VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Сушка — термический процесс принудительного удаления жидкости из твёрдых, жидких веществ или их смесей с помощью испарения. Чаще всего в качестве удаляемой жидкости выступают влага или летучие органические растворители. При сушке изменяется теплопроводность материала, снижается его объемный вес и повышается прочность. Чем выше качество материала, тем больше возможность его использования. Это может быть обеспечено при соответствующем режиме процесса сушки, который должен проводиться при определенной температуре, давлении и относительной влажности сушильного агента. Режим сушки зависит от свойств высушиваемого материала. Сушка широко применяется в химической, химико-фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. В химической промышленности сушка обычно является завершающим процессом в производстве почти всех химических продуктов.

Цель сушки – улучшение качества веществ и материалов, подготовка их к переработке, использованию, транспортированию и хранению. Данный процесс часто является последней технологической операцией, предшествующей выпуску готового продукта. Именно поэтому оценка эффективности работы сушильного аппарата играет очень важную роль.

В ходе проведения эксперимента были получены следующие данные:

где признак х – время сушки в сек, признак у – содержание влаги, в % от веса сухого остатка.

Определим вид функциональной зависимости, отражающий влияние времени сушки в секундах на вес сухого остатка.

Построим график зависимости величин х и у. Мы видим, что зависимость получается нелинейной. Построив же график зависимости х и lnу, наблюдаем расположение точек вдоль некоторой прямой. Т.е. при У = ln у линейное уравнение У = А + Вх отражает нелинейную зависимость , где .

Определим значение коэффициентов А и В. Вычислим числовые характеристики: x̄ = 50,00167; ȳ = 2,288067; S_x²= 1679,76; S_xy = - 30,3695. Тогда , A = ȳ - В ∙ x̄ = 3,192081. Запишем уравнение линейной регрессии: У = 3,192081х - 0,01808. Тогда уравнение нелинейной регрессии будет иметь вид: у = 24,33902 ∙ 0,982083^х. Подставив значения хᵢ в полученное уравнение, найдем значения ỹᵢ, выравнивающие экспериментальные данные. Построим диаграмму рассеяния и полученную линию регрессии.

Полученная модель позволяет определять значения содержания влаги в зависимости от времени сушки для любых начальных данных. Однако, не следует брать значения для прогноза, выходящие за рамки размаха вариационного ряда более чем на 10-15%, так как в этом случае ошибка прогноза резко возрастает.

Литература:

• Антипина С.Г. Основы хемометрики. Часть 1. Прикладная статистика для химиков-технологов: учеб. пособие / С.Г. Антипина, В.Ф. Каблов; ВПИ (филиал) ВолгГТУ. – Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2013. – 140 с.

• Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. – М.: Изд-во «Химия», 1970 г. – 432 с.