Рабочая линия, линия равновесия, число ступеней концентрации.

Рассмотрим массообменный процесс, происходящий в противоточном аппарате непрерывного действия.

Пусть в фазе G концентрация компонента уменьшается от y_н, кг/кг до y_к, кг/кг, а в фазе L, концентрация соответственно увеличивается от x_н, кг/кг до x_к, кг/кг. На бесконечно малом элементе dF фазового контакта материальный баланс выразиться уравнением dM = G dy = L dx.

После интегрирования получим уравнение материального баланса для всей поверхности фазового контакта

M = G(Y_н-Y_к) = L(X_к-X_н).

Для произвольного сечения аппарата, где концентрации равны y и x получим

G(Y‑ Y_к) = L(X‑ X_н)

откуда

Y = (L/G) X + (GY_к —X_н)/G.

Это уравнение называется уравнением рабочей линии и показывает, что концентрация вдоль поверхности меняется по линейному закону.

Рассмотрим пример построения рабочей линии массообменного аппарата. Точке «А» соответствует концентрация в верхнем сечении аппарата y_н и x_к; в точке «В» - в нижнем сечении - y_к и x_н. Линия ОЕ - равновесная линия. Если рабочая линия находится над линией равновесия, то концентрация компонента в газовой фазе для любой точки (точка С) будет выше равновесной: y_с > y_сР, а в жидкой - ниже равновесной x_с < x_сР. следовательно, этот компонент из газовой фазы будут переходить в жидкую фазу.

Если рабочая линия расположена под линией равновесия, то для
любой точки y _с < y _сР и x _с > x _сР, следовательно компонент из жидкой фазы будет переходить в газовую. Т.е. по расположению рабочей линии можно судить о направлении процесса. По таким диаграммам можно определять основные параметры процесса.

Сушка и копчение. Основные понятия и определения.

Сушка —способ консервирования путем тепловой обработки продукции при котором удаляется значительное количество влаги, что замедляет жизнедеятельность бактерий и повышает сроки хранения. При копчении процесс сушки сопровождается замещением удаленной влаги компонентами дыма, обладающими антисептическими свойствами, это повышает стойкость продуктов при хранении и придает им специфический ароматный вкус.

В качестве сушильных агентов при сушке применяются воздух и дымовые газы. Для сушки пищевой продукции применяют только воздух. Для копчения продуктов применяют дымовоздушную смесь. При этом дым вырабатывается в устройствах называемых дымогенераторами.

Влага, находящаяся в продукте, подразделяется на несвязанную (поверхностную и капилярную) и связанную (осмотическую и химическую). При сушке и копчении удаляется несвязанная влага.

Химически связанная влага представляет собой прочно связанную с материалом в точных количественных соотношениях. Как правило химически связанная влага при сушке не удаляется.

Физико-химическими силами связана адсорбционная и осмотическая влага. Адсорбционная влага асорбируется поверхностью капиляров. В процессе сушки адсорбционная влага удаляется лишь частично. Осмотическая влага, находящаяся внутри клеток, удаляется быстрее адсорбционной.

Физико-механически удерживается влага внутри капилляров (капиллярная) и на поверхности материала (поверхностная). Эта влага обладает наименьшей энергией связи и называется свободной или несвязанной и удаляется из продукта в первую очередь.

Сушка осуществляется двумя основными способами:

нагреванием влажных материалов через твердую непроницаемую перегородку или контактной сушкой;

нагреванием влажных материалов путем непосредственного контакта с теплоносителем или газовая и воздушная конвективная сушка.

Иногда тепло подводится материалу токами высокой частоты (диэлектрическая сушка) или инфракрасными лучами (инфракрасная сушка). Сушка при глубоком вакууме в условиях отрицательных температур называется сублимационной сушкой. Для рыбной промышленности характерна одна из разновидностей сушки —вяление —медленное подсушивание и созревание слабосоленой рыбы при температуре сушильного агента не выше 35^оС.