , | |
Мясо говяжье | 14,49■- | 985 | 3,25 | 243,16 | 253,16 | 1,88 | 0,135 | 126-252 |
Яйца диетические | 139,4 | 1045 | 3,18 | 2,16 | 0,115 | |||
Гриб белый (ломтики) | 17,37 | 400 | 3,85 | 2,48 | 0,098 | |||
Картофель (пюре) | 146,7 | 1050 | 3,35 | 2,04 | 0,102 |
Rи P - коэффициенты, зависящие от формы и относительных размеров тела. Для прямоугольных плит, характерных для сушильных камер (противни в сублиматоре) коэффициенты Rи Р зависят от соотношения сторон плиты, где l - длина b-ширина h-толщина плиты
l/h | b/h | Р | R | l/h | b/h | Р | R |
1 | 1 | 0,1667 | 0,0417 | 4,5 | 1,0 | 0,2250 | 0,0580 |
1,5 | 1 | 0,1875 | 0,0491 | 4,5 | 3,0 | 0,3215 | 0,0902 |
2,0 | 1,5 | 0,2308 | 0,0656 | 5,0 | 2,0 | 0,2941 | 0,0827 |
2,0 | 2,0 | 0,2500 | 0,0719 | 5,0 | 5,0 | 0,3570 | 0,0982 |
2,5 | 1,0 | 0, 2083 | 0,0545 | 6,0 | 1,0 | 0,2308 | 0,0592 |
2,5 | 2,0 | 0,2632 | 0,0751 | 6,0 | 2,0 | 0,3000 | 0,0839 |
3,0 | 2,0 | 0,2727 | 0,0776 | 8,0 | 1,0 | 0,2353 | 0,0599 |
3,0 | 3,0 | 0,3000 | 0,0849 | 8,0 | 2,0 | 0,3077 | 0,0851 |
3,5 | 1,0 | 0,2186 | 0,0567 | 8,0 | 4,0 | 0,3200 | 0,1012 |
4,0 | 2,0 | 0,2857 | 0,0808 | 10,0 | 2,0 | 0,3125 | 0,0865 |
4,0 | 3,0 | 0,3156 | 0,0887 | 10,0 | 5,0 | 0,3846 | 0,1037 |
4,0 | 4,0 | 0,3333 | 0,0929 | - | - | 0,5 | 0,125 |
Расчёт общего времени сублимационной сушки.
При расчёте процесса сушки пользуются эмпирическим коэффициентом массоотдачи
, который предварительно определяют экспериментально для каждого продукта:где
- убыль массы материала за время ; , - давление насыщения, соответствующее температуре материала и конденсации; F - поверхность испарения.Скорость сублимации со всей поверхности
Продолжительность сублимации
При сублимации из равномерного слоя материала толщиной hимеем
Плотность сырого материала
где
- плотность сухого остатка.Для расчёта общего времени сублимационной сушки из слоя Э.И. Гуйго была предложена следующая формула:
- конечное влагосодержание материала; - давление в сублиматоре; - конечная температура материала; - приведённый коэффициент скорости сушки при досушивании. Поверхность материала значительно возрастает, если материал гранулируемый.Норма загрузки в случае сушки гранул одинакового размера,
где N - число частиц, загруженных на единицу поверхности;
- объём одной частицы; -длина ребра куба (примем, что частица имеет форму куба).Поверхность одной частицы
Общая поверхность всех частиц
Для пластины гидравлический радиус сублимации
, мгде
- площадь, занимаемая пластиной; - открытая поверхность сублимации;h - толщина пластины.
При одностороннем высушивании
~ , =h. При двухстороннем высушивании ~ , =h/2=h, м | , мм. рт. ст/Па | , мм. рт. ст/Па | , | , мм. рт. ст/Па | °С | |
Мясо говяжье | 0,01 | 1,238/165 | 0,167/22 | 224,6 | 0,525/70 | 20 |
Яйца диетические | 271,7 | |||||
Гриб белый (ломтики) | 155,5 | |||||
Картофель (пюре) | 262,5 |
, ч | , ч | , ч | |
Мясо говяжье | 9,124 | 3,579 | 12,703 |
Яйца диетические | 8,988 | 3,878 | 12,873 |
Гриб белый (ломтики) | 4,873 | 3,802 | 8,675 |
Картофель (пюре) | 9,248 | 3,687 | 12,935 |
Действительная поверхность сублимации