Основи - Портал за индустриални сушилни системи
Термично сушене - механично изсушаване
При термично сушене влагата, която трябва да се отстрани, се изпарява или изпарява. Процесът е по-енергоемък от механичното изсушаване. Следователно твърдото вещество трябва да се изсушава на центрофуги, смукателни филтри и др., Ако е възможно.
Три важни подпроцеса
Процесът на термично сушене се състои от три основни подпроцеса: пренос на топлина от околната среда към влажния материал, фазова промяна на разтворителя и отстраняване на парите на разтворителя.
Три начина за прилагане на топлина
В зависимост от вида на топлоснабдяването се прави разлика между конвективно сушене с използване на поток от горещ газ, контактно сушене при използване на горещи повърхности и радиационно сушене, при което енергията се доставя чрез електромагнитни вълни. В много процеси на сушене участват няколко вида топлообмен - общият топлинен поток след това се изчислява от сумата на частичните топлинни потоци.
Парите се отстраняват чрез дифузия в околния въздух (или инертен газ) или чрез поток на парите, какъвто е случаят с вакуумно сушене, например.
Отвън и отвътре
Физическите процеси, които определят процеса на сушене, са съчетани процеси на пренос на топлина и материал. Прави се разлика между вътрешните транспортни процеси и външните гранични условия на процеса на сушене.
Процесът определящ вътрешни процеси са:
Процесът определящ външни гранични условия са:
- на Топлообмен към материала, който трябва да се изсуши: той може да бъде конвективен, контактен или радиационен,
- на Масов трансфер в околната среда: то се осъществява чрез дифузия в инертен газ или чрез поток поради разлики в налягането.
Аналогията на преноса на топлина и маса се отнася за чисто конвективно сушене (число на Нуселт = число на Шерууд). По този начин коефициентът на масопренос бета може да бъде изчислен от известен коефициент на топлопреминаване алфа.
За примера за изсушаване на купчина отломки, аз съм подал изчислителна програма в документацията за дисертацията си. Ако отделите няколко часа за работа с програмата, можете да изчислите вътрешното разпределение на влагата и температурата по време на конвективно сушене. Програмата е много подходяща за изследване на влиянието на различни зърнени размери и порьозност, както и различни външни гранични условия върху процеса на сушене.
Внимание горещо!
Термичното изсушаване винаги води до топлинен стрес върху твърдото вещество. Освен поддържането на качеството на продукта е важно да се гарантира и безопасността на процеса!
По икономически причини сушенето трябва да става при максимално допустимата температура на сушене, тъй като тогава системата и експлоатационните разходи са най-ниски.
Колко сухо?
Най-ниската остатъчна влага, която може да бъде постигната по време на процеса на сушене, се определя от сорбционното равновесие между твърдото вещество и околната среда. Сушенето до много ниско ниво на остатъчна влага (също дезодориращо, без мирис) е много скъпо, тъй като по правило се изискват големи количества газ и продължително време на престой.
Принцип: колкото е необходимо сухо, а не възможно най-сухо.
Колко дълго?
Времето на престой, необходимо за сушене, се описва чрез кинетиката на сушене, характерна за продукта.
В Краткотрайно изсушаване продуктът изсъхва в рамките на няколко секунди. Например, воден разтвор може да се изсуши на прах с размер на частиците 0,1 mm в пръскащата кула в рамките на 10 секунди.
Сушенето при средно време на пребиваване от твърдо вещество е необходимо няколко минути, например, ако течността трябва да достигне повърхността на частицата поради дифузия на пари от вътрешността на частицата.
The Дълготрайно сушене от няколко часа е необходимо, например, за твърдата дифузия на влага от пластмасов гранулат с диаметър 3 mm.
Необходимото време за сушене е важен критерий за избора на подходяща система за сушене.