Оқулық / К. Б. Байболов, Т. Қ. Құлажанов, Н. Б. Батырбаева

37 
 
2.
 
Уақыт бойынша процестің өтуі және ылғалдың ауысу заңдылығы 
 
Астықты  кептіру  процесі,  басқа,  түтікшелі-кеуекті  коллойдты  денелерге 
ұқсас,  оның  масса  алмастырғыш  ерекшелігіне  және  жеке  дәннің  құрылым-
механикалық  (реологиялық)  қасиеттеріне  тығыз  байланысты.  Жоғарыда 
келтірілгендей, астық қабатын кептіруде, қабаттың аэродинамикалық қасиеттері 
және құрылымы елеулі орын алады. 
Кептіру сызбасы дәннің ылғалының (ω
с
) уақыт (τ) бойы өзгеруін көрсетеді 
және  ω
с
  –  τ  координаттарын  құрайды.  Коллойдты-түтікшелі  дененің  типті 
кептіру сызығы сурет 18-де көрсетілген. Ординат өсіне дәннің ылғалы ω
с
 (құрғақ 
заттың массасына %-пен келтірілген), ал абсцисс– кептіру ұзақытығы τ.
 
 
 
Сурет 17. Коллойдты түтікшелі 
дененің кептіру сызығы
.
Сурет 18. Кептірудің ылғалға 
тәуелділігі: 1-тері; 2-қағаз; 3- торф.
Процестің  басында,  астық  толық  қызбаған  мезгілде,  ылғал  бір  қалыпты 
кемиді.  Содан  кейін  ылғалдың  азаюы  түзу  сызық  бойы  өтеді,  яғни  бірдей 
периодта  ылғал  бірдей  мөлшерге  төмендейді.  Осы  период  тұрақты  кептіру 
жылдамдығына жатады, ылғал аумалы-төкпелі жағдайға к
1 
нүктесіне жеткенше, 
процесс осылай жүреді, одан әрі кебу жылдамдығы тежеледі. Ол графикте k
1,
 k
2 
кесіндісіне тең, осы кесінді процестің соңында горизонтальға жақындап, тепе-
теңдік  ылғалды  сипаттайды,  осы  кезде  кептіру  жылдамдығы  нөльге  теңеледі, 
яғни процестің  аяқталғанын білдіреді. Кептіру жылдамдығы дәндегі ылғалдың 
(құрғақ массаға, %) белгілі уақытта 
𝑑𝜔
с
𝑑
τ
 % сағ. өзгеруімен анықталады. 
Теңдеу  бойынша  кептіру  жылдамдығының  бір1-нан;  2-дән;  3-керамика  
теңдеу 
бойынша 
кептіру 
жылдамдығының 
материалдың 
ылғалына 
байланыстығын  сипаттайтын  тәуелділік  сурет  19-да  көрсетілген.  Суреттегі 
кептіру  жылдамдығы  сызығында  үш  периодты  байқауға  болады: 
қыздыру  - 
 
кептіру  жылдамдығы  өседі;  тұрақты  жылдамдық  (горизонталь  түзу)  және 
жылдамдықтың төмендеуі (бәсеңдейтін сызық). 
 

38 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Сурет 19. Кептіру жылдамдығының ылғалға тәуелділігі. 
 
  
Дененің қасиетіне және ылғалдың байланыс түріне байланысты бәсеңдейтін 
сызықтың табиғаты бірдей болмайды.   
Тері,  қағаз,  керамикалық  заттардың  (1,  2,  3)  кептіру  сызығы  бойынша  k
1 
аумалы нүктесінде, ал нан, астық, торф және т.б. материалдардың кебуін екінші 
нүкте  k
2 
сипаттайды.  Олар  адсорбциалы  байланысқан  ылғалдың  кебуінің 
басталуын көрсетеді. 
Жұқа  1  және  қалың  2  материалдардың,  конвективті  әдіспен  кептіруде, 
температурасының өзгеру графигі сурет 19-да келтірілген. Процестің алғашында 
дән  бетінің  температурасы  көтеріліп,  термометрдің  ылғал  көрсеткішіне  тез 
жетеді.  Кептірудің  тұрақты  жылдамдығында,    дәнге  берілетін  барлық  жылу, 
ылғалды  ұшыру  үшін  жұмсалады.  Сол  кезеңде  дән  қызбайды  (көп  жағдайда), 
оның  температурасы  буланған  сұйықпен  бірдей  болады.  Ылғалдың  бір 
мәнінде,бірінші аумалы ылғал  ω
ск
1
  деп аталатын кесінді, кептіру жылдамдығы 
төмендейді де екінші процесс басталады, ол кептіру жылдамдығының бәсеңдеуін 
көрсетеді. 
 
 
Сурет 
20. 
Түрлі 
материалдарды 
кептірудің  температуралық  сызығы:  1-
майда түйірлі; 2-ірі түйірлі. 
Егер, 
дәннің 
ішкі 
құрылысындағы  ылғал  буланса,  
яғни  ылғал  сұйық  немесе 
жарым-жартылай  бу  түрінде 
жылжыса, 
онда 
іштегі 
температура 
сырттағыдан 
төмен, 
яғни 
температура 
градиенті  орын  алады.    Егер 
ылғал 
градиенті 
және 
температуралық 
градиент 
бағытымен үйлессе, онда ылғал 
ағымы  бағыты  да  үйлеседі, 
нәтижесіде 
жалпы 
ылғал 
ағымын құрайды. 

39 
 
Ылғал  өткізгіштіктің  жалпы  қарқындылығын  келесі  формуламен 
сипаттайды: 
 
𝑞
м
= −𝛼
м
𝜌
0
∇𝑈 − 𝛼
м
𝜌
0 
𝛿∇𝜃 ,
                                 (1-42)  
 
мұндағы:
𝑞
м
 – дәннің ішіндегі ылғал ағымының қарқындылығы; 
𝛼
м
  –  ылғалдың  диффузиялық  коэффициенті  (ылғалдың  өткізгіштік 
потенциалы); 
𝜌
0
  – дәннің құрғақ затының тығыздығы; 
∇
θ  – дәннің температурасының градиенті; 
∇
U – ылғал ұстағыш градиент; 
𝛿
 – термоградиентті коэффициент; 
Дәнде  ылғал  ұстағыштықтың  ауытқуы  оның  бетіндегі  ылғалдың  ұшуына 
байланысты,  осының  әсерінен  ылғал  сұйық  түрінде  және  ішкі  қабаттан  бу 
ретінде  жылжиды.  Осындай  құбылыс 
ылғал  өткізгіштік  деп  аталады, 
оның 
қарқындылығын    1-42  формуламен  есептейді.  Ондағы  «минус»  белгісі  ылғал 
ағымының  ылғал  ұстағыш  градиентіне  қарсы  бағытын  көрсетеді.    Кептіру 
процесінде  пайда  болған  жоғарғы  температуралық  градиент  ылғалдың  жылжу 
механизіміне  үлкен  әсерін  тигізеді.  Дәндегі  ылғалдың  қозғалуына  ылғал 
ұстағыш градиенті әсерімен  бірге температура градиенті де ықпалын тигізеді. 
Осы  құбылысты 
жылу-ылғал  өткізгіштік 
деп  атайды.  Ылғал,  температура 
градиентіне қарсы, жылу ағымы бағытымен қозғалады. Ж
ылу-ылғал өткізгіштік
 
қарқындылығын  (1-42)  формуласының  екінші  мүшесімен  анықтайды.  Егер, 
ылғал  ағымы  кері  бағытта  болса,  онда  қосынды  ағымның  бағыты  ылғал 
өткізгіштік пен жылу-ылғал өткізгіштік күш қатынастарына тәуелді келеді.  
Ылғалдың  кебуі  және  дәннің  бетінің  кызуы  әсерінен  оның  ішінде  ылғал 
ұстағыш градиенті пайда болады, ол сырт беттен ішке бағытталады, осы кезде 
температуралық градиент ортадан дәннің бетіне қозғалады. Сондықтан да ылғал 
ағымы  кері  бағытқа  ұмтылады:  ылғал,  ылғал  өткізгіштіктің  болуына 
байланысты,  ортадан  дәннің  бетіне  және  жылу-ылғал  өткізгіштік  әсерінен  
сыртқы беттен ортаға бағытталады. Ережеге сәйкес, ылғал өткізгіштік себебінен, 
ағым, екінші ағыммен салыстырғанда, қарқындылау өтеді, және ылғал ортадан 
оның бетіне қозғалады, яғни ылғал ұстағыштығы аз бағытқа. 
Конвективті кептіруде жылу-ылғал өткізгіштік қарқындылықты тежейді. 
Егер  температуралық  градиент  мәні  көп  болмаса,  онда  жылу-ылғал 
өткізггіштік  әсерін  елемеуге  болады,  кері  болса,  онда  ылғал  дәннің  бетінен 
ортасына жылжиды. 
Алғашқы кептіру периодында (тұрақты жылдамдықта) астық массасының 
қасиеттерінің  (қуыстылығы,  қабаттың  газды  кедергісі,  сусымалдығы)  мәні  өте 
зор.  Процестің  келесі  белесінде,  оның  белсенділігі,  астық  массасының 
қасиеттерімен  емес,  құрылымы  және  дақылдың  химиялық  құрамы,  тірі 
организмдер және өтетін биологиялық процестер әсеріне байланысты. Алғашқы 
кептіруде  қолданған  жоғарғы  температура  жүйенің  ылғал  өткізгіштігін  бұзуы 
мүмкін, сонда дәннің қабығы шыңдалады. 

40 
 
Жоғары  режимдерде  кепкен  дәннің  сыртқы  ткандары,  ішкі  ткандармен 
салыстырғанда, тезірек нығыздалады. Дәннің сыртқы ткандарының макро және 
микро  түтікшелерінің  тез  қысылуы  әсерінен  ылғалдың  ішкі  бөлігінен  сыртқа 
қозғалуы  тежеліп,  бидайда  деструкциялық  өзгерістер  пайда  болады.  Жылдам 
құрғау нәтижесінде ұрықтық бүршік және дәннің ортадағы түбіршіктерінің басқа 
бөлшектерден бөлінуі пайда болады. Дәндегі ылғалдың жылжуына ылғал ұстау 
градиенті  немесе  температура  градиенті  әсерін  тигізеді.  Ұрықтық  бүршіктің, 
басқа  бөлшектермен  салыстырғанда,  ылғал  сіңіргіштігі  (гигроскопичность) 
жоғары,  сондықтан  ылғалдың  көп  мөлшері  дәннің  ішіне  сіңіріледі  немесе, 
кептіруде, бұршікке жақын орналасқан ткандар арқылы буланып, сыртқа ұшады. 
Температура  өскенде,  қабықтары  арқылы,  ылғалдың  жылжуы  артады.  Дәннің 
қатты  эндоспермдегі  ылғал  интермолекулалық  (сұйықтағы  тұзға  ұқсас) 
қозғалысты  иемденіп,  микро  және  макро  түтікшелер  арқылы  жылжиды,    ал 
эндоспермде микро сызаттар пайда болса, онда ылғал осы сызаттармен көшеді 
деуге толық мүмкіндік бар. 
 

жүктеу 4,28 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: