Контактна сушка

Контактна сушка, або сушка, на гріючих поверхнях здійснюється при атмосферному тиску і під вакуумом, що знижує температуру сушки і збільшує її швидкість.

Матеріальний баланс контактної сушки можна описати рівнянням (14.8) і (14.9).

Тепловий баланс контактної сушки відображає два періоди здійснення процесу: нагрівання матеріалу до початкової температури сушки і власне сушка.

Відповідно витрата теплоти на нагрів матеріалу (перший період процесу контактної сушки) складе

де G_с._в — кількість сухої речовини, що міститься у вологому матеріалі, що подається на сушку; с_с.в — теплоємність сухої речовини; t_с.н, t_н – початкові температури сушки і вологого матеріалу; W — кількість вологи, що міститься в початковому матеріалі і випаровується в процесі сушки; c_в — теплоємність вологи; Q_п._н — втрати в навколишнє середовище при нагріванні матеріалу.

Витрата теплоти власне на сушку (другий період) складає

де t_с.к — кінцева температура сушки; i — ентальпія водяної пари, що утворюється при сушці; Q_п._с — втрати теплоти в навколишнє середовище при сушці.

15.5 Радіаційна сушка здійснюється підведенням до матеріалу теплової енергії потоком інфрачервоного проміння. Оскільки питомі теплові потоки до матеріалу в десятки разів перевищують відповідні величини при контактній і конвективній сушці, відбувається інтенсивний нагрів і випаровування вологи з висушуваних тіл.

Як нагріваючі пристрої при радіаційній сушці застосовують або спеціальні електролампи із збільшеними нитками розжарення, або екрани або панелі, що нагріваються газом або електричним струмом. У сучасних установках ефективно використовуються випромінюючі насадки з безполуменевими пальниками. Радіаційні сушарки компактні і ефективні для сушки тонколистових матеріалів і забарвлених поверхонь.

Діелектрична сушка (сушка струмами високої частоти) призначена для висушування товстошарових матеріалів, коли необхідно регулювати швидкість сушки, температуру і вогкість не тільки на поверхні, але і в глибині матеріалу.

Фізичні основи діелектричної сушки полягають у тому, що під дією електричного поля іони і електрони в матеріалі міняють напрям руху синхронно із зміною заряду електродів, полярні молекули здобувають обертальний рух, а неполярні молекули поляризуються в результаті зсуву їх зарядів. Ці процеси приводять до виділення теплоти, яка рівномірно нагріває матеріал, сприяючи переміщенню вологи до периферійних шарів і випаровування її з поверхні тіла.

Таким чином можна сушити матеріали, що володіють діелектричними властивостями. Проте діелектрична сушка вимагає витрат енергії, що у декілька разів перевищують відповідні витрати на контактну або конвективну сушку, а також складнішого і дорожчого устаткування.

Сушка сублімації — видалення вологи, що знаходиться в матеріалі у вигляді льоду, переведенням в пару, минувши рідкий стан. Теплота, що витрачається на випаровування вологи, підводиться до матеріалу випромінюванням від порожнистих плит, що обігріваються теплоносієм (гарячою водою). Залишковий тиск в сушарках сублімацій складає 13... 133 Па (0,1... 1,0 мм рт. ст.), температура порядку - 50 °С.

Сушку виробляють при м'якому обігріві замороженого матеріалу, оскільки кількість передаваної теплоти не повинна перевищувати її витрату на сублімацію льоду без його плавлення.

Спосіб сушки сублімації дорогий і доцільний тільки в тих випадках, коли до висушеного продукту пред'являються високі вимоги по збереженню властивостей при тривалому зберіганні (зокрема, біологічних).

Сушку сублімації застосовують для висушування плазми крові, лікарських препаратів, високоякісних продуктів харчування і т.д.