Плотность муки и ее теплофизические свойства
Рассмотрены значения истинной и насыпной плотности муки различных сортов (пшеничной, ржаной, кукурузной), а также ее теплофизические свойства в зависимости от температуры и влажности.
Плотность и насыпная плотность муки
Истинная плотность муки практически не зависит от ее сорта и составляет величину 1410…1460 кг/м3. Кукурузная мука имеет меньшую плотность, чем пшеничная и ржаная.
Насыпная плотность муки изменяется в зависимости от укладки (при плотной укладке муки насыпная плотность больше) и может находится в широком диапазоне — от 465 до 900 кг/м3.
Значения плотности и насыпной плотности пшеничной, ржаной и кукурузной муки при комнатной температуре и различной относительной влажности представлены в следующей таблице:
| Сорт муки | W, % | ρ, кг/м3 | W, % | ρн, кг/м3 при рыхлой укладке |
ρн, кг/м3 при плотной укладке |
|---|---|---|---|---|---|
| Пшеничная высшего сорта | 12,6 | 1460 | 12,6…15,6 | 677 | 770…900 |
| Пшеничная 1-го сорта | 13,6 | 1460 | 12,2…13,7 | 484…600 | 725…900 |
| Пшеничная 2-го сорта | 13,8 | 1440 | 13,8 | 473 | 770…900 |
| Ржаная обойная | 14 | 1450 | 14 | 465 | 770…900 |
| Кукурузная | — | 1409 | — | — | — |
Теплофизические свойства муки
Рассмотрены следующие теплофизические свойства муки:
- коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м·К);
- коэффициент температуропроводности а, м2/с;
- удельная массовая теплоемкость C, Дж/(кг·К).
Коэффициент теплопроводности муки практически не зависит от ее сорта и составляет величину 0,13…0,16 Вт/(м·К). Теплопроводность муки с повышением температуры и влажности увеличивается. Для коэффициента теплопроводности пшеничной муки высшего сорта (относительная влажность 14%) с насыпной плотностью 762 кг/м3 в интервале температуры -5…+35°С справедлива следующая формула:
λ = −0,016 + 0,00046Т,
где Т — температура в градусах Кельвина,
λ — коэффициент теплопроводности муки в размерности Вт/(м·К).
С повышением влажности теплопроводность муки увеличивается. При комнатной температуре и относительной влажности в диапазоне W=4…46% коэффициент теплопроводности муки (в размерности Вт/(м·К)) можно определить по следующим формулам:
для пшеничной муки:
λ = 0,084 + 0,0034W,
для соевой муки:
λ = 0,093 + 0,0023W,
для ржаной муки:
λ = 0,083 + 0,002W.
Теплофизические характеристики муки различных сортов представлены в следующей таблице:
| Сорт муки | t, °С | W, % | ρн, кг/м3 | λ, Вт/(м·К) | а·108, м2/с | C, Дж/(кг·К) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Пшеничная высшего сорта | 20 | 13 | 788 | 0,13…0,14 | 24,3 | 1044 |
| Пшеничная 1-го сорта | 20 | 12,9 | 788 | 0,13…0,14 | 23,9 | 1029 |
| Пшеничная 2-го сорта | 20 | 12,7 | 788 | 0,14…0,15 | 24,4 | 1020 |
| Ржаная обдирная | 21 | 11,6 | 542 | 0,164 | 22,4 | 1355 |
| Ржаная обойная | 21 | 11,8 | 547 | 0,164 | 22,4 | 1342 |
Коэффициент температуропроводности муки не зависит от ее сорта. Насыпная плотность муки не оказывает заметного влияния на ее коэффициент температуропроводности. Зависимость коэффициента температуропроводности муки (в размерности м2/с) от влажности (W=2…47%) при температуре 25°С описывается формулой:
а·108 = 23,2 + 0,045W.
Экспериментальные значения температуропроводности при относительной влажности 11,4…11,7 % и вычисленные по данной формуле отличаются незначительно.
Удельная теплоемкость муки практически не зависит от места произрастания зерна, из которого она получена. Удельную теплоемкость муки (Дж/(кг·К)) в зависимости от влажности (в интервале от 0 до 40%) рекомендуется рассчитывать по следующей формуле:
С = 1256 + 29,31W.
Зависимость удельной теплоемкости муки (влажностью около 14%) от температуры (в интервале от -5…+35°С) выражается следующей формулой:
С = −652 + 8,37Т,
где Т — температура в градусах Кельвина.
Источники: