Теоретические основы сушки (часть 2)

При наличии разницы температур (температурного градиента) вода будет перемещаться за счет термодиффузии. Жидкость в Капилляре из-за снижения поверхностного натяжения при нагреве будет перемещаться от участка более нагретого к холодному (движение жидкости за счет разницы температур называется термовлагопроводностью).
При низких температурах сушки (холодное копчение, сушка колбас и др.) температурный градиент невелик, поэтому термовлагопроводность почти не оказывает влияния, а передвижение воды происходит за счет градиента влажности.
Обезвоживание продукта с фазовым переходом жидкости состоит из трех элементов массопереноса: парообразование на поверхности материала или глубине его; переноса образовавшихся паров во внешнюю среду через пограничный слой (внешней диффузии); переноса влаги внутри материала к его поверхности (внутренней диффузии). При этом, если парообразование происходит на поверхности, влага внутри материала перемещается в виде жидкости, а если в глубине, то от поверхности испарения к поверхности материала в виде пара.
Следовательно, ход сушки зависит от скорости фазового превращения влаги, от механизма и скорости перемещения влаги внутри материала и от скорости его перехода в окружающую среду через пограничный слой. Таким образом, он обусловлен тепло- и влагообменом внутри материала и вне его — в пограничном слое. В совокупности эти процессы определяют:
- длительность сушки;
- изменение первоначального объема (усадка):
- изменение потребительских свойств.
Взаимодействие влажного материала с окружающим воздухом может происходить в двух направлениях:
- если парциальное давление пара у поверхности материала Pm больше, чем парциальное давление пара в воздухе Pn (Рm > Pn), то будет происходить процесс испарения (десорбция);
- если Pm < Pn , то материал будет увлажняться за счет поглощения пара из окружающего воздуха.
Сушка считается законченной, когда наступает динамическое равновесие и Pm = Pn; влажность материала, соответствующая этому периоду, называется равновесной влажностью Wp. Наглядно представить кинетику процесса сушки и скорость его протекания позволяют кривые сушки (рис. 12.1).