Vsádková sušárna

• Celkové množství vody odpařené během sušení

• Bilance hmotnosti vlhkosti v materiálu

• Hmotnost sušiny m_C se během sušení nemění, takže lze upravit rovnici do tvaru

kde a_c= (A/m_c) – měrný povrch sušeného materiálu a N_A=-dW_A/dτ – měrná rychlost sušení

• Celkové množství vysušené vody

kde U_ai – vstupní vlhkost, <U_ae> střední výstupní vlhkost

• Bilance entalpie

I_i – vstupní relativní měrná entalpie vzduchu

<I_e> - střední výstupní relativní měrná entalpie vzduchu

I_m0 , I_mr – počáteční a konečná relativní měrná entalpie sušeného materiálu

• Pokud je vzduch před vstupem do sušárny ohříván v kaloriferu je množství tepla dodané do kaloriferu ze clou dobu sušení Q_K

• Měrná spotřeba sušícího plynu l (hmotnost suchého plynu potřebného na vypaření jednotkové hmotnosti vlhkosti

• Měrná spotřeba tepla q (teplo potřebné k vysušení jednotkové hmotnosti vlhkosti)

• Tepelná účinnost sušárny η (poměr tepla spotřebovaného na vypaření vlhkosti k celkovému dodanému teplu)

18. Materiálová a entalpická bilance kontinuální protiproudé sušárny a kaloriferu. Konstrukce některých sušáren.

• Sušárnou protéká jak sušící plyn tak sušený materiál

• V kaloriferu je vzduch s hmotnostním průtokem sušeného vzduchu m_B ohříván nepřímo (topnou parou) tepelným příkonem Q_K z teploty t₀ na teplotu t_i, čímž se zvýší jeho relativní měrná entalpie z I₀ na I_i, vlhkost vzduchu se v kaloriferu nemění

• V sušárně se vlhkost vzduchu zvýší na hodnotu U_Ae a jeho teplota a relativní měrná entalpie se změní na hodnoty t_e a I_e

• Materiál s průtokem sušiny m_c vstupuje do sušárny s vlhkostí W_Ai a teplotou t_mi a vystupuje s W_Ae a t_me, relativní měrná entalpie materiálu na vstupu a výstupu jsou I_mi a I_me, tepelný příkon sušárny je označen jako Q_i a tepelné ztráty Q_z

• Hmotnost odpařené vody za jednotku času lze vyjádřit

• Entalpická bilance sušárny

• Ke zvýšení energetické účinnosti sušícího procesu a ke snížení maximální teploty plynu (a tím i sušeného materiálu) lze využít buď vhodně uspořádanou vícestupňovou sušárnu nebo sušárnu s recyklací části plynu.

• Recyklační poměr

• Stav směsi vzduchu po smíchání čerstvého s recyklovaným lze popsat parametry m_M, t_M, U_AM, I_M

• Recirkulace vzduchu znamená zvýšení průtoků v sušící komoře, tedy zvýšení rychlosti proudění a intenzifikaci přestupu tepla i hmoty

• Definujeme měrnou spotřebu vzduchu l, měrnou spotřebu tepla q, tepelnou účinnost η

• Pro zvýšení účinnosti je výhodné řídit sušárnu tak, aby teplota vystupujícího plynu byla nízká

Konstrukce sušáren

• Rotační bubnová sušárna – kontinuální zařízení, hlavní částí je pomalu rotující buben umístěný s mírným sklonem, v bubnu postupuje a přesýpá se materiál, který je v kontaktu se sušicím plynem a na konci bubnu materiál vypadává, vestavby uvnitř sušárny umožňují zvětšit povrch styku sušeného materiálu a sušicího média

• Rozprašovací sušárna – tvořena svislým válcem s konickým z´žením v dolní části, sušený materiál nebo jeho suspenze se rozprašuje pomocí sprchové růžice s tryskami nebo rychle se otáčejícího kotouče do proudu horkého vzduchu, rozprášené kapičky sušeného materiálu jsou malé a po odpaření kapaliny z nich vzniká jemný prášek

• Proudová sušárna – souproudé kontinuální zařízení, vlhký materiál je dávkován šnekovým podavačem a unášen horkým vzduchem, který materiál suší, v odlučovači se odděluje suchý materiál a ventilátorem se odvádí vlhký vzduch do ovzduší

• Komorová sušárna – pracuje vsádkově, do uzavřené komory se zaveze vozík s patry na nichž je umístěn vlhký materiál, v komoře se nacházejí kalorifery, ventilátor způsobuje tok vzduchu přes kalorifer do sušicí komory, kde se zvyšuje jeho vlhkost

• Kontaktní sušárny – k přenosu tepla dochází vedením, přímým kontaktem materiálu s vyhřívanou plochou, k vyhřívání plochy lze využít vodní páru, úkolem sušicího plynu je jen odvádění vlhkosti

• Sublimační (lyofilizační) sušárna – materiál se nejprve prudce zmrazí, aby vznikly malé ledové krystalky nepoškozující strukturu materiálu, poté dochází k sublimaci – do tlaku 100kPa se přivádí teplo z kontaktních ploch, ale nesmí dojít k překročení teploty tání ledu

•