Отделение молекулярной сушки пасты нистатина с разработкой процесса самозамораживания продукта, страница 13

Результаты расчета по данной модели показали, что при использовании в качестве движущей силы испарения выражения (1) время самозамораживания материала составило 20 часов, при использовании выражения (3) 12 минут при откачки вакуум-насосом ДВН-500 и 36 минут при использовании насоса ВН-60, что хорошо согласуется с литературными данными по самозамораживанию материалов:

Таким образом, мы предлагаем что  при расчете процесса самозамораживания материала в период предварительной откачки влажного воздуха в качестве движущей силы следует использовать выражение (1), в период откачки паров через конденсатор и замораживания материала уравнение (3), в котором давление Р_м определяется давлением предидущей стадии промывки материала на фильтр-прессе.

Интенсивность испарения по уравнению (2) составляет 6,8×10^-3кг/(м²×с); при использовании коэффициента испарения в неподвижный воздух b=6,3×10^-6кг/(м²×с×мм.рт.ст.) и выражения (3) составляет 4,7×10^-3кг/(м²×с).

Данная модель позволяет рассчитывать основные технологические параметры процесса: давление в сушильной камере, температуру материала и влажного воздуха, массу влажного материала и количество испаренной влаги.

Результаты расчета по модели (53)¸(61) с начальными условиями (44) при коэффициенте теплоотдачи от влажного воздуха к материалу α=23,28 Вт/(м²К) и коэффициенте испарения β=6,3·10^-6 кг/(м²·с·мм.рт.ст.) /1/ представлены на рис.  10÷17.

Анализ результатов показал, что на момент времени откачки 1800 с. в системе устанавливается минимальное остаточное давление 15,787 мм.рт.ст., давление водяных паров составляет 15,382 мм.рт.ст. Начиная с этого момента времени для достижения необходимой величины вакуума дальнейшую откачку влажного воздуха необходимо проводить через конденсатор – замораживатель.

На этом же этапе была проведена проверка модели  при коэффициентах тепло и массоотдачи равных нулю (α, β). Πезультаты расчетов  на конечное время 1500 с. представлены на рис. 18÷25 и полностью совпадают с газодинамической моделью.

Моделирование процесса предварительной откачки паров при включении конденсатора – замораживателя.

Метод вакуумной конденсации широко применяется для откачки паров /3/. Причем, при конденсации откачиваемого пара на охлаждаемой поверхности, такой конденсатор играет, по существу, роль насоса для откачки данного газа, а степень создаваемого разряжения определяется температурой холодильного агента, применяемого для конденсации. Конденсатор присоединяется к системе последовательно с вакуумным насосом. При этом откачиваемый пар остается в конденсаторе, переходя в твердую фазу, а неконденсирующийся газ удаляется вакуумным насосом. Давление пара в конденсаторе при условии полной его конденсации соответствует давлению насыщения при температуре охлаждаемой поверхности, несконденсировавшаяся часть пара откачивается вакуумным насосом наравне с неконденсирующимся газом.

Математическая модель организации такого процесса основывается на системе уравнений (53)¸(61).Однако, так как в  конденсаторе происходит полная конденсация испарившейся из материала влаги, то в уравнении материального баланса по пару (45) исчезает массовый поток β(р_н-р_п)F, а уравнении (52) тепловой β(р_н-р_п)FС_впТ_м  (расчет такого конденсатора приводится ниже). Последнее приводит к изменению уравнений модели (47)÷(48), (52).

Материальный баланс для водяного пара в сушильной камере:

                                              .                                                  (62)

Материальный баланс по абсолютно сухому воздуху:

                                              .                                         (63)