ВПЛИВ ВОЛОГОСТІ ТА ТЕМПЕРАТУРИ ЗЕРНА АМАРАНТУ НА ЙОГО ТЕПЛОФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Abstract

Проведення удосконалення та інтенсифікації процесів теплової і волого-теплової обробки зерна, а також вибір ефективних методів і оптимальних режимів процесу сушіння, створення конструкцій теплообмінних апаратів неможливі без урахування й аналізу теплофізичних властивостей зерна як об’єкта обробки. Відомо, що кількісною мірою теплофізичних властивостей продуктів і матеріалів, що безпосередньо визначає характер перебігу теплових процесів, є їхні теплофізичні характеристики (ТФХ) – питома теплоємність (с), коефіцієнти теплопровідності (λ), температуропровідності (а) та теплова активність (ε). У статті представлені результати дослідження теплофізичних властивостей зернової маси амаранту. Для визначення теплофізичних властивостей зерна амаранту з численних методів, що наведені у науковій літературі, обрали найпростіший зондовий метод вистигаючої пластини. Цей метод заснований на розв’язанні задачі про розповсюдження в необмеженому тілі температури, що віддається протягом деякого часу заздалегідь нагрітою пластиною. Визначено значення питомої теплоємності, коефіцієнтів теплопровідності, температуропровідності та теплової активності зерна амаранту у визначеному діапазоні вологості (9,4–19,6%) та температури (5–25°С). Проведено регресійний аналіз сумісної дії вказаних факторів із статистичною оцінкою отриманих результатів та запропоновано рівняння залежності теплофізичних характеристик зернової маси амаранту від його вологості та температури. Доведено, що коефіцієнти теплопровідності, температуропровідності та теплової активності зерна амаранту мають прямий зв’язок із його температурою та вологістю, тобто зі збільшенням вказаних факторів значення цих коефіцієнтів збільшуються у встановлених залежностях. Результати проведених експериментальних досліджень дають змогу надалі обґрунтувати оптимальні режими теплової обробки зерна амаранту, що має на меті забезпечити його надійне зберігання до наступної цільової переробки без погіршення показників якості.

The conduction of improvement and intensification of processes of thermal and humidity- thermal treatment of grain as well as a choice of effective methods and optimal conditions of drying processes and a creation of heat exchange machines is impossible without the consideration of analysis of grain thermophisical abilities as an object of a process. It is known, that the quantitative measure of thermophisical abilities of products and materials, that directly defines the manner of the heat treatment process is their thermophisical characteristics (TPC), that includes density of thermal capacity (c), index of thermal conductivity (λ), temperature conductivity (a), and thermal activity (ε). The results of thermophisical abilities of an amaranth grain mass research are given in the article. The simplest probe technique of cooling plates was chosen among the other techniques given in the scientific literature, to define thermophisical abilities of an amaranth grain. The technique is based on a solving a task with spreading the temperature in an unbounded body that evaporates during a period of time from the previously heated plate. The meaning of density of thermal capacity, the index of thermal conductivity, the temperature conductivity and thermal activity of amaranth grain in the defined range of humidity (9.4–19.6%) and the temperature (5–25°С) is defined. The regressive analysis of the given factors interaction with the statistic evaluation of the given results is conducted. The equation of dependence of thermophisical characteristics of an amaranth grain mass from its humidity and temperature is suggested. A direct connection of thermal conductivity, temperature conductivity and thermal activity indexes of amaranth grain with its temperature and humidity have been proved. Consequently, with the increase of the given factors the meaning of these indexes increases in the established relations. The results of the conducted experimental researches give an opportunity to substantiate optimal modes of thermal treatment of an amaranth grain, which has a goal to provide its safe preservation until the next intended treatment without the loss of qualities.