Кинетика процесса сушки

Сушка материалов происходит в несколько стадий: 1) переход влаги в пар (испарение), что требует подвода теплоты; 2) перемещение влаги к поверхности материала (внутренний массообмен); 3) перемещение пара с поверхности в окружающую среду (внешний массообмен). Количество удаляемой влаги зависит от степени развития каждого из этих процессов. Важно отметить, что при сушке уменьшается содержание влаги на поверхности, и это создает градиент концентрации по сечению тела. Поэтому в теле возникает поток влаги из глубинных слоев к поверхности, навстречу которому направлен поток теплоты. Таким образом, при сушке происходят сложные процессы влаго- и теплообмена, которые влияют друг на друга через энтальпию и влагосодержание как материала, так и окружающей его среды.

В процессе сушки необходимо не только подвести теплоту и влагу к поверхности тела, но и удалить с нее водяной пар. Для непрерывности этих процессов следует поддерживать на определенном уровне разность парциальных давлений пара на поверхности тела и в окружающей среде. Как правило, этого удается достичь постоянным обновлением сушильного агента – воздуха, дымовых газов.

Большой интерес представляет определение скорости сушки. Экспериментально установлено, что она характеризуется плотностью потока влаги через единицу поверхности в единицу времени (кг/(м² · с) и зависит от формы связи жидкости с материалом, а также от механизма ее перемещения в высушиваемом теле.

Обычно кинетику сушки характеризуют изменением во времени среднего влагосодержания материала . Скорость сушки можно определить по следующей формуле

.