Сущность сушки.Способы сушки.Формы связи влаги с материалом.Сушильные агенты.Схема однозональной конвективной сушки.

Сушка – термический процесс удаления влаги из твердых материалов. Здесь под влагой понимается любая жидкость, а не только вода. Сушка состоит из испарения жидкости и диффузии ее паров изнутри материала и отвода их вместе с сушильным агентом. Сушка необходима для удешевдения транспорта материалов, снижения их слеживаемости и коррозионной активности, сохранения свойств при хранении и т.д. По способу подвода тепла различают виды сушки:

1) конвективная, при которой материал контактирует с горячим воздухом (топочными газами), обычно при атмосферном давлении.

2) контактная – материал под вакуумом нагревается теплоносителем через стенку;

3) терморадиационная – материал нагревается инфракрасным излучением; применяется для тонколистовых материалов;

4) высокочастотная (диэлектрическая) – диэлектрический материал (например, пластмасса) нагревается в высокочастотном электрическом поле, – для толстолистовых материалов;

5) сублимационная – замороженный материал нагревается до небольших температур под глубоким вакуумом; приеняется для термочувствительных материалов (например, пеницилин).

В каждом способе материал контактирует с влажным газом (чаще с воздухом). Форма связи влаги с материалом определяется энергией отрыва 1 моль влаги от абсолютно сухого вещества. По величине этой энергии – 4 формы связи: химичесая, адсорбционная, капиллярная и осмотическая. Наиболее прочная химическая связьразрушается не сушкой, а химической реакцией или высокой температурой. Адсорбционная – связь мономолекулярного слоя влаги с наружной и внутренней (поры) поверхностью материала. Осмотическая – связь влаги внутри клеток в растворах твердых веществ (влага набухания). Адсорбционная связь прочнее осмотической. Они характерны для полимеров и коллоидов. Капиллярная – связь влаги с материалом капиллярными силами и смачиванием. Слабее всего связана влага с наружной поверхностью материала и крупными порами, прочнее всего – с микрокапиллярами. В реальных материалах – комбинация форм связи. Поэтому различают еще свободную и связанную влагу. Скорость испарения свободной влаги с поверхности материала равна скорости испарения с поверхности воды, а связанной – меньше, чем с поверхности воды.

При конвективной сушке воздух отдает материалу тепло и уносит испарившуюся влагу, т.е. является тепло- и влагоносителем. В остальных способах сушки, сушильный агент-лишь влагоноситель.

Простейшая сушильная установка состоит из калорифера и сушильной камеры:

 

 

1 – калорифер, 2 – сушильная камера, 3 – дополнительный подвод тепла.