Календарь статей
«    Сентябрь 2020    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930 
Архив статей
Сентябрь 2020 (1)
Август 2020 (2)
Июль 2020 (3)
Июнь 2020 (8)
Май 2020 (4)
Апрель 2020 (5)


Яндекс.Метрика

Равновесная влажность зерна (часть 1)

Процесс сорбции, протекающий при каких-то определенных условиях, всегда завершается установлением состояния равновесия. Отсюда ясно, что каждому значению давления водяного пара в пространстве, окружающем коллоидную частицу, при одной и той же температуре соответствует определенное количество сорбируемой воды. Установившаяся влажность зерна при данных параметрах воздуха (его влажности и температуре) получила название равновесной.
Максимальная равновесная влажность зерна, устанавливающаяся при его содержании в воздухе, насыщенном водяными парами (относительная влажность равняется 100%), является тем пределом ее, до которого зерно может сорбировать пары воды из воздуха. Дальнейшее увлажнение может происходить только за счет впитывания капельножидкой влаги.
Поскольку зерно содержит воду, вокруг него образуется оболочка из паров, упругость которых зависит от количества воды, ее связи с твердой фазой (т. е. веществами зерна) и температуры. Если рассматривать это явление в отношении зерновой массы, то оболочки из водяных паров, окружающие отдельные зерна, сливаются и в межзерновых пространствах устанавливается водяной пар, упругость которого соответствует влажности зерна и его температуре. Эти показатели в свою очередь находятся в определенной зависимости от температуры и влажности наружного воздуха.
Упругость пара над зерном и над всеми гигроскопическими телами бывает меньше, чем над свободной поверхностью воды при той же температуре, т. е. меньше, чем упругость насыщенного пара. Только при влажности зерна, соответствующей φ=100%, давление паров над его поверхностью отвечает давлению пара над свободной поверхностью воды (пара, насыщенного при данной температуре). Ниже максимальной равновесной влажности зерна (при φ=100%) и других гигроскопических тел давление паров воды над их поверхностью (при данной температуре) меньше давления пара над свободной поверхностью воды.
Это обстоятельство объясняется связью молекулы воды с твердой фазой зерна и понижением упругости насыщенного пара над вогнутыми менисками воды, заполняющей капилляры зерна.
С уменьшением влажности зерна упругость пара в межзерновых пространствах уменьшается. При постоянной температуре зависимость между влажностью зерна и упругостью пара выражается в виде изотермы сорбции; она и характеризует сорбционные свойства зерна. Упругость пара неодинакова над различными гигроскопическими веществами: она больше там, где меньше связь воды с твердой фазой вещества.
Упругость пара играет решающую рать в процессах влагообмена между гигроскопическим телом и воздухом атмосферы. Если зерна, содержащие гигроскопическую воду, поместить в атмосферу, совершенно свободную от водяных паров, и все время поддерживать ее в таком состоянии, т. е. удалять пары, выделяемые зерном, то вся вода из зерен постепенно испарится.
Зерна могут удерживать воду, только когда в окружающей среде имеется водяной пар, упругость которого равна упругости пара у поверхности зерна. В противном случае зерно увлажняется (если упругость пара у поверхности зерен меньше упругости пара окружающего воздуха) или подсыхает.
Так как воздух атмосферы всегда содержит то или иное количество паров воды, то при хранении зерновой массы влажность может изменяться, Выяснение зависимости между влажностью воздуха и влажностью зерна, т. е. установление равновесной влажности зерновой массы, является одним из важнейших практических вопросов, связанных с ее сорбционными свойствами. На основании изучения этих свойств научно обоснованы процессы сушки зерна различными методами.
Известно, что предельное содержание влаги в воздухе и соответствующая упругость пара, насыщающего пространство, находится в зависимости от температуры, С ее повышением значительно возрастает предельное количество водяных паров, необходимых для полного насыщения 1 м3 воздуха (увеличивается влагоемкость воздуха), и увеличивается упругость пара.
Чаще всего воздух атмосферы не обладает максимальной влажностью. Поэтому при хранении зерновой массы существенное значение имеет степень насыщения воздуха водяными парами, т. е. его относительная влажность.