Тақырып: тығыз қозғалмайтын қабатта кептіру

Тығыз қозғалмайтын қабат қасиеті әрқашанда дәнде келтіреледі. Кептіру агентінмен жуылатын дән беті өзгеріссіз. Кептіру интенсивтігі қозғалмайтын қабатта маңызды мөлшерде бидай мен кептіру агентінің ішкі жылу және ылғал алмасуымен анықталып бидай аралық кеңістіктен су буын әкетеді.

Тығыз қозғалмайтын қабатта кептіру кезінде қабаттың барлық қалыңдығында бидай ылғалдылығының төмендеуі бірақ жүрмейді, зоналар бойынша: басында кептіру агентінің кіру жағынан себу қабаты кебеді және кептіру зонасы ақырындап орта қабатқа ауысады, содан кейін орта қабат кебеді,ал кептіру зоналары ары қарай ауысады. Қабатты вертикаль бойынша үрлеуде төменгі қабаттың ылғалдылығы сол уақыттан бастап төмендейді. Ортаңғы мен жоғарғы қабаттың ылғалдылығы алғашқы уақытта аз ғана өзгереді. Бастапқы ылғалдылық пен температура тәуелділігі бидай мен кептіру агентін бірегеше рет жоғарлатады (1-1,5 %), өзгеріс немесе аздау төмендетілген болып қалады. Төменгі қабатты кептіру, бұл кезеңде кептіру ерекше интенсивті өтеді.

Кептіру зонасы ортаңғы қабатқа жеткенде, төменгі қабатты кептіру бұл уақытта аяқталады. Енді ортаңғы қабатты кептіру интенсивті өтеді, ал сондан кейін жоғарғы.

Мұндай кептіру тәсіліне жоғарғы және тәменгі қабат ылғалдылығының әркелкілігі тән, ұзақ уақыт кептіру кезінде аңғарылады. Тек қана жоғары қабат кепкенде, бұл әркелкілік қысқарылады. Төменгі немесе ортаңғы қабат үйіндісі ұзақ уақыт кептіру агентімен байланыста болады және оның ылғалдылығын қалыптывесқа жақыдатады. Сондықтан бидайды қатты кептіріп тастамау үшін қатысты ылғалдылығы 55-65% кептіру агенті қолданады, бидай ылғалдылығы 12-14% келуі керек. Бидайдыкептіруде қозғалмайтын қабатта кептіру агентінің температурасы қатаң шектеледі. Ол ереже бойынша бидайды кептіруде талап етілетін шарттан ауыспауы керек. Осыған байланысты кептіру процесі ұзақ және кептіру зонасы барлық қабатты басып алғанша дейін жүреді. Кептіру зонасының қабатынан өту жылдамдығы кептіру агенті мен бидай ылғалдылығының параметрлерінің тәуелді.

Кептіру агентінің қозғалмайтын қабаттан өтуі, оның параметрлерінің уақыт бойынша осыған байланысты ылғалдылық пен бидай температурасы өзгереді.

Қозғалмайтын қабатты үрлеу қалыңдығын бастапқы бидай ылғалдылығының тәуелділігімен алынады. Әдетте ол 0,6-1,5м аралығынды болады, бірақ кейде ол 3,5 м дейін жеткізеді. Бірақ қабат қалыңдығында оның керілуі кезде өседі.

Қозғалмайтын қабатқа біркелкі емес кептіру, бірнеше перидты бидай қабаты үрлеу бағының өзгеруі мүмкін. Кептіруде қабатты реверсивті үрлеу кезінде бірінші периодта (кептіру агенті төменнен жоғарғы қарай қозғалады) төменгі қабат кебеді, ал ортаңғының өлігін ғана кебеді. Кептіру агентінің бағытының қозғалысы өзгергеннен кейін жоғарғы қабат интенсивті кебеді, төменгі қабат кепкен сияқты солай бірінші периодта кебеді. Төменгі қабат ылғалдылығы бұл уақытта бірнеше рет артады (0,5-1% ке)

Ортаңғы қабат ылғалдылығы бұл уақытта өзгереді: басында төмендеуі ақырындайды, содан кейі ылғалдылықөсе бастайды, максимумға жетіп қайтадан төмендейді. Ортаңғы қабатта қисық кептіру кезінде «шолп» пайда болады, бұл келесідей түсіндіріледі. Кептіру агентінің төменнен жоғарғы қозғалысы кезінде үйіндінің төменгі бөлігінде кептіру зонасы пайда болады, ол тез арада жоғары қарай ауысады. Ол ақырындап ортаңғы қабатын басады. Кептіру агентінің бағыты қозғалысы өзгергеннен кептіру зонасы үйіндінің жоғарғы бөлігінде пайда болады. Кептіру агенті жоғарғы қабатқа өткенде, жоғары ылғалдылығы бар, дымқылданып, ылғалдылықтың аз бөлігін ортаңғы және аз мөлшерде төменгі қабатқа тасымалдайды, онда ол құрғақ бидаймен сіңіп, оның ылғалдылығы жоғарлайды.

Ылғалдылықтың аз «шолп» қарамасақ ортаңғы қабатты кептіру бағытының өзгерткен кейін кептіру агентінің қозғалысы ақырындайды. Нәтижесінде бұл процесте ортаңғы қабаттың ылғалдылығы жоғары, төменгі және жоғары қабатқа қарағанда. Кептіру режимін былай таңдайды, яғни қалған ылғалдылығы 2 % аспауы керек.

Гравитациялы- қозғалмалы тығыз қабатта кептіру.

Гравитациялы- қозғалмалы тығыз қабат кептіру камераны жоғары үздіксіз нәрі бидаймен құрылады және оның төменгі бөлігін таңдауда жасалады. Дегенмен қабат қозғалысында бөлек бидай бір-біріне қатысты араласады, олардың арасындағы байланыс сақталады. Активті беті жаңарады, бірақ оның үлкендігі барлық бидайдың суммарлы-геометриялық бетінен едәуір төмен болып қалады.

Бидай ауысуының орташа жылдамдылығы әдетте бірнеше мм/с аспайды. Дегенмен қабат кеңейді, оның шынылығы жоғарлайды, ол кептіру процесінің жылдамдылығына әкеледі. Егер қозғалмалы қабат әдейі конструктивті элементтерден тұрады. Мысалы көпқатарлы ауа бөлігіне каналдар жүйесінен онда тура бидай қиылысу легі көп рет өзгереді. Бұл бидайды араласуына әкеледі, сонымен қоса кептіру процесі тездетеді.

Бидайдың камерада ауысу жылдамдылығы, кептіру ұзақтығы, шығару немесе тиеу жабдықтар көмегімен басқарылады. Кептіру камерасында бидайдың болу уақытын кең кеңістікте өзгертуге болады.

Бидайды гравитациялы-қозғалмалы қабатта кептіру, қозғалтын қабатқы қарағанда кептіргіш агентінің одан да жоғары температурасын қолдануға болады.

Үрленетін қабат қалыңдығын кептіргіш камерасының конструкцияна байланысты 100-300 мм ауытқуында алады. Удельді тапсырыста кептіргіш агент 3500 ден 4000 м/(сағ*т). Кептіргіш агентінің үлкен удельді тапсырысы кептіру зонасының кеңістігін барлық қабатта үрленетін қабаттың өз қалыңдығын қамтамасыз етеді.

Гравитациялы-қозғалмалы қабатта кептіру практикада бірнеше нұсқауда жүргізіледі. Көбінесе кептіру нұсқауы шахтылы түрдегі аппарат ауабөлгіш қорабы бар кең тараған. Дән онда жоғарыдан төмен қарай қозғалады, кезегімен тураматік зоналармен, қарсытік немесе кептіргіш агентінің легімен үрленетін қиылыспа қабатында өтеді.

ВНИИЗЕ-де тәжірибелі жабдықтардың құрылған(физикалық модель) бидайдың кептіру процесін оригиналды өндірістік жабдықтарта жүргізіледі. Бидай қабатында қарама-қарсы тік-туратік үрлеудің араласуы кептіргіш агентінің бағытының өзгеруі құралда моделденеді.

Кептіргіш жылдамдылығы бидай ылғалдылығымен ылғал диффузиясының коэффициент пен ылғал алмасуына тәуелді, яғни кептіру процесі кезінде өзгереді. Кептіру жылдамдылығын бұндай шарттарда аналитикалық жолмен есептеу қиын, сондықтан техникалық есептеу үшін теңестіру қолданады:

Мұнда кептіру жылдамдығы %/мин

К- кептіру оэффициенті, %/мин

-қазіргі бидй ылғалдығы, %

-бидай ылғалдылығының тең массасы, %

Теңестіру интегралдағанда ауытқуда тен аламыз:

Немесе

Кептіру коэффициенті бидай қасиетінен және барлық процесс параметрлеріне тәуелді (температура, кептіру агентінің жылдамдылығы мен ылғалдылығы, бидай ылғалдылығы мен температурасы, үрленетін қабаттың қалыңдығы). Сондықтан кетіру ұзақтылығының теңестіруде бойынша есептеу кептіру коэффиентінің маңызын білу қажет тәжірибеде анықтау, кептіруде келтірілген дәнді дақылдардың кептіру режимы шартына келтіреді.

Инженерлі есептеуде сонымен қоса қисық кептіруде эмпирикалық,математикалқ жолмен алынған тәжірибелі өңделген мәлімдемелерде қолдануыға болады. Керек теңестірулер арнайы әдебиетте келтірілген.

Жалған сұйытылған қабатта кептіру.

Жалған сұйытылған қабат. Бидай қабатына аэродинамикалық немесе механикалық күштердің әсері дән аралықәлсіз байланыс анықталған шарттар бойынша жүргізіледі, қабат пороздылығы үлкейіп оның құрылымы жойылады. Басында тығыз қабат бозарданады, содан кейін барып жалған сұйылғанға өтеді, ал іщкі әсерінен көлемі үлкейеді. Бидай қабаттың бозаңдануында фаза бөлімінің шекарасында диффузионды және термиялық керілуі төмендейді, ол жылу және ылғал ауысуына интенсивтайды.

Жалған сұйытылған қабат өзінің отауын формальды оның кейбір қасиеті сұйық қасиетімен ұқсастығының арқасында алды.

Жалған сұйытылған қабат қабат гидродинамикасы қисық жалған сұйытылған көбірек сипаттайды, өзімен бірге ауа жылдамдылығынан қабаттың керілуіне тәуелді. Бидайдың тығыз қабаты жалған сұйытылған қалыпқа ауаның критикалық жылдамдылығына өтіп, мына формуламен анықтайды:

50<Re<1000 ауытқуда қолданады, мұнда Re - критерий Rейнольдса Ar-критерий Архимеда

Мұнда ауаның жылуылығы м/с

бидайдың диаметрінің эквиваленті, м

V-кинетикалық газдың вязкость м/с

Мұнда - бос құлаудың теңдігі, м/с

p -бидай тығыздығы, кг/м

p-газ тығыздығы, кг/м

Ауаның критикалық жылдамдылығы қабаттың керілуі максималды маңыздылығына жетеді, келесі жылдамдығының өсумен ол қабатта каналдардың құрылуына байланысты бірнеше рет кішіреп, сол арқылы ауаның бөлігі өтеді. Осыған байланысты жалған сұйытылған басында кейбір «өтпелі зона» байқалады, біркелкі емес қабат құрылымына және оның «тасуына» тұрақсыздылығына тән.

Қажетсіз механикалық ауысу кептіргіште кептіру процесін жалған сұйытылғаны 2ші стадияда қабатты энергетикалық ауысуы мен оның біркелкі «тасу» жүргізу қажет. Мұндай гидродинамикалық режимде барлық бидай кептіргіш агентінде жуылады.

Интенсивті араласу қорытындысында және қабат көлемінде дән байланысуында температураның тегістелуі жүреді. Жалған сұйытылған қабат өтпелі қасиеті бар, осыған байланысты кептіру процесін бидайдың ауысуын қосуға болды, орнынан кептіру камерасынан шығару орнын қосуға болады. Өздігінен ауысу қорытындысы интенсивті араласу кептіру камерасында дәннің болу қабатта әркелкі. Бұл қыздыру және бидайды кептірудің әркелкілігіне әкеледі.Қыздыру мен кептірудің біркелкілігінің ең жақсы қорытындысы бидайдың ақпаратта ұйымдастырылған түрде ауысады, кептіргіш камерасында дәннің болу уақыты алдын-ала қамтамасыз етеді. Мұндай жағдайда болу уақыты кең шекте басқырып, бидай ылғалдылығымен және таңдалған кептіру режиміне сәйкес келеді.

Бидайды кептіру кезіндегі жалған сұйытылған қабатта тұруының бір ерекшелігі, жылуалмасу газбөлгіш торының интенсивті жақында өтеді. Кептіру агентіне өту кезңнен бастап қабат температурасы ерекше тез кішірейді, ол 30-50 мм жоғарыда бидай температурасы бірдей болады. Осыған байланысты қыздыру процесін бөлек алынған бидайды келесі түрде көруімізге болады. Бидай қиын траекторияда қозғалыс жасай, қабаттың төменгі бөлігіне келесі уақытта түседі, жылуалмасу зонасында жылу кейбір көлемін алады. Содан ауа легімен лақтырылып, ол қабаттың жоғарғы бөлігіне түседі, онда ол басқа бидайды суығырақ бетіне қатысты жанасу арқасында аккумумерленген жылудың бөлігін жоғалтады. Осыған байланысты төменгі қабаттан бидайдың темпемтураны алуы активті жылуалмасу зонасына қайтадан келгенше төмендеп, жаңа жылу импульс алады. Тек солай бөлек бидай температурасы үздіксіз жоғарлайды, ал кейбір қисық толқын тәрізді максимумдар кезектесіп, минимум және максимум біртіндеп жоғарлайды. Жалпы бидайдың бидайдың қисық температурасы жоғарлауы өзімен көптеген қисық нүктелердің максимум және минимум аралығында орталығын білдіреді.

Бидай дәнінің кептіру жылдамдығын теңестіру арқылы анықтауға болады:

Мұнда - кептіру агентінің температурасы ° С

- коэффициент, кептіру агентінің температура функциясы болады

- бастапқы бидай ылғалдылығы, %

кептіру агентінің масслы жылдамдығы, кг/м

h-бидай қабаттың қалыңдығы м

γ-бидай үйіндісінің массасы, кг/м

Кептіру агентінің температурасы жоғарлауы кептіру процесі тездейді, бірақ бидай қызуын күшейтеді. Мысалы температураның 60 тан 140° С жоғарлауы. Кептіру жылдамдығы 2,5 есе бидайдың интенсивті қызуы 4 есе өседі. Ұқсас заңдылық және кептіру агентінің өзгеруінде алынады.

Жалған сұйытылған дамуы, қабат биіктігіне тәуелсіз, бидай қыздырудың біркелкілігін қамтамасыз етіп және кептіру агентінің өңделген температурасы бірдей.

Жалған сұйытылған қабатта кептіру бидай ылғалдылығының 3-4 % төмендеуі оның температурасы 55-60° С дейін жоғарлауымен келеді, келесі кептіру бидайдың қатты 0ызуына әкеледі. Осыған байланысты тұтастай циклді кептіру бидайды суыту, қыздыру циклін кезектесіп қолданады.

Кептіру циклінің ұзақтығы бидай температурасын мүмкін болатындай есептеп шектейді. Бидай қызуының ұзақтығын есептеу формуласы бастапқы температурадан тапсырылған температураны болады:

Мұнда - бидайдың меншікті жылу сыйымдылығы КДж\кгК

- меншікті жылусыйымдылықтың ылғалдылығы КДж\кгК

=

- оршаған ортада меншікті жылуды жоғалту кД/кг Бидайды жалған сұйытылған қабат тұтастай кептіру стадия басында бидайды қыздыру алдын-ала қолданады.

Бидайд қабатына жалған сұйытылған қалыпқа келуі, оған дірілдің тербелісі немесе қосымша ауа легінің әсері және діріл жолы әсер етеді. Дірілдің қолдануының ауа жылдамдығын төмендеу ін қиын қыстаудан төмен және ауа шығынын есептеу, қолданыстағы жылу санынан шығады.

Қабат қалпына тербеліс амплитудасы әсіресе әсер етеді, ол әртүрлі дәнді дақыл мәдениетте 2 мен 10 шегінде, ал тербеліс тазалығы 30-10 Гц шегінде болады.

Қолданылатын әдебиеттер:

1. Резчиков В.А., Налеев О.Н., Савченко С.В., Технология зерносушения. Учебник. Алматы, Изд. АтУ, 2000.

2. Гинзбург А.С., Основы теории и техники сушки пищевых продуктов, – М.: Пищевая промышленность, 1973.

3. Гинзбург А.С., Технология сушки пищевых продуктов, – М.: Пищевая промышленность, 1976.

4. Жидко В.И., Резчиков В.А., Зерносушение и зерносушилки, – М.: Колос, 1982г, -139с.