Матеріальний баланс процесу сушіння

Форми зв’язку вологи з матеріалом.

Механізм процесу сушіння в значній мірі визначається формою зв’язку вологи з матеріалом: чим більша енергія зв’язку вологи з матеріалом. тим складніше протікає процес сушіння, при якому порушується зв’язок вологи з матеріалом.

П.А.Ребиндером запропонована наступна класифікація форм зв’язку вологи з матеріалом:

1) хімічний зв’язок;

2) фізико-хімічний зв’язок;

3) фізико-механічний зв’язок.

Хімічно зв’язана волога має найбільшу енергію зв’язку з матеріалом і може бути виділена з нього при нагріванні до високих температур або в результаті проведення хімічних реакцій (в процесі сушіння не виділяється).

В процесі сушіння, як правило, виділяється волога зв’язана з матеріалом фізико-хімічно і фізико-механічно.

Найбільш легко виділяється механічно зв’язана волога, яка в свою чергу ділиться на: 1) макрокапілярів;

2) мікрокапілярів d < 10^-6 см)

Макрокапіляри заповнюються вологою при безпосередньому контакті матеріалу з водою, а в мікрокапіляри – як при безпосередньому контакті матеріалу з водою, так і при поглинанні її з навколишнього середовища.

Фізико-хімічний зв’язок має два види вологи:

1) адсорційно зв’язану вологу;

2) осмотично зв’язано вологу.

Адсорбційно зв’язана волога міститься на поверхні матеріалу і в його каналах. Осмотично зв’язана волога міститься в середині клітин матеріалу за рахунок осмотичних сил.

Енергія зв’язку адсорбційно зв’язаної вологи значно перевищує енергію зв’язку осмотичної вологи.

Для технологічних розрахунків вологість в матеріалах розділяють на два види:

1) на вільну вологу;

2) зв’язану вологу.

Вільна волога випаровується з матеріалу зі швидкістю випаровування води з вільної поверхні. У випадку наявності в матеріалі вільної вологи p_м = p_н.

p_н – тиск насиченої пари води над її поверхнею.

При наявності зв’язаної вологи в матеріалі швидкість її випаровування з нього менше швидкості випаровування її з вільної поверхні води, тобто p_м < p_н.

Гігроскопічна точка розділяє область вільної і зв’язаної вологості.

G₁ –кількість матеріалу що поступає на сушіння; G ₂ - кількість матеріалу після сушіння; W- кількість випареної вологи. Тоді по загальній масі

Матеріальний баланс по сухому матеріалу

Це все матеріальні баланси по матеріалу.

ІІ тип рівнянь складають по волозі, що знаходиться в повітрі.

L− кількість повітря, Х₀ − вологовміст повітря до сушіння, Х_к- вологовміст повітря після сушіння

l − питомий розхід повітря

0-1-2 − зображено процес сушки по нормальному сушильному варіанту, що складається з двох стадій: 0-1 − нагрівання повітря в калорифері, 12 − сушіння.

Таким чином, для визначення питомої витрати повітря на сушіння використовують І-х діаграму

Дата добавления: 2014-01-07