Articolul de uscare despre Dicționar gratuit
uscare
Uscare
îndepărtarea unui lichid, de obicei apă, din substanțe solide, lichide și gazoase. De regulă, uscarea îndepărtează umezeala legată de material din punct de vedere fizico-chimic (prin adsorbție sau osmoză) și mecanic (umiditatea din macrocapilare și mi-crocapilare). Umezeala legată chimic nu poate fi îndepărtată prin uscare. Scopul uscării este de a păstra proprietățile fizico-chimice ale materialelor, de a asigura, în multe cazuri, conservarea materialelor pe perioade prelungite și de a elimina excesul de greutate la expediere. În industrie, uscarea materialelor solide umede se efectuează de obicei în timpul pregătirii materialelor pentru prelucrare, utilizare sau depozitare.
Uscarea este un proces însoțit de schimb de căldură și masă între agentul de uscare, de exemplu, aerul sau gazele de ardere, și umiditatea materialului care este uscat. Presiunea de vapori a lichidului pe suprafața unui material solid crește odată cu temperatura, iar vaporii se difuzează în fluxul agentului de uscare. Gradientul de concentrație din umiditatea materialului rezultat din acest proces forțează umiditatea să se deplaseze de la straturile mai adânci la suprafață cu o rată dependentă de caracterul legăturii dintre umiditate și material. În uscare naturală, unde nu există mișcare forțată a agentului de uscare (evaporare liberă), procesul se desfășoară încet; este accelerat atunci când un flux încălzit de agent de uscare curge pe lângă material, adică atunci când este utilizată uscarea artificială. Acest articol se va ocupa doar de uscarea artificială și de diferitele tipuri de uscătoare industriale.
Selectarea condițiilor de uscare, cum ar fi temperatura, presiunea și viteza agentului de uscare, depinde de proprietățile fizico-chimice ale materialului care se usucă. Printre proprietățile care trebuie luate în considerare se numără tendințele de a se contracta (lemnul), de a forma cruste groase la suprafață (anumite săruri) și de a suferi o creștere a fragilității sau a termostabilității (hârtia).
În funcție de metoda de alimentare cu căldură, uscătoarele sunt clasificate drept convecție (contact direct între materialul care este uscat și fluxul de agent de uscare preîncălzit), contact (contact între materialul care se usucă și o suprafață încălzită), îngheț (îndepărtarea umidității din starea înghețată sub vid), dielectric-căldură (îndepărtarea umezelii prin acțiunea câmpurilor electrice de înaltă frecvență) și energie radiantă (uscarea din radiațiile infraroșii).
Uscătoarele prin convecție de diferite modele (compartiment, rotativ, pneumatic, cu pat fluidizat, spray) sunt utilizate pe scară largă în industrie. În tipul de bază al uscătorului cu convecție (Figura 1, a), agentul de uscare, care este încălzit mai întâi într-un încălzitor la temperatura maximă permisă, trece prin uscător și intră în contact direct cu materialul care este uscat (produse alimentare, medicamente, compuși chimici). Agentul de uscare este încălzit și trecut prin uscător o singură dată, care este trăsătura distinctivă a acestui tip de uscător.
La materialele de uscare care nu sunt termostabile, de exemplu, polietilena, agentul de uscare este încălzit doar parțial în încălzitorul principal și este apoi alimentat în camera de uscare la o temperatură permisă pentru materialul care este uscat. Agentul obține echilibrul de căldură necesar uscării prin încălzitoare suplimentare montate în camera de uscare.
Uscătoarele în care o parte din aerul încălzit este recirculat (Figura 1, b) sunt adesea utilizate la uscarea materialelor precum lemnul și produsele ceramice formate. Recircularea aerului reduce diferența de temperatură și conținutul de umiditate dintre aerul de la intrarea și ieșirea uscătorului și asigură o uscare mai uniformă. Uscătoarele în care gazele inerte sau aerul circulă pe o cale închisă sunt utilizate pentru a usca materiale inflamabile și explozive sau pentru a extrage produse valoroase (alcooli, eteri) din materialul care este uscat. Designul uscătorului va depinde de sarcina la îndemână.
Uscătoare rotative - utilizate pentru uscarea materialelor fin împărțite și în vrac (îngrășăminte azotate, pirite de fier, clorură de potasiu, cereale) - constau dintr-un cilindru care are zboruri interne pentru duș și amestecarea materialului pentru a îmbunătăți contactul cu agentul de uscare (Figura 2) . Cilindrul este montat fie orizontal, cu inele proeminente sprijinite pe rolele de susținere, fie cu o ușoară înclinare
(0,5 ° –3 °). Diametrul cilindrului poate fi de 3.500 mm, iar lungimea este de 3.5-7 ori diametrul. Cilindrul se rotește încet (0,5-8 rpm).
Uscătoarele pneumatice - pentru uscarea materialelor granulare (cărbune, acid adipic) cu un curent de agent de uscare fierbinte - constau dintr-un canal de transport vertical dintr-o singură bucată sau în secțiune (Figura 3). Materialul care este uscat este deplasat prin conductă printr-un flux de agent de uscare, a cărui viteză depășește viteza de cădere liberă a celor mai mari granule (de obicei 10-40 m/sec). Concizia de contact (1-5 sec) face ca acest uscător să fie potrivit pentru materiale care nu sunt termostabile, chiar și atunci când agentul de uscare este la o temperatură ridicată.
La uscătoarele cu pat fluidizat, datorită posibilității unei amestecări intensive a materialului și a schimbului accelerat de căldură și masă, agentul de uscare poate fi utilizat la temperaturi ridicate. Combinând simplitatea proiectării cu productivitate ridicată și ușurință în automatizare, aceste uscătoare au găsit o varietate de utilizări în industria chimică și în metalurgia neferoasă.
Uscătoarele cu pulverizare sunt utilizate pentru a usca substanțe lichide cu vâscozitate crescută (lapte, sânge, albumină), care sunt pulverizate într-un flux de agent de uscare fierbinte (Figura 4). Datorită suprafeței mari a
materialul pulverizat, procesul de evaporare a umezelii este intens, iar timpul de uscare este scurt (15-30 sec). Cu o uscare extrem de rapidă, temperatura suprafeței particulelor se apropie de temperatura de evaporare adiabatică a lichidului pur, chiar și atunci când agentul de uscare este la o temperatură ridicată. Materialul care este uscat, care este sub formă de emulsii, suspensii sau soluții, este pulverizat de atomizoare mecanice sau pneumatice. Uscătoarele sunt prevăzute cu unități pentru prinderea particulelor antrenate din materialul care se usucă.
Uscătoarele continue cu tavă sunt utilizate pentru materialele în vrac și fibroase (fibre artificiale, anumiți polimeri). Aici, materialul care este uscat se deplasează peste o centură nesfârșită (sau peste mai multe curele dispuse consecutiv) întinse între un tambur de acționare și un tambur acționat (Figura 5). Uscarea se realizează prin aer cald sau gaze arse care se deplasează fie paralel, fie perpendicular pe centură.
Uscătoarele de contact, cum ar fi uscătoarele cu tambur, sunt utilizate pentru a usca materialele lichide și pastele (xantate ale metalelor alcaline) la presiunea atmosferică sau sub vid. Uscătoarele cu tambur includ tipuri cu tambur simplu și dublu, a căror componentă principală este un tambur cu rotație lentă (2-10 rpm) în care se introduce abur printr-un jurnal gol și din care este îndepărtat condensul. Materialul care se usucă se aplică ca o peliculă subțire (1-2 mm) pe suprafața tamburului și, după uscare, este îndepărtat cu un cuțit. Uscătoarele cu vid cu un singur tambur și cu două tamburi sunt prezentate în Figura 6.
Uscătoarele congelate sunt utilizate pentru uscarea produselor alimentare și a preparatelor medicinale (antibiotice, plasmă), păstrând în același timp principalele proprietăți biologice ale materialului. Aici, umezeala este îndepărtată în stare înghețată sub vid (presiune reziduală de 6,65-332,5 newtoni/m 2 sau 0,05-2,5 mm Hg) la o temperatură de aproximativ 0 ° C. Cea mai mare parte a umezelii (60-85%) este evaporată în cameră, cantitatea rămasă fiind îndepărtată de
uscarea sub vid implicând aplicarea căldurii (la o temperatură de 30 ° –45 ° C). Căldura necesară pentru uscare este furnizată materialului de pe suprafețe fierbinți sau de radiații de la ecrane încălzite. Deoarece cu uscare prin congelare nu există oxidare din oxigenul atmosferic și nu se modifică dimensiunile produsului, este posibil să se obțină produse de înaltă calitate care abordează produsele proaspete în indici organoleptici și conținutul de vitamine și substanțe odorifere și alte substanțe.