Сушка процесс. Сушка. Механическим путем фильтрования, прессования, центрифугирования (однако этим способом нельзя полностью удалить влагу) и тепловым
 Скачать 325.29 Kb.
|
|
Сушка. Оборудование для проведения сушки Обезвоживание материала производится с целью повышения качества готового продукта, предупреждения слеживаемости, удешевления его транспортировки. Обезвоживание топлива, например. Повышает его теплотворную способность и температуру горения. Удаление влаги производится двумя способами: механическим — путем фильтрования, прессования, центрифугирования (однако этим способом нельзя полностью удалить влагу) и тепловым — путем испарения влаги, то есть сушкой. Процесс сушки - удаление влаги из твердых влажных, пастообразных или жидких материалов (суспензий) путем ее испарения и отвода образовавшихся паров. Сушка применяется в химической промышленности и во всех отраслях пищевой промышленности (в свеклосахарном, спиртовом, пивоваренном и других производствах). Сушке подвергаются зерно, хлеб, макаронные изделия, мармелад, пастила, молоко, яйца, фрукты, овощи и др. Это тепловой и диффузионный процесс, при котором влага удаляется из продукта за счет тепловой энергии, подводимой к нему. Многие процессы химической технологии связаны с обработкой твердых веществ в растворенном или диспергированном виде в какой-либо жидкой среде (воде, opганическом растворителе), а при необходимости получения сухих продуктов используют процессы сушки. Многообразие материалов, подвергаемых сушке, и значительные различия их по химической природе, структуре, физическим и гигроскопическим свойствам требует применения разнообразных способов сушки и аппаратурного оформления. Систематизация высушиваемых материалов и сушильного оборудования на основе классификаций по определяющим характеристикам облегчает задачу выбора рационального способа сушки и эффективного типа сушильного аппарата. Наиболее существенными признаками классификации материалов как объектов сушки являются энергия связи влаги с материалом, характеристика пористой структуры, агрегатное состояние. Различают следующие формы связи влаги с материалом в порядке убывания энергии связи: химическая (вода в кристаллогидратах), физико-химическая (осмотическая и адсорбционная влага) и физико-механическая (капиллярная и свободная влага прилипания). По структуре твердой фазы высушиваемых материалов различают непористые, капиллярно-пористые, коллоидные и коллоидные капиллярно-пористые материалы. Более детально объекты сушки классифицируют по величине радиуса пор и способности материала изменять пористую структуру при высыхании. Классификация объектов сушки по агрегатному состоянию дает возможность осуществить выбор способа сушки и аппаратурного оформления процесса. Согласно этой классификации, высушиваемые материалы разделяются на сыпучие, пастообразные и жидкие. Причем сыпучие материалы подразделяются на кусковые (размер кусков – более 5 мм), крупнозернистые (2 - 5 мм), мелкозернистые (0,5 - 2 мм), порошкообразные (0,01 - 0,5 мм), а также с волокнистой и пластинчатой формой частиц. Пастообразные материалы подразделяются в зависимости от консистенции на густые неподвижные или малоподвижные, тиксотропные и вязкотекучие. Жидкие материалы обрабатываются в виде истинных или коллоидных растворов, взвесей, суспензий и композиционных систем (например, синтетические моющие средства). Все разнообразие способов сушки и типов сушильных аппаратов можно разделить на следующие основные группы в соответствии с классификационными признаками:
Наиболее удобной характеристикой сушильных аппаратов является гидродинамический режим, который можно представить как способ взаимодействия слоя высушиваемого материала с греющей поверхностью или агентом сушки. В соответствии с этим можно выделить три основные группы сушильных аппаратов: 1) сушилки с неподвижным или движущимся плотным слоем материала (камерные, тарельчатые, ленточные, вальцовые, шахтные); 2) сушилки с механически перемешиваемым слоем материала (шнековые, роторные, барабанные, вибрационные); 3) сушилки со взвешенным слоем материала (пневматические трубные, вихревые, распылительные, аэрофонтанные, кипящего слоя). В объектах сушки механизм переноса влаги определяется материала, его влагосодержанием и условиями сушки. Сушилки с неподвижным или движущимся плотным слоем материала. Существует обширный класс сушильных аппаратов, в которых высушиваемый материал (кусковой, гранулированный, зернистый, волокнообразный, листовой, пастообразный, жидкий) находится в зоне сушки в виде неподвижного или медленно движущегося плотного слоя. Отличительной особенностью сушилок этого класса является наличие камеры коробчатой или цилиндрической формы с размещенными внутри слоями высушиваемого материала и устройствами для его транспортирования. Подвод тепла в них осуществляется конвективным, кондуктивным, высокочастотным, радиационным или комбинированным способом. По признаку наличия камеры эти сушилки часто называют камерными. Все они в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на полочные, туннельные, тарельчатые, ленточные, вальцовые, шахтные. Нагретый свежий воздух вентилятором 7 в калорифере 1 подается вниз камеры сушилки, где он движется вдоль полок, два раза меняя направление и дважды подогреваясь в калориферах 4 и 5 Отработанный воздух выбрасывается в атмосферу, но часть его с помощью регулирующего шибера 2 направляется на смешение со свежим воздухом. Таким образом, сушилка работает с промежуточным подогревом и частичной рециркуляцией воздуха, что обеспечивает «мягкие» условия сушки. Сушилка представляет собой герметически закрывающуюся камеру круглого сечения (иногда прямоугольного), снабженную рядом нагреваемых изнутри горизонтальных плит (полок) 3. Высушиваемый материал укладывается на эти плиты либо непосредственно, либо на съемных противнях. Образующиеся при сушке пары, которые обычно разбавлены небольшим количеством воздуха, проникающего через неплотности или десорбированного из материала, отсасываются вакуум-насосом через конденсатор. Конденсат отводится по назначению, а остаточная парогазовая смесь выбрасывается вакуум-насосом в атмосферу. Поверхность нагрева вакуум-сушильных шкафов достигает 250 м2, а масса загружаемого продукта составляет 100 - 160 кг/м2 этой поверхности. Сушилки этого типа металлоемки и малопроизводительны: напряжение греющей поверхности по испаренной влаге составляет всего 0,5 - 3,5 кг/(м2*ч), что объясняется низкой теплопроводностью слоя материала но полным контактом его с поверхностью нагрева. |