Описание экспериментальной установки и

4. Описание экспериментальной установки и

методики эксперимента

Схема экспериментальной установки представлена на рис.17.

 

 

а

б

Рис.17 .Схема экспериментальной установки (а) и пульт управления режимами сушки (б): 1 - корпус сушилки; 2 – ИК – излучатель; 3 – СВЧ - излучатель; 4 – исследуемый материал; 5 – конвектор; 6 - тензометрические весы; 7 – датчик температуры; 8 – дверца сушилки; 9 – дисплей; 10 – установка времени сушки;; 11 – режим комбинированной сушки (СВЧ + ИК излучатели); 12 - установка мощности СВЧ - излучателя; 13 – режим конвективной сушки с выбором температуры; 14, 15 – включение и отключение режима; 16 – режим предварительного прогрева с выбором температуры;17 – режим комбинированной сушки с выбором температуры (СВЧ – излучатель + вынужденная конвекция); 18 – режим ИК- сушки

 

Образец высушиваемого материала 4 помещается на чашку весового устройства 6 сушилки 1, в которой он может подвергаться раздельному или комбинированному воздействию СВЧ-излучения от источника электромагнитных волн 3, инфракрасному излучению от источника 2; конвективному тепловому воздействию теплого воздуха, поток которого создается конвектором 5. Изменение массы образца из-за удаления влаги регистрируется с помощью весового устройства 6. Аналоговый сигнал с тензометрического датчика весового устройства поступает в компьютерную систему измерений, обрабатывается в среде LabVIEW и регистрируется на графиках в этой же языковой среде.

Методика проведения эксперимента. Высушиваемый материал подвергается высушиванию пятью возможными способами, изложенными в табл. 1. Кривая сушки (изменение массы материала во времени) регистрируется компьютером вместе с показаниями всех других датчиков (рис.18а). По кривой сушки (методом графического дифференцирования) строится по уравнению (7) кривая зависимости интенсивности сушки от времени сушки.

,                                      (7)

где m₀ и m - соответственно начальная и текущая массы материала, г; τ – текущее время сушки, с; F – площадь поверхности образца, см².

Типичный вид кривой показан на рис. 18б.

При построении кривой интенсивности сушки для определения скорости изменения массы образца dm/dτ может быть использовано уравнение аппроксимирующего полинома, коэффициенты которого (m₀, k₁, k₂….) выводятся на лицевую панель (рис. 18):

           (8)

Скорость изменения массы согласно (8) есть производная времени сушки:

,                            (9)

при этом интенсивность сушки в начальный момент времени ( ):

                                            (10)

Выражение (10) может быть использовано для определения начальной интенсивности сушки при построении кривой (б) методом графического дифференцирования.

Сравнивая полученные результаты для различных методов, делаются выводы о влиянии способа сушки и параметров техпроцесса на его интенсивность и применимость конкретного способа для сушки тех или иных продуктов.

Особое внимание в экспериментах обращается на выявление термодиффузии путем сравнения интенсивности процесса для экспериментов, различающихся температурой сушки. При резком повышении температуры интенсивность сушки может стать ниже уровня, соответствующего сушке при более низкой температуре.

Параметры эксперимента и результаты его обработки - в табл. 1.

Таблица 1