CONTENIDO DE HUMEDAD DE EQUILIBRIO DE GRANO

CONTENIDO DE HUMEDAD DE EQUILIBRIO DE GRANO

El concepto del contenido de humedad de equilibrio (EMC) es importante en el estudio de grano secante porque el EMC determina el contenido de humedad mínimo a cual el grano sera secado bajo un paquete de condiciones de secado. El EMC de grano es definido como el contenido de humedad del material después de que ha sido expuesto a un ambiente particular durante un período infinitamente largo del tiempo. O bien, el EMC puede ser definido como el contenido de humedad en el cual la presión de vapor de producto interna está en el equilibrio con la presión de vapor del ambiente así como en las especies, variedad, y madurez del grano. esta sección considera los valores de EMC de los granos principales.  Además, varias ecuaciones de predicción EMC son examinadas.

Ya que el interés principal a este libro está  enfocado en la humedad desorción (secante) más bien que en la adsorción de humedad, las primeras secciones de este capítulo pertenecen a características desorción de granos a menos que expresamente no mencionado por otra parte.

VALORES DE EMC

Cada grano muestra una presión característica de vapor de agua en una cierta temperatura y contenido de humedad. Por ejemplo, en 30 ° C (86 ° F) y 16 % contenido de humedad, base humedad, la presión de vapor de la humedad en el trigo es 3061.0 Pa (0.444 psi), mientras que en la avena es 3289.0 Pa (0.477 psi). Así, la presión de vapor de un grano de cereal en varios contenido de humedad y temperaturas determina si esto va a de sorberse (perder) o adsorberse (ganan) la humedad cuando  es expuesto al aire húmedo.

Ahora suponga el trigo y la avena colocada en un ambiente de aire húmedo de 30 ° C (86°F) y 75 % humedad relativa. De las ecuaciones siclo métricas en el capítulo 3 del vapor,  la presión de vapor de agua en el aire en estas condiciones encontrada sera 3178.0 Pa (0.461 psi). Por lo tanto, el trigo adsorbe la humedad porque su presión de vapor (3061.0 Papá (0.444 psi)) es menos que el del aire húmedo, mientras que la avena pierde la humedad porque su presión de vapor (3289.0 Papá (0.477 psi)) es mayor.

Cuando la presión de vapor del agua en un grano es igual a la presión de vapor de agua del aire circundante, el contenido de humedad del grano es igual al contenido de humedad de equilibrio. Declarado diferentemente, el EMC es el contenido de humedad alcanzado por un producto higroscópico después de que su presión de vapor ha alcanzado el equilibrio con el aire circundante. La humedad relativa del aire circundante del grano de cereal esta en equilibrio con el ambiente es llamada la humedad relativa de equilibrio.

A causa de la importancia práctica del contenido de humedad de equilibrio en secar granos de cereal, el equilibrio de humedad ha sido determinado experimentalmente para muchas especies de grano. Los valores específicos obtenidos de la literatura son tabulados en la tabla  4-1. De vario grano (p.ej, maíz y trigo) varios valores son puestos en una lista para las mismas condiciones ambientales (temperatura y humedad). La variación en valores de ECM es causada por una diferencia en (1) la variedad de grano, (2) la madurez de grano, (3) la historia de grano, (4) la humedad relativa que mide la técnica, (y 5) el método de determinación EMC. Hay una carencia de valores de EMC en humedades relativas por encima del 98% porque el modelo se desarrolla antes de que el equilibrio sea alcanzado.

Las variedades de grano se diferencian ligeramente en sus análisis químicos. El mismo es verdadero para granos de madurez diferente. Un cambio de la composición química o de la historia del producto puede afectar el EMC de un producto biológico considerablemente. Secar artificial baja el EMC del maíz por 0.5% a 1.0% a consecuencia de cambios químicos leves que ocurren durante el proceso secante cuando los granos alcanzan temperaturas por encima de 60°C (140°F). El EMC de grano también depende de su desorción EMC es hablado más tarde en el capítulo.

Los granos con un contenido del aceite alto están en el equilibrio con un juego dado de condiciones de aire en un contenido de humedad inferior que son semillas altas en el contenido de almidón. La tabla 4-1 muestra, por ejemplo, que en 25°C (77°F) y 70% sojas de humedad relativas tienen un EMC de 11.5% y granos de trigo un EMC de 13.9%. Así, para el almacenamiento seguro, las sojas deberían ser almacenadas en contenido de humedad inferiores que el trigo y otros granos almidonados.

El pariente muy alto humedece la variedad (> 95%) donde la condensación capilar ocurre. Incluso en esta variedad de humedad la ecuación de kelvin da resultados cuestionables debido al comportamiento no ideal de la humedad en los microporos de un grano de grano. sin embargo, la ecuación de kelvin es útil para interpretar el efecto de histéresis en el grano de cereal.

LA ECUACIÓN DE LANGMUIR

el modelo cinético clásico de la adsorción desarrollada por langmuir (1918) explica la adsorción de una monocapa del vapor de echar agua en las superficies internas de un grano de grano en términos de fuerzas químicas desequilibradas. La ecuación de Sistema Monetario Europeo es sacada de un saldo de la evaporación y los precios de condensación del vapor. La ecuación de isoterma langmunir es del de

ecuadion (4.2)

donde V es el volumen del vapor de echar agua absorbido isotérmicamente por el grano en la presión de vapor PV, VM es el volumen de vapor adsorbido cuando la superficie interna es totalmente cubierta de una monocapa de moléculas, y b es un dependiente constante en la temperatura y tipo de sólido (p.ej, grano).

El langmuir EMC ecuación no es válido para granos de cereal porque el modelo físico no explica la interacción entre las moléculas de echar agua desorbed o para la adsorción de múltiples capas. A pesar de la limitación de la ecuación languir, es importante en el grano secante porque esto sirve como un punto de partida en la derivación de varia ecuación EMC semiteórica con frecuencia usada de granos de cereal.

ECUACIÓN DE BET

brunauer, emmett, y cajero (1938) propuso la llamada ecuación de BET para absortion. molecular de múltiples capas también basado en la energía cinética. En el modelo las superficies internas de un grano de grano son consideradas como una serie de sitios de absorción específicos, cada sitio siendo capaz de adsorber más de una molécula de echar agua.

Ecuación (4-3)

La ecuación de BET puede ser escrita como donde c es una constante relacionada con el calor de la absorción del vapor de echar agua (iglesias et al. 1975). las otras cantidades son definidas en las ecuaciones EMC anteriores. La ecuación de BET causa el sigmoid - espectáculo de curvas de tipo en la figura 4-1.

La ecuación de BET sólo ha predicho con éxito valores de EMC de granos abajo 20 y base (pixton y 1983 howe).

ECUACION DE HARKINS – JURA

varios modelos de EMC están basados en el concepto de un campo potencial eléctrico que existe encima de las superficies de un sólido. Puede pensarse el trabajo total requerido adsorber (o desorb) que una molécula es igual a la suma del trabajo requerido para una molécula de vapor vencer la fuerza de campaña, más el trabajo de condensación. el harkins y Jura (1944) propusieron la ecuación EMC siguiente basada en la teoría potencial:

...