криві сушіння

Процес сушіння характеризується зміною вологості, температури матеріалу і швидкістю сушки. Середньою швидкістю сушки Z називається маса вологи, що випаровується з 1 м 2 поверхні сушимо матеріалу за годину, і визначається за формулами:

, кг / м 2 · год (5.4)
або, кг / кг · год, (5.5)

де W - загальна маса испаренной вологи, кг;

Q - маса сухого продукту, кг;

F - площа поверхні сушимо матеріалу, м 2;

t - тривалість процесу сушіння, ч.

Тривалість процесу сушіння можна виразити через швидкість сушіння

Швидкість сушіння - величина, що змінюється нерівномірно в часі протягом усього процесу. Зміна швидкості сушіння характеризується кривою сушіння - залежністю зміни вологості матеріалу від часу при певних постійних (температурі, швидкості руху потоку агента сушіння, відносної вологості його при вході в сушарку).

На кривих сушіння (рис. 5.3) виділяють кілька ділянок, що відповідають трьом періодам сушки: перший період нагріву матеріалу; другий період сушіння з постійною швидкістю; третій період сушки з зменшується швидкістю.

У перший період (ділянка кривої AB, рис. 5.3, а) тепло витрачається на нагрів сушимо матеріалу, поки не встановиться рівновага між кількістю тепла, про які повідомляється матеріалу, і кількістю тепла, що витрачається на випаровування вологи. Температура матеріалу при цьому зростає до певного значення (рис. 5.3, б), вологість матеріалу знижується незначно (див. Рис. 5.3, а). Швидкість сушіння зростає до максимального значення (рис. 5.3, в).

У другій період сушіння з постійною швидкістю (ділянка кривої B1 C1. См. Рис. 5.3, в) випаровування вологи відбувається з вільної поверхні. Волога з внутрішніх шарів сушимо матеріалу безперервно надходить до поверхні і замінює випарувалася вологу. Вологість матеріалу інтенсивно зменшується за прямолінійним законом (ділянка BC, див. Рис. 5.3, а). Другий період закінчується при вологості, званої критичної Wкр. В цей період температура матеріалу при сушінні залишається постійною (див. Рис. 5.3, в).

У третій період сушки з падаючої швидкістю (ділянка кривої C1 B1. См. Рис. 5.3, в) швидкість надходження вологи з внутрішніх шарів недостатня для насичення поверхні вологою, тому швидкість сушіння поступово знижується і при рівноважної вологості матеріалу Wр стає рівною нулю. При цьому випаровування вологи припиняється. У цей період вологість матеріалу зменшується незначно (ділянка CD, див. Рис. 5.3, а). Температура матеріалу збільшується, наближаючись до температури навколишнього газу (див. Рис. 5.3, в). У цей період сушіння швидкість її залежить від товщини шару матеріалу і його вмісту вологи і визначається швидкістю внутрішньої дифузії вологи з внутрішніх шарів до поверхні матеріалу. Швидкість руху агента сушіння і його вологість не впливають на швидкість сушіння.

Мал. 5.3 Криві сушіння:
а - залежність вологості продукту від часу висушування; б - залежність температури матеріалу від часу сушіння; в - залежність швидкості сушіння від вологості

При конвективного сушіння газами високої температури і інтенсивному перемішуванні матеріалу випаровування протікає без різкого поділу на періоди. Це ускладнює визначення швидкості і тривалості сушіння. Тому для розрахунку робочого об'єму сушарок використовують напругу обсягу сушарки по волозі А, кг / м 3 · год.

Напруга обсягу барабана по испаряемой вологи або влагонапряженіе - це маса випаровується вологи з одиниці об'єму сушильного барабана в одиницю часу

де W - маса випаровується вологи, кг;

V - об'єм сушарки, м 3;

t - тривалість сушіння, ч.

Влагонапряженіе сушильних апаратів залежить від фізичних властивостей сушимо матеріалу, вологості і розміру часток, ступеня заповнення сушарок матеріалом, конструкції сушарок, а також температури, вологості і швидкості руху агента сушіння в апараті.