Какое количество влаги удаляется из материала в сушилке
Обновлено: 15.05.2024
Сушкой или высушиванием называют процесс термического обезвоживания материалов, при котором часть содержащейся в исходном влажном материале влаги испаряется, а образующиеся пары отводятся из зоны сушки. Обычно при сушке удаляется именно влага, т. е. вода, но в некоторых случаях из материалов может удаляться и какая-нибудь иная жидкость; такой процесс также называется сушкой.
Процесс высушивания широко применяется в химической и других отраслях промышленности для улучшения физико-механических свойств получаемых продуктов (материалов), удешевления транспортных расходов или в тех случаях, когда наличие влаги в материале нежелательно для его последующей химической или физико-химической переработки.
Чаще всего сушке подвергаются твердые материалы, имеющие капиллярно-пористую внутреннюю структуру, которая и бывает первоначально заполнена влагой, подлежащей удалению в процессе сушки. Впрочем, достаточно часто приходится удалять значительные количества влаги из материалов, которые в исходном состоянии имеют консистенцию пасты или жидкости. Тогда процесс высушивания отличается от выпаривания тем, что при выпарке конечный продукт (сконцентрированный раствор) остается жидкой фазой, а при сушке конечный продукт всегда представляет собой твердый высушенный материал.
Высушиваемые материалы могут иметь достаточно крупные размеры (лесопиломатериалы; окрашенные изделия, например кузова транспортных средств, покрываемые слоем красителя, из которого необходимо удалить растворитель; формируемые из исходной влажной массы изделия, например кирпичи, и т. п.). Во многих случаях высушивать приходится дисперсные материалы, имеющие размеры частиц от нескольких сантиметров (кусковые материалы) до долей миллиметра (порошки).
Специфическими способами подачи исходного материала в сушильный аппарат отличаются процессы сушки пастообразных и жидких материалов. В зависимости от того, к какой из перечисленных групп относится тот или иной материал, используются существенно разные конструкции сушильных аппаратов.
Независимо от того, какой именно материал подвергается термической сушке и какова его консистенция в исходном состоянии, на процесс испарения влаги требуется затратить внешнюю энергию, минимальное количество которой равно теплоте парообразования удаляемой из материала влаги.
По этой причине термическая сушка (наряду с выпариванием и перегонкой) является одним из энергоемких промышленных процессов. Количество реально потребляемой на сушку энергии зависит в основном от количества удаляемой из материала влаги. В связи с этим выгодно предварительно удалять часть исходной влаги механическим путем, если это возможно для конкретного материала (отжим, фильтрование, центрифугирование и т. п.), поскольку механические способы обезвоживания - без испарения влаги - в большинстве случаев требуют меньших энергозатрат.
По способу подвода теплоты к высушиваемому материалу различают следующие виды промышленной сушки: 1) конвективная сушка, при которой влажный материал получает теплоту от горячего сушильного агента (обычно топочные газы или горячий воздух), непосредственно обдувающего поверхность высушиваемого материала; одновременно сушильный агент выполняет роль среды, которая эвакуирует от наружной поверхности материала образующиеся пары влаги; 2) контактная сушка, в процессе которой высушиваемый материал находится на горячей поверхности и получает необходимое количество теплоты непосредственно от нее; 3) радиационная (лучистая) сушка, при которой поверхность материала получает необходимую энергию в форме электромагнитного излучения (обычно инфракрасного диапазона длин волн); источником излучения служат нагретые поверхности; 4) диэлектрическая сушка - энергию на испарение влаги материал получает от высокочастотного электромагнитного поля, генерируемого специальной электрической схемой; при этом существенно, что влажный материал всегда представляет собой диэлектрик ввиду диэлектрических свойств самой воды.
Сублимационная сушка представляет собой разновидность контактной (иногда радиационной или диэлектрической), но проводимой при низком остаточном давлении (при вакууме); при этом способе сушка происходит при отрицательных температурах, влага в материале превращается в лед и испаряется путем непосредственного перехода из твердой фазы в паровую (возгонка).
Из всех перечисленных способов наиболее широко распространена и, как правило, конструктивно более проста конвективная сушка. Существенно, что затраты энергии при различных способах сушки приблизительно одинаковы, поскольку основная энергия, затрачиваемая на процесс сушки, - это всегда энергия испарения удаляемой из материала влаги.
Читайте также: