36. Виды связи влаги с материалом.

Структура материала, его физико-химические свойства предопределяют форму связи влаги с ним. По величине энергии связи влаги со скелетом материала П.А. Ребиндер различает химически, физико-химически и физико-механически связанную влагу (в порядке уменьшения энергии связи).

Химически связанная влага входит в состав молекул вещества и удерживается молекулярными или ионными связями.

Это наиболее прочносвязанная влага, удаление которой приводит к изменению химического состав вещества. Химически связанная влага при сушке из материала не удаляется.

Физико-химечески связанная влага удерживается на поверхности капилляров адсорбционными силами. Первый мономолекулярный слой наиболее прочно удерживается на поверхности, а по мере удаления от него адсорбционные силы уменьшаются и связь последующих слоев влаги с материалом ослабевает.

К физико-механически удерживаемой влаге относят влагу, заполняющую крупные капилляры при непосредственном контакте материала с жидкостью, и влагу смачивания. Физико-механически удерживаемая влага имеет наименьшую энергию связи с материалом и легко удаляется при сушке.

Изотерма сушки.

Изотерма сушки - это равновесная кривая, выражаемая зависимостью относительной влажности окружающей среды от влажности материала.

В сушильный шкаф помещают материал определенной влажности и достигают состояния равновесия с окружающей средой, определяют равновесную влажность воздуха. Затем изменяют влажность либо воздуха, либо материала и аналогично добиваются равновесия.

- относительная влажность воздуха;

- относительная влажность материала.

Эта линия ограничивает 3 зоны:

Зона 1 - удаления свободной влаги (свободная влага удаляется при любых значениях влажности материала и влажности воздуха (близкой к 100%)

Зона 2 - удаления связанной влаги (связанная влага удаляется в том случае, если влажность материала больше равновесной, а влажность воздуха меньше равновесной, в противном случае происходит не сушка, а увлажнение).

Зона 3 - зона увлажнения.

Сушка длится до достижения состояния равновесия, т.е. равенства парциальных давлений влаги над материалом и парциального давления в окружающей среде.

Выделим точку А на графике.

- равновесная влажность материала,

- влажность материала в точке А,

- равновесная влажность воздуха,

-влажность воздуха в точке А.

Если , а- точка А лежит во 2 зоне, идет процесс сушки.

Если , а, то точка лежит в зоне 3, идет процесс увлажнения.

Изотерма сушки является геометрическим местом точек равновесных гигроскопических состояний (материалы, которые впитывают влагу). При изменении влажности материала от до- материал содержит свободную влагу () и находится вовлажном состоянии. При изменении влажности доматериал содержитсвязанную влагу () и находится в гигроскопическом состоянии. Точка В называется гигроскопической, а соответствующая ей влажность ()-гигроскопической влажностью. Гигроскопическая влажность () находится на границе свободной и связанной влаги в материале.