ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ВЗРЫВНОГО ИСПАРЕНИЯ ВОДЫ В ЭКСТРУДЕРЕ С ВАКУУМНОЙ КАМЕРОЙ

Аннотация

На сегодняшний день продуктов, выпускаемых на основе сырья растительного происхождения с помощью термопластической экструзии выпускается очень много, начиная от сухих завтраков и заканчивая кормами для животных. Из всех макроструктур, пористая представляет наибольший интерес при производстве функциональных добавок к хлебобулочной продукции. Для получения экструдатов пористой макроструктуры используют короткие неохлаждаемые фильеры, при выходе расплава через такую фильеру происходит резкий сброс давления, что приводит к взрывному испарению воды и образованию пористой макроструктуры. При определении характеристик взрыва наибольшие трудности возникают при рассмотрении процесса перехода жидкости в перегретое состояние и следующего за ним детонационного вскипания жидкости. При испарении жидкости большая часть теплой энергии, потраченной на перегрев жидкости, преобразуется в механическую энергию сжатия и кинетическую энергию движущейся парожидкостной смеси, за счет чего и получается пористая структура. Кроме взрывного испарения свободной воды влажность экструдата уменьшается за счет сушки путем конвективного массообмена. Опираясь на уравнения первого закона Фика, состояния идеального газа и теорию подобия был рассчитан конвективный массообмен влаги в атмосферных условиях экструдирования и при применении вакуумной камеры экструдера. При этом скорость испарения влаги с поверхности экструдируемого продукта при использовании вакуумной камеры возрастает примерно в 30 раз, что оправдывает ее применение для увеличения скорости сушки экструдата и увеличению его пористости вследствие взрывного испарения воды при увеличенном градиенте давления между камерами.