ЗМІСТ

ВСТУП . . . . . . . . . . 3

1.Поняття про процес сушки . . . . . . 4

1.1 Спеціальні методи сушки . . . . . . 4

1.2Застосування сушіння . . . . . . . 8

1.3Статика сушки . . . . . . . . 8

2. Будова і характеристика сушки . . . . . . 9

2.1 Конвективні сушки . . . . . . . 9

2.2 Контактні сушки . . . . . . . . 16

3.Розрахунок сушки . . . . . . . . 19

ВИСНОВКИ . . . . . . . . . 20

СПИСОК ВОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ . . . . 21

ВСТУП

Видалення вологи з твердих і пастоподібних матеріалів здешевлює їх транспортування і надає їм певні властивості , а також зменшує корозії апаратури. Вологу можна видаляти механічним способом: віджим, центрифу-гувавння, відстоювання та інші. Проте цими  способами  волога  видаляється  частково, більш ретельне видалення вологи здійснюється шляхом теплової  сушки: випаровування вологи, видалення парів.

Процес теплової сушки може бути природним і штучним.  Природна  сушка застосовується рідко. За фізичної сутності сушка є складним  дифу-зійним процесом. Метою сушіння є поліпшення  якості  матеріалу  (зниження його об'ємної маси, підвищення міцності) і, у зв'язку з цим, збільшення мож -ливостей його використання.

Мета роботи: проаналізувати різні типи сушильних апаратів.

Завдання: дати визначення процесу сушіння, перелічити методи сушіння, визначити застосування процесу сушки, охарактеризувати сушильні апарати та їх будову, розрахувати процес сушки.

1.Поняття про процес сушки

Сушіння - видалення вологи з речовини (зазвичай твердих тіл) шляхом її випаровування і відводу пари , що утворюється. Цей процес застосовується як правило на кінцевій стадії технологічного процесу з метою забезпечення високих фізико-хімічних характеристик одержаних продуктів , або на проміжних стадіях , якщо виділення розчинника необхідно за технологічними міркуваннями.[4]

За своєю фізичною сутністю сушіння є складним дифузійним процесом , швидкість якого визначається швидкістю дифузії вологи з глибини сушильного матеріалу в навколишнє середовище , тобто даний процес зводиться до перерозподілу і переміщення вологи під дією тепла з глибини висушуваного матеріалу, до його поверхні й наступного її випаровування. Таким чином, процес сушіння є поєднанням пов’язаних один з одним процесів тепло- і масопередачі.[1,2]

Сушіння здійснюється за допомогою так званих сушильних агентів (нагріте повітря, топкові гази і їх суміші з повітрям, інертні гази, перегрітий пар).Сушінню піддають вологі тіла: тверді-колоїдні, зернисті, порошкоподібні, кускові, гранульовані, листові, ткані та інші пастоподібні; рідкі-суспензії, емульсії, розчини та інші.[3,2]

1. Спеціальні методи сушіння

Під терміном «спеціальні методи сушіння» зазвичай об'єднують всі способи сушіння, не пов'язані з традиційним і найбільш поширеним конвективним і контактним способам.

Інфрачервона (радіаційна) сушка здійснюється за рахунок сприйняття тонким поверхневим шаром вологого матеріалу інфрачервоної частини спектра електромагнітного випромінювання з довжиною хвилі приблизно в діапазоні 0,5-350 мкм. Поверхня матеріалу сприймає й випромінювання сусідніх ділянок суцільного спектра випромінювання, але саме зазначений діапазон при використовуваних температурах промислових

випромінювачів несе основну енергію загального випромінювання.[6] У поверхневому шарі матеріалу енергія інфрачервоного випромінювання перетворюється в теплоту, яка потім поширюється всередині вологого матеріалу за рахунок його теплопровідності.[3]

Як джерела інфрачервоного випромінювання можуть використовуватися лампи розжарювання або газорозрядні лампи, що забезпечуються як правило індивідуальними або загальним екранами (рефлекторами). Зазвичай екранується також і вся внутрішня поверхня сушильної камери. Призначення екранів, вироблених часто з алюмінієвої фольги, полягає у спрямуванні по можливості всієї енергії випромінювання на висушуваний матеріал і в створенні максимально рівномірного променевого потоку, що забезпечує відсутність локальних зон перегріву матеріалу.[6]

Джерелом випромінювання можуть служити також панелі з металевих або керамічних плит, що нагріваються до температур 600-800 ° С топковими газами.[2]

Перевага лампових джерел випромінювання в порівнянні з панельними полягає в їх компактності і малій тепловій інерційності. Однак електрична енергія в 2,5 рази дорожче теплової і, крім того, лампові джерела не мають бажаної механічної міцності.[6,2]

Часто в якості джерела випромінювання використовуються термоелектричні нагрівачі (ТЕНи) - металеві трубки діаметром 25 або 37 мм і довжиною 0,5-2,0 м, заповнені кварцовим піском які мають усередині ніхромовий (або з іншого сплаву) провід активного електричного опору. Потужність одного тена зазвичай становить кілька кіловат ; температура зовнішньої, випромінюючої поверхні трубки підтримується на рівні 600-800 ° С. Перевага ТЕНів в порівнянні з випромінюючими панелями

полягає в можливості створювати за рахунок вигину трубок загальну неплоску поверхню випромінювання, відповідну поверхні висушуваного виробу; основний недолік - використання дорогої елетроенергіі.[2]

Висока температура джерел випромінювання дозволяє підводити до поверхні висушуваного матеріалу ще більші, ніж при контактній сушці, кількості теплоти і тим самим інтенсифікувати процес випаровування легковидаляючої з тонкого шару матеріалу вологи. Ще однією перевагою інфрачервоного способу сушіння в порівнянні з конвективним є відсутність можливого забруднення висушуваного матеріалу частками пилу, золи або сажі, яка завжди в якійсь кількості містяться в повітрі або в топкових газах. Це важливо, наприклад, при висушуванні шарів лакофарбових покриттів, що наносяться на поверхні тих чи інших виробів (наприклад, кузовів автомобілів).

Конфігурація апаратів для ІЧ-сушіння зазвичай визначається формою виробів, які як правило переміщуються всередині сушильної камери на ланцюговій підвісці або на стрічковому конвеєрі. Висушуваний дисперсний матеріал у вигляді тонкого шару (товщиною кілька сантиметрів і менше) також переміщується на горизонтальній стрічці; джерела випромінювання в цьому випадку розташовуються зверху, паралельно шару, що висушується.[6] Випромінювачі намагаються встановлювати ближче до поверхні вологого матеріалу, щоб забезпечити максимальне використання променистої енергії. Безперервна евакуація з матеріалу парів вологи , що виділяються , (або пари якого-небудь іншого розчинника) проводиться за допомогою конденсації цієї пари або за допомогою вакуумного насоса.[2,3,6]

Діелектрична (високочастотна) сушка використовується, як правило, для зневоднення таких матеріалів або виробів, для яких неприпустимо виникнення внутрішніх механічних напружень, що виникають як наслідок градієнтів локального вмісту вологи всередині вологих матеріалів [3]. Діелектрична сушка - це єдиний спосіб підведення теплоти до вологого матеріалу по всій його товщині, а не до зовнішньої поверхні, як при всіх інших способах сушіння.

Висушуваний матеріал розміщується між двома (або більше) металевими поверхнями, пластинами конденсатора, до яких підводиться

змінна електрична напруга частотою кілька мегагерц і напругою до декількох кіловольт.[2] Вологі матеріали завжди володіють діелектричними властивостями, оскільки діелектриком є ​​сама вода. Коливання дипольних молекул в високочастотному зовнішньому полі призводять до дисипації енергії зовнішнього електромагнітного поля в теплоту, яка і виділяється одночасно по всій товщині вологого матеріалу.[3,6]

Кількість виділяємої всередині матеріалу теплоти легко регулюється шляхом зміни електричних параметрів коливального контуру високочастотного генератора, що дозволяє підібрати для кожного конкретного матеріалу такий режим сушіння, при якому розподіл вологовмісту в окремих точках по всій товщині матеріалу виявиться практично рівномірним. Рівномірний розподіл вологовмісту, в свою чергу, забезпечує відсутність внутрішніх усадочних напруг і викликаний цими напругами розтріскування матеріалу в процесі його сушіння. Зміна внутрішньої структури матеріалів неприпустимо при сушінні деяких виробів з кераміки, з пластмас або з високоякісної деревини.[6]

Загальні витрати на процес сушіння при діелектричному способі підведення теплоти визначаються не тільки високою вартістю електроенергії, але й високою вартістю високочастотного високовольтного генератора та інших елементів відповідної електричної схеми. Тому відносно дорогий спосіб діелектричної сушіння використовується лише в необхідних випадках, коли інші методи сушіння не дозволяють забезпечити необхідну якість висушуваного матеріалу. Конструкції власне сушильних апаратів для діелектричної сушіння індивідуальні і визначаються формою конкретного висушується.[3] Сублімаційна сушка представляє собою специфічний спосіб видалення вологи при низьких температурах (до -50 ° С), коли волога всередині капілярно-пористого матеріалу знаходиться у вигляді твердої фази

(льоду). При низькому залишковому тиску 0,01-0,132 кПа (0,1-1,0 мм рт.ст.), що підтримується за допомогою конденсатора і вакуумного насоса, утворення парів вологи, що видаляється відбувається безпосередньо з твердої фази, минувши звичайний для процесів сушіння стан рідкої фази.[6]

Висушені сублімаційним способом харчові продукти зберігають свої біохімічні властивості, внутрішню структуру, можуть зберігатися тривалий час, тому сушка сублімації найчастіше використовується при зневодненні хіміко-фармацевтичних препаратів, високоякісних харчових продуктів, плазми крові та інші. [2, 5].

Витрата енергії власне на сублимаційну сушку, як правило, не перевищує витрати енергії при звичайній контактній сушці, оскільки витрати теплоти на фізичний процес переходу вологи з твердої фази в пароподібний стан лише незначно перевищують теплоту паротворення з рідкої фази, а теплота для нагрівання матеріалу тут практично не витрачається . І все ж сублімаційний спосіб сушіння виявляється відносно дорогим через підвищеня витрат на систему створення і підтримання вакууму, крім того, продуктивність сублімаційних сушарок зазвичай незначна внаслідок періодичного характеру їх роботи та невисокій швидкості видалення вологи з матеріалів при низьких температурах.[3,6]

Сублімаційна сушка по суті являє собою різновид контактної сушки, що проводиться під істотно зниженим тиском, тому конструктивне оформлення цього методу сушки багато в чому аналогічно атмосферній контактній сушці з тією лише різницею, що ущільнення тут мають відповідати величині розрідження всередині робочого об'єму.[2]

У народному господарстві використовують переважно перші два види, в хімічній промисловості  конвективну. Інші види застосовують дуже

рідко і зазвичай спеціальними видами сушки.[4]

При будь-якому виді сушіння її вологий об'єкт знаходиться в контакті з вологим газом. Тому знання їх параметрів необхідно при описі процесів

сушіння та їх розрахунках. [5]

Основні параметри вологого тіла є відношення маси вологи до маси сухої частини. Основні параметри вологого газу є температура, відношення маси парів до маси сухої частини, відношення маси пара в даному обсязі до маси насиченої пара в тому ж обсязі при однакових умовах , точка роси, температура мокрого термометра .[2]