3.8. Варіанти процесу сушіння

При визначеному сполученні властивостей сушильного агента і швидкості його руху щодо матеріалу досягається той чи інший режим сушіння в конвективній сушарці.

У сушарці основного варіанта (раніше розглянутого) створюються жорсткі умови сушіння, тому що всі тепло, необхідне для випару вологи з матеріалу, підводиться однократно (у зовнішньому калорифері) і повітря нагрівається відразу до відносно високої температури t, що є звичайно гранично припустимої для матеріалу, що висушується. При перевищенні цієї температури можливе розкладання матеріалу чи погіршення його якості. При нагріванні в калорифері вологовміст повітря залишається незмінним і різко падає його відносна вологість. Тому сушіння за основною схемою відбувається при значному перепаді температур, в атмосфері повітря з малим вологовмістом х и низьким значенням відносної вологості φ.

У ряді випадків матеріали вимагають сушіння в більш м'яких умовах: у вологому повітрі і при більш низьких температурах. Для цієї мети в сушильній техніці широко застосовують різні варіанти процесу сушіння.

3.8.1 .Сушіння з частковим підігрівом повітря в сушильній камері

У цьому процесі в зовнішньому калорифері К₁ повітря отримує лише частину тепла, а інша частина передається за допомогою додаткового калорифера К₂, встановленого в сушильній камері.

Для простоти на діаграмі I-х зображений процес у теоретичній сушарці, що працює по цьому варіанту. З діаграми видно, що повітря нагрівається в зовнішньому калорифері до температури t'₁, що допускається властивостями матеріалу (вертикаль АВ'), випар вологи з матеріалу зображується лінією В'С. Весь процес у сушарці зображується на діаграмі ламаної АВ'С (Рис. 3.8.).

Рис. 3.8. Зображення теоретичного процесу сушіння з частковим підігрівом повітря в сушильній камері на I-x діаграмі

Загальна кількість тепла на нагрівання повітря складається в даному випадку з тепла, яке підводиться в основному (зовнішньому) калорифері q_к, і тепла, що підводиться в додатковому калорифері q_д:

(124)

чи (125)

де М - відношення масштабів діаграми.

Перевагою описаного варіанта сушіння є те, що в камеру сушарки підводиться повітря, нагріте до більш низької температури, чим за основною схемою сушіння. Це дозволяє проводити процес при перепаді температур t'₁-t₂ менше, ніж у сушарці основної схеми, де зазначений перепад був би дорівнює (t₁-t₂) і треба було б нагріти повітря в зовнішньому калорифері до температури t₁ (точка В), що перевищує припустиму для даного матеріалу ( t'₁).

3.8.2. Сушіння з проміжним підігрівом повітря по зонах

Сушіння, що працює за цією схемою (Рис.3.10.), складається з ряду зон, у кожній з яких установлений додатковий калорифер (на мал. для простоти показані 2 зони).

Такий багаторазовий, чи східчастий, підігрів повітря в сушильній камері дозволяє вести сушіння в м'яких умовах - при невеликому перепаді температур у камері, що і забезпечує більш гнучкі умови сушіння.

Повітря, нагріте у зовнішньому калорифері, проходить зону 1, де витягує з матеріалу частину вологи і трохи охолоджується, після чого надходить у зону 2, на вході в яку нагрівається в калорифері К₁, сушить матеріал, після чого знову підігрівається в калорифері К₂, потім надходить у наступну зону і т.д.

Таким чином, повітря проходить послідовно всі зони, у кожній з яких здійснюється процес сушіння за основною схемою.

Тому зміна стану повітря носить східчастий характер і зображується на діаграмі I-х ламаною лінією АВ'С'В''С''В'''С (для теоретичної сушарки).

Відповідно до схеми (Рис.16), відпрацьоване повітря кожної попередньої ступіні є вихідним для наступної і нагрівається в ній при x=const Отже, (53)

(126)

(127)

нижні індекси відносяться відповідно до вихідного, нагрітого і відпрацьованого повітря, а верхні індекси вказують порядковий номер зони.

Разом з тим витрата абсолютно сухого повітря однакова для всіх зон і дорівнює його витраті для всієї сушарки:

(128)

Рис. 3.9. Крива швидкості сушіння

Рис. 3.10. Принципова схема сушарки з проміжним підігрівом повітря по

зонах

б)

Рис. 3.11. Зображення теоретичного процесу в сушарці з проміжним підігрівом повітря по зонах

Дійсну сушарку, що працює по цьому варіанті, розраховують послідовно від зони до зони, роблячи побудову процесу для кожної зони так само, як для сушарки основної схеми.