Швидкість висихання - огляд тем ScienceDirect

Швидкість сушіння регулюється швидкістю подачі тепла на виріб, швидкістю вивільнення внутрішньої вологи продукту з поверхні та швидкістю видалення вологого повітря із зони, що оточує виріб.

Пов’язані терміни:

• Температура повітря
• Сушка розпиленням
• В'язкість
• Випаровування
• Білок
• Діафільтрація
• Процес сушіння

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

Операційні підрозділи

Час висихання

Час, необхідний для досягнення бажаного стану сухості, можна знайти, інтегруючи вирази для швидкості сушіння відносно часу. За постійних умов сушіння та протягом періоду постійної швидкості сушіння з рівняння (11.158):

Оскільки Nc і Ms постійні під час сушіння з постійною швидкістю, єдиними змінними в рівнянні (11.166) - це X і t. Розділення змінних та інтегрування дає:

Рівняння (11.168) використовується для оцінки Δt, часу, необхідного для висихання твердих речовин від початкового вмісту вологи X0 до кінцевого вмісту вологи X1, коли швидкість сушіння є постійною. З визначення швидкості висихання в рівнянні (11.158), X0 та X1 - вміст вологи, виражений на основі сухої маси, з використанням одиниць, наприклад, кг кг -1 сухої твердої речовини.

Під час періоду швидкості сушіння швидкість N сушіння вже не є постійною. Рівняння часу висихання протягом цього періоду можна розробити залежно від співвідношення між N і X та властивостями твердої речовини. Кінетичні моделі для прогнозування кривої швидкості сушіння, в тому числі під час періоду падіння, коли внутрішні механізми тепло- і масообміну обмежені, описані в іншому місці [43] .

Час сушіння під час постійної швидкості сушіння

Обложений фермент фільтрують, а тверді речовини фільтра промивають і сушать перед упаковкою. Промитий осад на фільтрі, що містить 10 кг сухих твердих речовин і 15% води, виміряних на вологій основі, сушать у сушарці для лотків при постійних умовах сушіння. Критичний вміст вологи становить 6%, суха основа. Площа, доступна для сушіння, становить 1,2 м 2. Температура повітря в сушарці становить 35 ° C. При використаній вологості повітря температура поверхні вологих твердих речовин становить 28 ° C. Коефіцієнт тепловіддачі становить 25 Дж м −2 с −1 ° С −1. Який час сушіння потрібен, щоб зменшити вміст вологи до 8%, мокра основа?

Рішення

Початковий і кінцевий вміст вологи, виражений на мокрій основі, повинен бути перетворений на суху основу:

Оскільки X1 більше критичного вмісту вологи Xc = 0,06, вся операція сушіння відбувається з постійною швидкістю сушіння. Рівняння (11.165) використовується для визначення значення Nc. З таблиці D.1 у Додатку D, прихована теплота випаровування Δhv для води при температурі 28 ° C, температура поверхні твердих речовин, де відбувається випаровування, становить 2435,4 кДж кг -1. Тому:

Застосовуючи рівняння (11.168) для розрахунку часу сушіння:

Час, необхідний для сушіння, становить 2,9 год.

Сушіння

Джон Р. Вагнер-молодший,. Гарольд Ф.Джайлз-молодший, у Екструзії (друге видання), 2014

34.1 Визначення сушіння та фактори, що впливають на сушіння

Сушіння відбувається, коли існує перепад тиску пари між вологою гранул та навколишнім повітрям. Волога мігрує до середовища з найнижчим тиском пари. Якщо повітря сухіше гранул, волога мігрує з гранул у повітря. З іншого боку, якщо вологість у повітрі більша, ніж у гранулах, вода мігруватиме до гранул. Процес видалення вологи зсередини гранул відбувається шляхом дифузії і вимагає часу. Оскільки волога мігрує з поверхні гранул у повітря (припустимо, повітря має менший вміст вологи), волога з центру гранул дифундує на поверхню гранул, де вміст вологи нижчий. Нагрівання гранул збільшує дифузію вологи через гранули. Це також збільшує міграцію вологи з поверхні гранул у повітря.

Терміни, що використовуються для опису факторів сушіння, такі:

Відсоток вологи у пластиці

Відносна вологість - це фактична вологість повітря порівняно з повітрям, насиченим водою при цій температурі. Чим вище температура повітря, тим більше вологи може утримувати повітря. Спекотне літнє повітря може вміщувати значно більше вологи, ніж холодне зимове повітря. Так само гаряче повітря в сушильній шафі може утримувати більше вологи при більш високій температурі. Якщо гаряче повітря має високу вологість, пластмаси можуть легко вбирати вологу з повітря, збільшуючи вміст вологи. Точка роси повітря визначає вологість повітря. Точка роси - це температура, при якій волога конденсується з повітря. Нижча вологість у повітрі корелює з нижчою точкою роси. Точка роси -20 ° C -4 ° F означає, що повітря потрібно охолодити до -4 ° F (20 ° C), перш ніж волога буде конденсуватись із повітря. Якщо точка роси становить -20 ° C, відносна вологість повітря в 121 ° C є дуже низькою, і це сприяє міграції вологи з гранул у повітря. Ваговий відсоток вологи в пластмасі задано рівнянням (34.1):

П’ять відсотків вологи означає, що кожна 100 фунтів пластикової смоли насправді важить 95 фунтів, оскільки вона містить 5 фунтів води.

Фактори, що впливають на швидкість сушіння, такі:

Температура повітря навколо гранул - при більш високих температурах повітря може утримувати більше води, і швидкість дифузії в гранулах швидша.

Точка роси повітря - нижча точка роси повітря знижує вміст вологи у повітрі та забезпечує більшу рушійну силу для міграції води з гранул у повітря. Поєднання високої температури з низькою температурою роси генерує більший перепад тиску між вологою у пластиці та повітрям.

Вагові відсотки вологи в пластиці - більший вміст вологи вимагає більше часу для видалення або зменшення вологи до прийнятної концентрації.

Потік повітря навколо гранул - Потік повітря навколо кожної гранули має вирішальне значення для видалення вологого повітря (повітря, де волога вже мігрувала з гранул у повітря) і заміни його сухим повітрям. Нове сухе повітря підтримує перепад тиску пари між повітрям і поверхнею гранул. Потік повітря, необхідний для правильної сушки, залежить від пластичної теплоємності та температури сушіння на повітрі. (Теплоємність - це тепло, необхідне для підняття певної маси на один градус.)

Таблиця 34.4. Деякі типові умови висихання смоли

Вміст вологи в смолі,% Температура сушіння, ° F (° C) Типовий час сушіння, h ∗

ABS	0,05	175 (79)	2–3
Полікарбонат	0,02	250 (121)	4
Полібутилентерефталат	0,02	275 (135)	2–4
Поліетилентерефталат	0,01	300 (150)	2–6
Поліфеніленсульфід	0,02	300 (150)	4
Ацеталь	0,02	210 (99)	2
Стирол акрилонітрил	0,02	190 (88)	3

Загальна рекомендація щодо потоку повітря сушарки - 1,0 кубічного фута на хвилину (куб. М) повітря на фунт пластику, що переробляється на годину.

Обробка порошків та технологічне обладнання

Швидкість висихання

Протягом періоду постійної швидкості сушіння швидкість сушіння Rc, очевидно, дорівнює швидкості випаровування з вільної поверхні води:

---