Rata de uscare - o prezentare generală Subiecte ScienceDirect

Vitezele de uscare sunt controlate de viteza cu care se aplică căldură produsului, viteza cu care umezeala internă a produsului este eliberată de pe suprafața sa și viteza cu care aerul umed este eliminat din zona care înconjoară produsul.

Termeni asociați:

• Temperatura aerului
• Uscare prin pulverizare
• Viscozitate
• Evaporare
• Proteină
• Diafiltrare
• Proces de uscare

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Operațiuni de unitate

Timp de uscare

Timpul necesar pentru a obține starea de uscare dorită poate fi găsit prin integrarea expresiilor pentru viteza de uscare în raport cu timpul. În condiții de uscare constantă și în timpul ratei de uscare constantă, de la ec. (11.158):

Deoarece Nc și Ms sunt constante în timpul uscării cu rată constantă, singurele variabile din ecuație. (11.166) sunt X și t. Separarea variabilelor și integrarea oferă:

Ecuația (11.168) este utilizată pentru a estima Δt, timpul necesar uscării solidelor de la un conținut inițial de umiditate de X0 până la un conținut de umiditate final de X1 când viteza de uscare este constantă. Din definiția ratei de uscare din ecuație. (11.158), X0 și X1 sunt conținuturi de umiditate exprimate pe bază de masă uscată folosind unități de, de exemplu, kg kg -1 de solid uscat.

În timpul perioadei de scădere a ratei de uscare, rata de uscare N nu mai este constantă. Ecuațiile pentru timpul de uscare în această perioadă pot fi dezvoltate în funcție de relația dintre N și X și de proprietățile solidului. Modelele cinetice pentru prezicerea curbei ratei de uscare, inclusiv în timpul perioadei de rată de scădere, când mecanismele interne de transfer de căldură și masă sunt limitate, sunt descrise în altă parte [43] .

Timp de uscare în timpul uscării cu viteză constantă

Enzima precipitată este filtrată și solidele filtrante spălate și uscate înainte de ambalare. Turta de filtru spălată conținând 10 kg de solide uscate și 15% apă măsurată pe bază umedă este uscată într-un uscător de tavă în condiții de uscare constantă. Conținutul critic de umiditate este de 6%, pe bază uscată. Suprafața disponibilă pentru uscare este de 1,2 m 2. Temperatura aerului în uscător este de 35 ° C. La umiditatea aerului utilizată, temperatura suprafeței solidelor umede este de 28 ° C. Coeficientul de transfer de căldură este de 25 J m −2 s −1 ° C −1. Ce timp de uscare este necesar pentru a reduce conținutul de umiditate la 8%, pe bază umedă?

Soluţie

Conținutul de umiditate inițial și final exprimat pe bază umedă trebuie convertit în bază uscată:

Deoarece X1 este mai mare decât conținutul critic de umiditate Xc = 0,06, întreaga operație de uscare are loc cu o rată de uscare constantă. Ecuația (11.165) este utilizată pentru a determina valoarea lui Nc. Din tabelul D.1 din apendicele D, căldura latentă de vaporizare Δhv pentru apă la 28 ° C, temperatura de suprafață a solidelor în care are loc evaporarea, este de 2435,4 kJ kg −1. Prin urmare:

Aplicarea ecuației (11.168) pentru a calcula timpul de uscare:

Timpul necesar pentru uscare este de 2,9 ore.

Uscare

John R. Wagner Jr.,. Harold F. Giles Jr., în Extrusion (Ediția a doua), 2014

34.1 Definiții de uscare și factori care afectează uscarea

Uscarea are loc atunci când există o diferență de presiune a vaporilor între umiditatea peletei și aerul înconjurător. Umiditatea migrează către mediul cu cea mai mică presiune de vapori. Dacă aerul este mai uscat decât peletele, umezeala migrează din pelete în aer. Pe de altă parte, dacă umiditatea din aer este mai mare decât în ​​pelete, apa va migra către pelete. Procesul de eliminare a umezelii din interiorul peletelor este prin difuzie și necesită timp. Pe măsură ce umiditatea migrează de la suprafața peletei către aer (presupunem că aerul are un conținut mai mic de umiditate), umezeala din centrul peletei se difuzează către suprafața peletei, unde conținutul de umiditate este mai mic. Încălzirea peletelor crește difuzia umezelii prin pelete. Acest lucru mărește, de asemenea, migrația umidității de la suprafața peletei către aer.

Termenii utilizați pentru a descrie factorii de uscare sunt după cum urmează:

Procentul de greutate din umiditate din plastic

Umiditatea relativă este umiditatea reală a aerului în comparație cu aerul saturat cu apă la temperatura respectivă. Cu cât temperatura aerului este mai ridicată, cu atât aerul poate păstra mai multă umiditate. Aerul cald de vară poate deține mult mai multă umiditate decât aerul rece de iarnă. În mod similar, aerul fierbinte dintr-un cuptor de uscare poate menține mai multă umiditate la o temperatură mai ridicată. Dacă aerul fierbinte are o umiditate ridicată, materialele plastice pot absorbi cu ușurință umiditatea din aer, crescând conținutul lor de umiditate. Punctul de rouă al aerului determină umiditatea aerului. Punctul de rouă este temperatura la care umezeala se condensează din aer. Umiditatea mai mică din aer se corelează cu un punct de rouă mai scăzut. Un punct de rouă de -20 ° C înseamnă că aerul trebuie răcit la 20 ° C înainte ca umezeala să se condenseze din aer. Dacă punctul de rouă este de −4 ° F (-20 ° C), umiditatea relativă în aerul de 250 ° F (121 ° C) este foarte scăzută, ceea ce ajută la migrarea umezelii de la pelete la aer. Procentul în greutate de umiditate din plastic este dat de Eqn (34.1):

Cinci procente de umiditate înseamnă că fiecare 100 lb de rășină plastică cântărește de fapt 95 lb, deoarece conține 5 lb de apă.

Factorii care afectează rata de uscare sunt după cum urmează:

Temperatura aerului care înconjoară peletele - La temperaturi mai ridicate, aerul poate reține mai multă apă, iar rata de difuzie a peletelor este mai rapidă.

Punct de rouă a aerului - Punctul de rouă mai scăzut scade conținutul de umiditate al aerului și oferă o forță motrice mai mare pentru migrarea apei din peletă în aer. Combinarea temperaturii ridicate cu un punct de rouă scăzut generează un diferențial de presiune mai mare între umiditatea din plastic și aer.

Procentul de umiditate în greutate din plastic - Un conținut mai ridicat de umiditate necesită mai mult timp pentru a îndepărta sau reduce umiditatea la o concentrație acceptabilă.

Debitul de aer în jurul peletelor - Debitul de aer în jurul fiecărei pelete este esențial pentru a îndepărta aerul umed (aerul în care umezeala a migrat deja din peletă în aer) și înlocuiți-l cu aer uscat. Aerul uscat nou menține o diferență de presiune a vaporilor între aer și suprafața peletei. Debitul de aer necesar pentru o uscare adecvată depinde de capacitatea de căldură a plasticului și de temperatura de uscare a aerului. (Capacitatea de căldură este căldura necesară pentru a crește o masă specifică cu un grad.)

Tabelul 34.4. Unele condiții tipice de uscare a rășinii

Conținut de umiditate a rășinii,% temperatură de uscare, ° F (° C) Timp de uscare tipic, h ∗

ABS	0,05	175 (79)	2-3
Policarbonat	0,02	250 (121)	4
Polibutilen tereftalat	0,02	275 (135)	2–4
Polietilen tereftalat	0,01	300 (150)	2–6
Sulfura de polifenilenă	0,02	300 (150)	4
Acetal	0,02	210 (99)	2
Stiren acrilonitril	0,02	190 (88)	3

Un ghid general pentru debitul de aer al uscătorului este de 1,0 picior cub pe minut (cfm) de aer pe kilogram de plastic care este procesat pe oră.

Prelucrarea pulberilor și a echipamentelor de prelucrare

Viteza de uscare

În timpul perioadei de rată de uscare constantă, rata de uscare Rc este aparent egală cu rata de evaporare de la suprafața apei libere:

---