Введение. Кинетику сушки влажных материалов принято изображать в виде графических зависимостей кривой сушки в координатах «влагосодержание – время сушки» и кривой скорости сушки в координатах «скорость сушки – влагосодержание» [1, 2]. Графическая зависимость кривой сушки для всех жидких растворов является типовой, плавно убывающей до равновесного влагосодержания, включающей прямолинейный участок (1-й период сушки) и криволинейный (2-й период сушки). Наклон прямолинейного участка является пологим, зависящим от скорости сушки. В практике сушки высоковлажных материалов и жидких растворов с концентрацией сухих веществ менее 10 % влагосодержание в начальный момент времени является очень большим и может составлять более 10 000 %. В связи с этим исследователи представляют экспериментальные данные в координатах «масса материала – время сушки» [3, 4] или «влажность материала – время сушки» [5, 6]. Из жидких растворов методом сушки получают сухое молоко, растительные экстракты, сухие растительные белки, овощные порошки, фармацевтические порошки и др. В основном используют распылительную сушилку для сушки жидких растворов в нативном виде или предварительно упаренных в вакуум-выпарных установках [7, 8]. Выбор сушильной установки и определение оптимальных режимов сушки базируются на опытных данных по кинетике сушки влажных материалов [5, 7]. Важное значение имеют структура высушиваемого материала, его термолабильные свойства и морфология структурообразования в процессе сушки.Зависимость «влажность раствора – время сушки» является менее изученной, так как не получила широкого представления при описании экспериментальных данных по кинетике сушки. Изучению этой графической зависимости посвящена данная работа.Цель исследования – выявление закономерностей графической зависимости «влажность раствора – время сушки» для жидких растворов и высоковлажных материалов.Задачи: получение дополнительных данных по кинетике сушки жидких растворов и высоковлажных материалов путем анализа графической зависимости «влажность раствора (материала) – время сушки».Объект, предмет и методы. Объектом исследования являются смеси: фильтрат пивной дробины, пивная дробина, вода – масло, вода – сахар, вода – денатурированный белок. Предмет исследования – графическая зависимость «влажность раствора (материала) – время сушки» при сушке высоковлажных материалов и жидких растворов с инертной поверхности при вынужденной конвекции. Методы исследования: графоаналитический – для анализа зависимостей «влажность раствора (материала) – время сушки» и экспериментальный – для исследования морфологии структурообразования в конце сушки и кинетики сушки жидкого раствора дистиллированная вода – денатурированный белок, полученного путем выдерживания гомогенного раствора дистиллированная вода – нативный белок на водяной бане при 110 °С с последующей сушкой при 60 °С.Результаты и их обсуждение. В таблице 1 приведена характеристика объектов исследования и литературные источники, в которых представлены экспериментальные данные по кинетике конвективной сушки при температуре сушильного агента 60 °С и скорости 4,5 м/с. На рисунках 1, 3–6 приведены графические зависимости «влажность раствора (материала) – время сушки» следующих смесей: фильтрат пивной дробины (рис. 1), высоковлажный материал пивной дробины (рис. 3), смесей: вода – масло (рис. 4), вода – сахар (рис. 5), вода – белок (рис. 6).  Таблица 1 Характеристика объектов исследования  Объект исследованияХарактеристика объекта исследованияИсточникФильтрат пивной дробиныНасыщенный коричневый цвет. Содержание сухих веществ 6,26 %[9]Пивная дробинаВысоковлажная твердая фракция (рис. 2) с размером частиц от 6 до 9 мм.Содержание сухих веществ 12,9 % (2018 г.).Содержание сухих веществ 19,2 % (2019 г.)  [10][11]Вода – маслоМасло подсолнечное нерафинированное высшего сорта холодного прессования фасованное краснодарское элитное высокоолеиновое. Содержание сухих веществ ~0 %. Влажность масла составляет 0,05 %[12]Вода – сахарСахар-песок из торговой сети с размерами кристаллов 0,2–2,5 мм. Влажность сахара 0,15 %[12]   Вода – белокВ воду, доведенную до кипения, добавлен нативный куриный яичный белок, отобранный из сырых яиц АО «Агрокомплекс» им. Н.И.Ткачева. Белок из обычной полупрозрачной массы приобрел нитевидную структуру белого цвета.[13] Содержание влаги в нативном курином яичном белке сырых яиц АО «Агрокомплекс» им. Н.И.Ткачева – 88,42 %[12]   Рис. 1. Зависимость влажности фильтрата пивной дробины от времени сушкипри температуре сушильного агента 60 °С  Анализ зависимостей показал, что для высоковлажных материалов пивная дробина 2019 г. (рис. 3) и вода – сахар (рис. 5) кривая «влажность – время сушки» состоит из трех периодов: прогрев материала, 1-й период сушки (постоянная скорость) и 2-й период сушки (падающая скорость) и является пологой в 1-м периоде сушке. Для жидких растворов период прогрева отсутствует, а 1-й период характеризуется двумя типами кривых, характеризующихся незначительным изменением влажности за очень длительный промежуток времени и резким – за малый промежуток времени. Последнее ярко выражено крутым участком на кривых рисунков 1, 3 (пивная дробина 2018 г.), рисунков 4, 6. Такое поведение кривой «влажность – время сушки» можно объяснить переходным процессом при изменении свойств материала от состояния жидкого раствора к насыщенному. Таким образом, удаление свободной влаги соответствует двум участкам на данной кривой. Процесс сушки во 2-м периоде протекает аналогично сушке материалов с низкой влажностью, когда скорость сушки обусловлена скоростью внутренней диффузии влаги из глубины высушиваемого материала к его поверхности.    Рис. 2. Сырая пивная дробина  Рис. 3. Зависимость влажности пивной дробины от времени сушкипри температуре сушильного агента 60 °С   Рис. 4. Зависимость влажности смеси вода – масло от времени сушкипри температуре сушильного агента 60 °С   Рис. 5. Зависимость влажности смеси вода – сахар от времени сушкипри температуре сушильного агента 60 °С  Рис. 6. Зависимость влажности смеси вода – белок от времени сушкипри температуре сушильного агента 60 °С  Рассмотрим кинетику сушки жидкого раствора дистиллированная вода – денатурированный белок, полученного путем выдерживания гомогенного раствора дистиллированная вода – нативный белок на водяной бане при 110 °С с последующей конвективной сушкой при температуре сушильного агента 60 °С. Смесь дистиллированная вода – нативный белок после нагревания на водяной бане помутнела, появились белые хлопья (произошла денатурация белка). Экспериментальные данные по кинетике сушки для различного содержания нативного белка (0,3861 г; 0,9106; 1,2688 г) приведены в таблице 2 и на рисунке 7.  Таблица 2Исследование кинетики сушки смеси дистиллированная вода – денатурированный белок при температуре сушильного агента 60 °С Время,минМасса навески (дистиллированная вода + денатурированный белок), гВлажность,%Влагосодержание,%1234Масса нативного белка 0,3861 г, содержание сухих веществ в белке 11,58 %010,451899,5723276,675,97,333499,3916302,0111,36,276799,2913938,5718,254,806999,0710651,1923,6173,865898,848546,3127,9672,797098,406155,8233,1331,932397,694221,8238,1331,241496,402676,5443,50,788794,331664,0247,7830,474390,57960,8353,5330,211578,86373,0458,50,110759,61147,5963,450,075941,0969,7668,6330,072738,5062,6073,720,072738,5062,60Масса нативного белка 0,9106 г, содержание сухих веществ в белке 11,58 %09,770398,929165,565,7338,329498,737799,10Окончание табл. 2123410,3337,261498,556786,2715,4336,022998,255611,7520,9334,919497,864565,2625,6334,004997,373698,0030,5672,957296,432704,4335,4002,022394,791817,8340,9671,250791,571086,0945,8670,742385,79603,9550,8330,433175,65310,7355,5670,283362,78168,6660,8000,211150,05100,1965,1000,187143,6477,4370,7670,176540,2667,3875,4000,173839,3364,82Масса нативного белка 1,2688 г, содержание сухих веществ в белке 11,58 %010,155898,556812,145,3008,675298,315804,4310,0007,532998,055026,9715,6676,332397,684209,8320,6675,284097,223496,3425,3334,193896,502754,3430,2333,282195,522133,8335,8672,397293,871531,5640,4671,663091,161031,8545,3671,055586,08618,3850,4000,582374,77296,3255,0330,321254,26118,6160,2330,255742,5474,0365,3000,246140,3067,5070,9670,241139,0664,10   Рис. 7. Зависимость влажности смеси вода – денатурированный белок от времени сушки при температуре сушильного агента 60 °С                                                       а                                                                               б Рис. 8. Морфология структурообразования белка после сушки при температуре сушильного агента 60 °С: а – пленка нативного белка после испарения дистиллированной воды:б – пленка денатурированного белка после испарения дистиллированной воды  Характер зависимости «влажность – время сушки» (рис. 7) соответствует приведенным выше жидким растворам. Однако влажность в конце сушки является высокой – порядка ~39 %. Это можно объяснить денатурацией, которая привела к агрегации частиц белка в более крупные, с образованием хлопьев, что в свою очередь послужило причиной изменения свойств и перераспределения содержания свободной и связанной влаги в материале.Морфология структурообразования белка в конце сушки приведена на рисунке 8. Нативный белок, размешенный в дистиллированной воде, после сушки представляет собой сплошную тонкую мутную пленку, приклеенную ко дну чашки Петри, представляющей собой инертную поверхность. Пленка денатурированного белка является прозрачной, изрезанной, неравномерной по толщине и по поверхности чашки Петри и с четко выраженными неровностями. Заключение. Выполнен анализ зависимости «влажность раствора – время сушки» для высоковлажных материалов и жидких растворов. Для высоковлажных материалов кривая «влажность – время сушки» состоит из трех периодов: прогрев материала, 1-й и 2-й периоды сушки – и является пологой в 1-м периоде сушке. Для жидких растворов период прогрева отсутствует, а удаление свободной влаги в 1-м периоде соответствует двум участкам на данной кривой. Первый участок характеризуется незначительным изменением влажности за очень длительный промежуток времени и второй – резким изменением влажности за малый промежуток времени. Морфология структурообразования белка в конце сушки показала, что нативный белок, размешенный в дистиллированной воде, после сушки представляет собой сплошную тонкую мутную пленку, а пленка денатурированного белка является прозрачной, изрезанной, неравномерной по толщине и по поверхности, с четко выраженными неровностями. Предложено дополнить исследование кинетики сушки жидких растворов с концентрацией сухих веществ менее 10 % графической зависимостью «влажность раствора – время сушки».