Alapok - Ipari szárító rendszerek portálja
Termikus szárítás - mechanikus párátlanítás
Termikus szárítással az eltávolítandó nedvességet elpárologtatjuk vagy bepároljuk. A folyamat energiaigényesebb, mint a mechanikus párátlanítás. Ezért a szilárd anyagot szárítás előtt, ha lehetséges, centrifugákon, szívószűrőkön stb.
Három fontos részfolyamat
A termikus szárítási folyamat három lényeges részfolyamatból áll: a hő átadásából a környezetből a nedves anyagba, az oldószer fázisváltásából és az oldószer gőzének eltávolításából.
A hő alkalmazásának három módja
A hőellátás típusától függően megkülönböztetünk konvektív szárítást forró gázárammal, kontaktszárítást forró felületekkel és sugárzási szárítást, amelyben az energiát elektromágneses hullámokon keresztül tápláljuk. Számos hőátadási típus vesz részt számos szárítási folyamatban - a teljes hőáramot a részleges hőáramok összegéből számítják ki.
A gőzt a környezeti levegőbe (vagy inert gázba) történő diffúzióval vagy gőzáramlással távolítják el, mint például vákuumszárítás esetén.
Kívül és belül
A szárítási folyamatot meghatározó fizikai folyamatok összekapcsolt hő- és anyagszállítási folyamatok. Különbséget tesznek a belső szállítási folyamatok és a szárítási folyamat külső peremfeltételei között.
A folyamatmeghatározó belső folyamatok vannak:
A folyamatmeghatározó külső határfeltételek vannak:
- a Hőátadás a szárítandó anyagra: lehet konvektív, érintkezés útján vagy sugárzással,
- a Tömeges transzfer a környezetbe: inert gázban történő diffúzióval vagy nyomáskülönbségek miatt áramlással történik.
A hő- és tömegátadás analógiája a tisztán konvektív szárításra vonatkozik (Nusselt-szám = Sherwood-szám). Ez lehetővé teszi a béta tömegátadási együttható számítását egy ismert alfa hőátadási együtthatóból.
Például egy halom törmelék szárítására, dolgozatom dokumentációjába beírtam egy számítási programot. Ha néhány órát vesz igénybe a programmal, kiszámíthatja a konvektív szárítás belső nedvesség- és hőmérséklet-eloszlását. A program nagyon alkalmas a különböző szemcseméretek és porozitások, valamint a különböző külső peremfeltételek szárítási folyamatra gyakorolt hatásának vizsgálatára.
Vigyázat meleg!
A termikus szárítás mindig szilárd anyag hőhatásához vezet. A termék minőségének fenntartása mellett fontos biztosítani a folyamat biztonságát!
Gazdasági okokból a szárításnak a maximálisan megengedett szárítási hőmérsékleten kell történnie, mert akkor a rendszer és az üzemeltetési költségek a legalacsonyabbak.
Milyen száraz?
A szárítási folyamat során elérhető legalacsonyabb maradék nedvességet a szilárd anyag és környezete közötti szorpciós egyensúly határozza meg. A nagyon alacsony maradék nedvességtartalomig történő szárítás (szagtalanítás, szagmentessé tétel) nagyon költséges, mert általában nagy mennyiségű gázra és hosszú tartózkodási időre van szükség.
Alapelv: a lehető legszárazabb, nem a lehető legszárazabb.
Meddig?
A szárításhoz szükséges tartózkodási időt a termék-specifikus szárítási kinetika írja le.
Ban,-ben Rövid ideig tartó szárítás a termék néhány másodpercen belül megszárad. A vizes oldatot például porlasztva száríthatjuk 0,1 mm-es szemcsemérettel a szórótoronyban 10 másodpercen belül.
A szárítás átlagos tartózkodási idő néhány perc szükséges a szilárd anyagokhoz, például ha a folyadéknak el kell érnie a részecske felületét a belsejéből származó pára diffúziója miatt.
A Hosszú távú szárítás több órára van szükség, például 3 mm átmérőjű műanyag granulátum nedvességének szilárd diffúziója esetén.
A szükséges szárítási idő fontos szempont a megfelelő szárítási rendszer kiválasztásához.