Кінетика процесу сушіння.

Процес сушіння протікає зі швидкістю, яка залежить від форм зв’язку вологи з матеріалом і механізму переміщення в ньому вологи.

Кінетика сушіння характеризується зміною в часі середньої вологості матеріалу. Залежить між вологістю матеріалу і часом зображається кривою сушіння. Крива сушіння − це зміна вологості матеріалу в часі ( -вологість по сухому - це відношення маси вологи до маси сухого матеріалу).

Найбільш часто зустрічаються криві сушіння які складаються з таких окремих періодів:

1. Період прогрівання

2. Період постійної швидкості (перший період) до досягнення _кр.

3. Період падаючої швидкості для _c < _кр

Період падаючої швидкості може складатися з двох ділянок різної кривизни і відповідно характеризується кр1 і кр2. Швидкість сушіння рівна

може виражатися в або .

Рис. Крива сушіння вологого матеріалу

− тангенс кута нахилу, характеризує швидкість сушіння.

I − період:

− − період постійної швидкості сушіння.

ІІ період: − період падаючої швидкості сушіння.

К − гігроскопічна вологість − це перша критична вологість _кр.

Це графік кривої швидкості сушіння.

Від до де випаровування вологи відбувається з поверхні, а підвід (дифузія) вологи до поверхні відбувається у вигляді рідини. В цьому віипадку поверхня випаровування − це зовнішня поверхня матеріалу. Коли вологість стає менша, ніж , відбувається процес прогріву матеріалу, випаровування пари в об’ємі матеріалу і потім тільки дифузія пари до поверхні і далі від поверхні в об’єм навколишньго повітря.

1, 2, 3, 4, 5 − криві, які характеризують різні форми зв’язку вологи з матеріалу і різні структури.

Зміна температури в процесі сушіння. Температура матеріалу - в першому періоді величина стала і дорівнює T_мт− температурі мокрого термометра, в другому періоді температура матеріалу збільшується і при досягненні стану рівноваги вона дорівнює температурі відпрацьованого повітря.

Механізм випаровування та визначення часу сушіння

Швидкість сушіння визначає один із важливих технологічних параметрів – інтенсивність випаровування вологи з матеріалу m. Інтенсивність випаровування – визначається кількістю вологи W, що випаровується з одиниці поверхні F за одиницю часу

Інтенсивність випаровування вологи пов’язана з механізмом тепло- і масообміну вологого матеріалу з навколишнім середовищем. Цей механізм складний і включає в себе переміщення вологи з глибини до поверхні матеріалу і переміщення вологи у вигляді пари у навколишнє середовище.

Кожен з цих процесів характеризується власними закономірностями і протікає з різною швидкістю у різні періоди.

Перший період

В перший період швидкість випаровування з поверхні матеріалу прирівнюється до швидкості випаровування з вільної поверхні рідини і визначається за законом Дальтона.

Рм = Рн

Рівняння вологовіддачі з поверхні матеріалу.