Noțiuni de bază - Portal pentru sisteme industriale de uscare
Uscare termică - dezumidificare mecanică
Odată cu uscarea termică, umezeala care trebuie eliminată este evaporată sau evaporată. Procesul consumă mai multă energie decât dezumidificarea mecanică. Prin urmare, solidul trebuie dezumidificat pe centrifuge, filtre de aspirație etc., dacă este posibil.
Trei subprocese importante
Procesul de uscare termică constă din trei subprocese esențiale: transferul de căldură din mediu în materialul umed, schimbarea fazei solventului și îndepărtarea vaporilor de solvent.
Trei moduri de aplicare a căldurii
În funcție de tipul de alimentare cu căldură, se face distincția între uscarea convectivă folosind un curent de gaz fierbinte, uscarea prin contact folosind suprafețe fierbinți și uscarea prin radiații, în care energia este furnizată prin unde electromagnetice. Mai multe tipuri de transfer de căldură sunt implicate în multe procese de uscare - debitul total de căldură este apoi calculat din suma fluxurilor de căldură parțiale.
Vaporii sunt îndepărtați prin difuzie în aerul ambiant (sau gaz inert) sau prin fluxul de vapori, cum este cazul uscării în vid, de exemplu.
Afară și interior
Procesele fizice care determină procesul de uscare sunt procese cuplate de căldură și transport de materiale. Se face o distincție între procesele de transport intern și condițiile limită externe ale procesului de uscare.
Determinarea procesului procese interne sunteți:
Determinarea procesului condiții de graniță externă sunteți:
- Transfer de căldură la materialul care trebuie uscat: poate fi convectiv, de contact sau radiații,
- Transfer în masă în mediu: are loc prin difuzie într-un gaz inert sau prin curgere datorită diferențelor de presiune.
Pentru uscare pur convectivă, se aplică analogia transferului de căldură și masă (numărul Nusselt = numărul Sherwood). Aceasta permite calcularea coeficientului de transfer de masă beta dintr-un coeficient de transfer de căldură cunoscut alfa.
Pentru exemplul de uscare a unei grămezi de resturi, am depus un program de calcul în documentația disertației mele. Dacă aveți nevoie de câteva ore pentru a lucra cu programul, puteți calcula distribuția umidității și temperaturii interioare pentru uscarea convectivă. Programul este foarte potrivit pentru examinarea influenței diferitelor mărimi și porozități ale boabelor, precum și a diferitelor condiții de graniță externe asupra procesului de uscare.
Atenție fierbinte!
Uscarea termică duce întotdeauna la stres termic pe solid. Pe lângă menținerea calității produsului, este important să se asigure siguranța procesului!
Din motive economice, uscarea ar trebui să aibă loc la temperatura maximă permisă de uscare, deoarece atunci sistemul și costurile de funcționare sunt cele mai mici.
Ce uscat?
Cea mai mică umiditate reziduală care poate fi atinsă în timpul procesului de uscare este determinată de echilibrul sorptiv dintre solid și împrejurimile sale. Uscarea la un nivel foarte scăzut de umiditate reziduală (de asemenea dezodorizantă, fără mirosuri) este foarte costisitoare deoarece, de regulă, sunt necesare cantități mari de gaz și durate de ședere lungi.
Principiu: cât se poate de uscat, nu cât se poate de uscat.
Pentru cat timp?
Timpul de staționare necesar pentru uscare este descris de cinetica de uscare caracteristică produsului.
În Uscare pe termen scurt produsul se usucă în câteva secunde. O soluție apoasă poate fi, de exemplu, uscată în pulbere cu dimensiunea particulelor de 0,1 mm în turnul de pulverizare în decurs de 10 secunde.
Uscarea la timpul mediu de ședere este nevoie de câteva minute pentru solide, de exemplu, când lichidul trebuie să ajungă la suprafața particulei datorită difuziei vaporilor din interior.
Uscare pe termen lung de câteva ore este necesară, de exemplu, pentru difuzia solidă a umezelii dintr-un granulat de plastic cu diametrul de 3 mm.
Timpul de uscare necesar este un criteriu important pentru selectarea unui sistem de uscare adecvat.