1

Dlaczego usuwamy wilgoć? Odpowiedź wydaje się oczywista,

jednak zaskakujące jest stwierdzenie jak często materiał jest suszony, a
następnie ponownie nawilżony w momencie jego użycia, lub w kolejnym
etapie procesu wytwórczego.

Można tu wymienić następujące powody:

1. Zmniejszenie masy – proces suszenia w znacznym stopniu obniża
koszty przechowywania i transportu. Jest to szczególnie istotne w
odniesieniu do poddanej dehydratacji żywności, której masa często
wynosi tylko 10% żywności świeżej.

2. Trwałość w przechowywaniu – reakcje utleniania, enzymatyczne i inne
powodujące pogorszenie zapachu, koloru oraz rozkład żywności i innych
produktów są w wyniku spadku zawartości wilgoci zwolnione lub
zminimalizowane.

3. Zmniejszenie objętości – niektóre materiały w czasie suszenia
znacznie się kurczą co prowadzi do udogodnień w magazynowaniu i
obniża koszty opakowań.

4. Łatwość przesyłania – materiały wilgotne z uwagi na ich lepkość i
tendencje do aglomeracji sprawiają problemy w transporcie. W stanie
suchym materiały te w większości są sypkie i nadają się do dalszej
obróbki czy przesyłania. Często materiał wilgotny musi być mieszany z
materiałem suchym dla polepszenia możliwości jego dalszej obróbki
(również suszenia).

2

5. Polepszenie jakości produktu – w wielu przypadkach proces usuwania
wilgoci odgrywa istotną rolę w rozwijaniu własności materiału.
Zagadnienie to nabrało ostatnio szczególnej aktualności z uwagi na
możliwość kształtowania jakości produktu. Jako przykład można tu podać
otrzymywanie katalizatorów i absorbentów ponieważ proces suszenia
wpływa na wewnętrzną strukturę porów. Dla niektórych materiałów
suszenie jest decydującym czynnikiem w uzyskaniu wysokiej
wytrzymałości materiału (np. ceramika). Wysoki stopień wysuszenia
materiału jest niekiedy podstawowym warunkiem poprawnej pracy
całego urządzenia, którego dany materiał jest częścią składową (np.
transformatory).

6. Trwałość bakteriologiczna – parametr ten jest istotny w odniesieniu do
naturalnych materiałów organicznych. Bakterie nie rozwijają się jeżeli
równowagowa wilgotność względna jest niższa niż 95%. Podobnie
drożdże i pleśnie nie rozwijają się przy wartości tej wilgotności poniżej
75%. Należy pamiętać, iż zazwyczaj taniej jest przechowywać materiały
w stanie suchym niż w lodówce.

Charakter i energia wiązania substancji z cząsteczkami wilgoci

określają ogólną ilość wilgoci, która zdolne jest utrzymać dane ciało przy
jego równowadze fizykochemicznej (termodynamicznej) z otoczeniem.

3

Rys. 1. Schemat izotermy sorpcji (desorpcji)

4

Rys. 2. Graficzna ilustracja rodzajów wilgoci

5

Rys. 3. Klasyfikacja izoterm sorpcji Heissa i Eichnera:

1 – materiał silnie higroskopijny; 2 – umiarkowanie higroskopijny; 3 –

niehigroskopijny

6

Rys. 4. Termogram procesu

suszenia:

I – wilgoć niezwiązana;

II – wilgoć w porach;

III – wilgoć kapilarna;

IV – wilgoć zaadsorbowana w

postaci warstw

polimolekularnych,

V – wilgoć zaadsorbowana w

postaci warstwy

monomolekularnej

7

Tab. 1. Rodzaje wilgoci z materiałem

8

Termodynamika gazu

wilgotnego

Układ:

(A) para cieczy – (B) gaz

(A) para wodna – (B) powietrze

Podstawowe parametry powietrza wilgotnego:

- wilgotność bezwzględna [masowa] (wilgotność absolutna, zawartość

wilgoci):

Y = m

A

/ m

B

[kg

pary wodnej

/ kg

suchego powietrza

]

- wilgotność bezwzględna objętościowa



A

= m

A

/ V

[kg

pary wodnej

/ m

3

wilg. pow.

]

- prężność cząstkowa p

A

:

p

A

V = n

A

RT

p

B

V = n

B

RT

P = p

A

+ p

B

n = m / M

9

Y = (M

A

/ M

B

) [p

A

/ (P – p

A

)]

gdzie: M

A

- masa cząsteczkowa pary wodnej = 18 kg/kmol

M

B

- zastępcza masa cząsteczkowa suchego powietrza = 29

kg/kmol

(M

A

/ M

B

) = 18/29 = 0,622

Y = 0,622 [p

A

/ (P – p

A

)]

p

A

= f(Y)

przy P = const

p

A

/ p

B

= n

A

/ n

B

- wilgotność bezwzględna molowa

Y

m

= p

A

/ p

B

= p

A

/ (P – p

A

)

Y = Y

m

(M

A

/ M

B

)

Y

n

= 0,622 [p

An

/ (P – p

An

)]

Y

mn

= p

An

/ (P – p

An

)

10

- wilgotność względna 

 = (

A

/ 

A

max

)

T

 = (p

A

/ p

A

max

)

T, P



A

= (p

A

M

A

) / (RT)



A

max

= (p

A max

M

A

) / (RT)

gdy:

p

An

≤ P

to

p

A

max

= p

An

i

 = (p

A

/ p

An

)

T

p

An

> P

to

p

A

max

= P

i

 = (p

A

/ P)

T

p

A

=  p

An

Y = 0,622 [ p

An

/ (P –  p

An

)]

` = 100 

- nasycenie procentowe

 = (Y / Y

n

) 100

11

- objętość wilgotna:

 = 22,42[(1/M

B

) + (Y/M

A

)] [(273 + t)/273] = 22,42[(1/29) + (Y/18)]

[T/273]

[]= [m

3

/kg

such pow

]



n

= 22,42[(1/29) + (Y

n

/18)] [T/273]

V = m

B



 = (1 + Y) / 

 = [p

A

M

A

) / (RT)] + [p

B

M

B

) / (RT)] = (

A

)

T, pA

+ (

B

)

T, pB

- temperatura suchego termometru t

- temperatura punktu rosy t

r

- temperatura wilgotnego (mokrego) termometru t

m

q = r

m

W

q =  (t – t

m

) A

W = k

Y

(Y

m

– Y) A

q = W r

m

= k

Y

(Y

m

– Y) A r

m

t – t

m

= [r

m

(Y

m

– Y)] / ( / k

Y

)

12

c

H

=  / k

Y

[(Y

m

– Y) / (t – t

m

)] = ( / k

Y

) (1 / r

m

) ≈ c

H

/ r

m

[(Y

m

– Y) / (t – t

m

)] = - {  Le

-2/3

[(M

A

/ M

B

) / ((M

A

/ M

B

)+ Y)] (1 + Y

m

)} (r

m

/ c

H

)

Liczba Lewisa Le = Sc / Pr

(Y

m

– Y) / (t – t

m

) = - ( / k

Y

) (1 / r

m

) = - Le

2/3

(c

H

/ r

m

)

- temperatura adiabatycznego nasycenia t

an

(Y

2

– Y

1

) / (t

1

– t

an

) = c

H1

/ r

2

- entalpia gazu (powietrza) wilgotnego i

i = i

B

+ Y i

A

i

B

= c

B

t

i

A

= c

A

t + r

0

i = c

B

t + (c

A

t +r

0

)Y

i = (c

B

+ c

A

Y)t + r

0

Y

c

A

- średnie ciepło właściwe pary wodnej = 1,88 kJ/kgK

c

B

- średnie ciepło właściwe suchego powietrza = 1,01 kJ/kgK

r

0

- ciepło parowania wody w temperaturze 0 ºC = 2501 kJ/kg

13

Rys. 12. A [m

2

]; W [kg/s], t

m

, r

m

14

c

H

= c

B

+ c

A

Y

i = c

H

t + r

0

Y

- powietrze nasycone

i

n

= c

B

t

n

+ (c

A

t

n

+ r

0

) Y

n

- entalpia zamglonego powietrza

i

m

= c

w

t = 4,19 t

i

n

= i

B

+ i

A

Y

1

+ (Y – Y

n

)i

m

i

l

= -334,1 + 2,09 t

ciepło krzepnięcia wody = 334,1 kJ/kg

ciepło właściwe lodu = 2,09 kJ/kgK

15

Wykres gazu wilgotnego

Y = 0,622 [( p

An

) / (P -  p

An

)]

i = c

B

t + (c

A

t + r

0

)

Y

i = (c

B

+ c

A

Y)t + r

0

Y

(di / dY)

T

= c

A

t + r

0

(di / dY)

T

= r

0

(di / dY) = 4,19 t dla wody

(di / dY) = -334,1 + 2,09 t dla lodu



P2

= 

p1

(p

2

/ p

1

)

16

Rys. 13. Zależność prężności cząstkowej p pary wodnej od temperatury t

i wilgotności względnej powietrza `

17

Rys. 14. Zależność wilgotności bezwzględnej Y od temperatury t

i nasycenia procentowego 

18

Rys. 15. Wykres Molliera – Ramzina w zakresie temperatur wyższych od 0 ºC

19

Rys. 16. Konstrukcja wykresu Molliera – Ramzina

20

Rys. 17. Podziałka kierunkowa wykresu I

g

- Y

21

Rys. 18. Mieszanie gazu wilgotnego z cieczą lub parą

22

Rys. 19. Wyznaczanie wilgotności gazu za pomocą wykresu Ig – Y

1 – linia termometru wilgotnego; 2 – linia adiabatycznego nasycenia

23

Rys. 20.

24

Rys. 21.

25

Rys. 22. Wykres i = f( ) dla układu powietrze – para trójch____cetylenu

26

Rys. 23.

27

Rys. 24.

28

Mieszanie strumieni gazu

Strumień gazu

G

S1

+ G

S2

= G

SM

Strumień wilgoci

G

S1

Y

1

+ G

S2

Y

2

= G

SM

Y

M

Strumień energii

G

S1

i

1

+ G

S2

i

2

= G

SM

i

M

G

S1

/ G

S2

= (Y

2

- Y

M

) / (Y

M

- Y

1

) = (i

2

- i

M

) / (i

M

- i

1

)

G

S1

Y

1

+ W = G

S1

Y

M

G

S1

i

1

+ W i

L

= G

S1

i

M

(i

M

- i

1

) / (Y

M

- Y

1

) = i / Y= i

L

29

Rys. 25. Korzystanie ze skali kierunkowej na wykresie i – Y na przykładzie
dodawania do powietrza wody o entalpii i

AW

oraz pary wodnej o entalpii i

A

30

Rys. 26. Mieszanie strumieni powietrza na wykresie i – Y

31

Rys. 27. Chłodzenie wilgotnego powietrza

32

Rys. 28. Nawilżanie powietrza przez dodanie pary przypadki szczególne

33

Rys. 29. 2 -3  mieszanie gazu z cieczą lub parą cieczy (dla uproszczenia

przyjmuje się, że ciecz posiada temp 0 ºC suszenie jest izentalpowe

1 – 3  nawilżanie gazu [jest ona (prosta) równoległa do prostej łączącej

biegun ze skalą kierunkową]

34

Rys. 30. Suszenie na wykresie i - Y

35

Rys. 31. Schemat instalacji suszarniczej - jednostopniowej

36

Rys. 32. Schemat instalacji suszarniczej - wielostopniowej

37

Rys. 33. Schemat instalacji suszarniczej – z recyrkulacją

38

Rys. 34. Schemat instalacji suszarniczej – z podgrzewaczem

39

Charakterystyka materiału

wilgotnego

- wilgotność materiału u oznacza ilość kilogramów wilgotności W
przypadającej na jeden kilogram materiału wilgotnego S`:

u = W / S`

[kg

wilgoci

/ kg

ciała wilgotnego

]

- zawartość wilgoci z (wilgotność właściwa, wilgotność bezwzględna
materiału wilgotnego) wyraża ilość kilogramów wilgoci W przypadającej
na jeden kilogram materiału suchego S:

z = W / S

[kg

wilgoci

/ kg

ciała suchego

]

Wzajemne relacje między wielkościami u i z ujmują następujące
zależności:

u = W / S` = W / (S + W) = (W / S) / [1 + (W / S)] = z / (1 + z)

z = u / (1 – u)

- zawartość wilgoci równowagowa
- zawartość wilgoci krytyczna

40

Rys. 35. Krzywa suszenia dla warunków ustalonych

41

Rys. 36. Krzywe temperaturowe materiałów wilgotnych na powierzchni i w

środku materiału: 1 – temperatura powierzchni materiału [ºC]; 2 -

temperatura w środku materiału [ºC]; t

0

- temperatura początkowa [ºC]; t

t

-

temperatura otoczenia [ºC]

42

Rys. 37.

43

Rys. 38.

44

Rys. 39. Krzywe szybkości suszenia:

ciała kapilarno-porowate o dużej powierzchni właściwej odparowania: 1 -

papier, cienki karton; 2 - tkaniny, cienka skóra;

ciała kapilarno-porowate o małej powierzchni właściwej odparowania: 3 i 4 –

wyroby ceramiczne; 4 – piasek, glina;

ciała koloidalne: 2 – krochmal; układy złożone,

ciała kapilarno-porowate-koloidalne: 4, 5 i 6 – zboże, chleb, torf

45

Rys. 40. Schemat zależności szybkości i czasu suszenia w I i II okresie

suszenia od zawartości wilgoci w ciele stałym

46

Bilans masowy suszarki

teoretycznej

Bilans masowy (wilgoci) suszenia doprowadza do zależności:

W = S`

p

[(u

p

– u

k

) / (1 – u

k

)] = S`

k

[(u

p

– u

k

) / (1 – u

p

)]

W = S`

p

- S`

k

W = S (z

p

– z

k

)

gdzie: indeks p – stan początkowy (wlot), k – stan końcowy (wylot)

S – masa lub masowe natężenie przepływu absolutnie suchego

materiału

[kg lub kg/s]

W - masa lub masowe natężenie przepływu wilgoci usuniętej w

trakcie

suszenia [kg lub kg/s]

S`

p

i S`

k

- masa lub masowe natężenie przepływu odpowiednio

surowca

wilgotnego wprowadzonego i

wyprowadzonego z suszarni

[kg lub kg/s]

47

Wskaźniki

Zużycie powietrza (w przeliczeniu na suche) do odparowania

kilograma wilgoci:

 = G

S

/ W

Ogólne zużycie powietrza suchego niezbędnego do

odparowania wilgoci:

G

S

= W / (Y

2

– Y

1

)

G

S

– masa lub masowe natężenie przepływu powietrza suchego [kg

lub kg/s]

48

Bilans cieplny suszarki

teoretycznej

Dla suszarki teoretycznej, dla której Q

str

= 0, Q

dod

= 0, (

2

– 

1

) =

0, zużycie ciepła w podgrzewaczu wyraża równanie:

Q = G

S

(i

2

– i

1

)

Dla suszarki rzeczywistej obowiązuje wyrażenie:

Q = G

S

(i

2

– i

0

) + S`

k

c

k

(

2

– 

1

) + S`

tr

c

tr

(

2

– 

1

) + Q

str

- Q

dod

– W c

w



1

gdzie: i

2

- entalpia powietrza na wylocie z suszarki [kJ/kg

suchego powietrza

];

i

0

- początkowa entalpia powietrza [kJ/kg

suchego powietrza

];

S`

k

- masa materiału wysuszonego, lub natężenie masowe

przepływu

[kg lub kg/s];

S`

tr

- masa urządzeń transportowych [kg/s];

c

w

, c

k

, c

tr

– odpowiednio ciepło właściwe wilgoci, materiału

wysuszonego

i urządzeń transportujących [kJ/kg·K];

Q

str

– straty ciepła do otoczenia [kJ lub kW];

Q

dod

– ilość ciepła doprowadzona dodatkowo do suszarki [kJ lub

kW];



1

– początkowa temperatura materiału [ºC];



2

– końcowa temperatura materiału [ºC].

49

Zużycie ciepła przypadające na 1 kg odparowanej wilgoci (tzw.

właściwe zużycie ciepła) dla suszarki teoretycznej oblicza się w oparciu o

równanie:

 = Q / W = (G

S

/ W) (i

2

– i

0

)

zaś dla suszarki rzeczywistej z wyrażenia:

 = Q / W = (G

S

/ W) (i

2

– i

0

) + [S`

k

c

w

(

2

– 

1

)] / W + [S`

tr

c

tr

(

2

– 

1

)] /

W +

+ (Q

str

/ W) – (Q

dod

/ W) – W c

w



1

) / W

lub

 = (G

S

/ W) (i

2

– i

0

) + q

m

+ q

tr

+ q

str

- q

dod

- 

1

c

w

Przy analizie procesu suszenia duże znaczenie ma wyrażenie

oznaczone symbolem :

 = 

1

c

w

+ q

dod

– (q

m

+ q

tr

+ q

str

)

Z czego wynika zależność między  a :

 = (G

S

/ W) (i

2

– i

0

) - 

Uwzględniając, że Y

0

= Y

1

, można otrzymać wyrażenie:

= (i

2

– i

1

) / (Y

2

– Y

1

)

Dla  > 0 entalpia powietrza wylotowego jest większa od entalpii

powietrza za podgrzewaczem zewnętrznym (i

2

> i

1

).

Dla  < 0 zachodzi (i

2

< i

1

).

Jeżeli  = 0 to (i

2

= i

1

). Oznacza to, że proces suszenia odbywa

się przy stałej entalpii powietrza.

50

Podstawy kinetyki suszenia

Kinetyka suszenia zajmuje się określeniem zmian wilgotności

materiału w czasie. Szybkość suszenia w

D

wyraża ilość wilgoci W

usuwanej w jednostce czasu  z jednostki powierzchni suszonej A

[kg/m

2

·s]:

w

D

= dW / (A d) = - (S dz) / (A d)

Niekiedy szybkość suszenia wyraża zmianę zawartości wilgoci w czasie -
(dz/d).

Szybkość suszenia może być także wyrażona przez współczynnik

wnikania masy lub współczynnik wnikania ciepła w fazie gazowej:

w

D

= k

Y

(Y

m

– Y) = ( / r

m

) (t – t

m

)

gdzie: Y

m

, Y – odpowiednio wilgotność bezwzględna powietrza w

kontakcie z

powierzchnią siała stałego i w głębi fazy

gazowej;

T

m

, T – temperatura na powierzchni ciała stałego i w głębi fazy

gazowej;

 – współczynnik wnikania ciepła;
k

Y

- współczynnik wnikania masy;

r

m

- ciepło parowania w temperaturze t

m

.

51

Czas suszenia przy stałych

parametrach powietrza

suszącego

Ze względu na odmienny charakter szybkości suszenia w różnych

okresach, czas suszenia oblicza się oddzielnie dla pierwszego i drugiego
okresu suszenia.

W pierwszym okresie suszenia (stałej szybkości suszenia) czas

suszenia można obliczyć z wyrażenia:



1

= [S / (A w

D1

)] (z

1

– z

kr

) = (z

1

– z

kr

) / [K

1

(z

kr

- z

r

)]

gdzie: w

D1

- szybkość suszenia w pierwszym okresie [kg/m

2

·s];

z

1

- początkowa zawartość wilgoci materiału suszonego;

z

kr

- krytyczna zawartość wilgoci (tj. zawartość wilgoci

charakterystyczna

dla przejścia z okresu stałej szybkości

suszenia do okresu

malejącej szybkości suszenia);

z

r

- równowagowa zawartość wilgoci (tj. zawartość wilgoci, która

znajduje

się w stanie równowagi z parą zawartą w

czynniku suszącym);

K

1

- stała suszenia [s

-1

]

52

W drugim okresie suszenia (malejącej szybkości suszenia) czas

suszenia obliczyć można z zależności:



2

= (S / A) ∫

2

zkr

dz / w

DII

gdzie: z

2

– końcowa zawartość wilgoci materiału suszonego.

W przypadku, gdy znana jest zależność w

DII

= f(z), jedną z

metod obliczenia całki w powyższym równaniu jest całkowanie graficzne.
przez sporządzenie pomocniczego wykresu w układzie współrzędnych [z,
1/w

DII

].

Krzywą szybkości suszenia w drugim okresie często przybliża się

linią prostą i wtedy:

w

DII

= [w

DI

/ (z

kr

– z

r

)] (z – z

r

)

Po podstawieniu i scałkowaniu:



2

= [S / (A w

DI

)] (z

kr

– z

r

) ln[(z

kr

– z

r

)/(z

2

– z

r

)] = 1/K

1

ln[(z

kr

– z

r

)/(z

2

– z

r

)]

Całkowity czas suszenia jest sumą czasu suszenia w pierwszym i

drugim okresie, co daje:

 = 

1

+ 

2

= 1/K

1

{[(z

1

– z

kr

)/(z

kr

– z

r

)] + ln[(z

kr

– z

r

)/(z

2

– z

r

)]}

53

Rys. 41. Metoda graficzna obliczania czasu suszenia w drugim okresie

54

Rys. 42. Liniowy przebieg zależności w = f(X) dla drugiego okresu suszenia

55

Pytania na które musi odpowiedzieć projektujący instalację suszącą:
- Którą suszarkę wybrać?
- Jakiej wielkości?
- W co wyposażyć instalację?
Sposoby szukania odpowiedzi na powyższe pytania:
- Sięgnięcie do sprawdzonych rozwiązań.
- Budowa instalacji prototypowej.
- Współdziałanie w pracach wykonywanych w Centralnych Planach

Badawczo-Rozwojowych.
Podstawowym zagadnieniem przy doborze aparatury i technologii jest

ścisłe i wzajemne powiązanie technologii suszenia z konstrukcją

suszarki:
- Cel suszenia: uzyskanie produktu o określonych właściwościach.
- Często suszenie bywa łączone technologicznie z innymi operacjami

(aglomeracja, mieszanie kilku składników, apreturowanie, obróbka

termiczna).
- Wzajemne oddziaływanie różnych dziedzin techniki jest tak

intensywne, że w rezultacie za każdym razem dokonywania wyboru

instalacji należy poszukać rozwiązania optymalnego.
- Optymalną instalacją suszarniczą będzie taka instalacja, która

zapewnia uzyskanie produktu w określonej ilości i o wymaganych

właściwościach najmniejszym kosztem.

56

Przykład:

Suszenie krystalicznych surowców zawierających wodę, nie
stwarzających zagrożenia wybuchem:

- Suszarka musi być dostosowana do postaci surowca krystalicznego i
jego transportu w komorze suszenia (np. suszarka do tkanin nie będzie
odpowiednia w tym przypadku).

- Powinien zostać uwzględniony transport ciepła dostosowany do
konkretnych uwarunkowań.

- Dodatkowym utrudnieniem są zmiany własności transportowych
surowca (tj. sypkość, granulacja).

- Suszarki mogące znaleźć zastosowanie do tego procesu:

Konwekcyjne: - półkowe;

- tacowe;

- taśmowe;

- pneumatyczne;

- fluidyzacyjne;

- wibrofluidyzacyjne;

57

- fontannowe;
- wirowe;
- cyklonowe;
- bębnowe.

Kontaktowe:

- bębnowo-rurowe;
- obrotowe;
- mieszadłowe.

- O doborze suszarki decyduje koszt suszenia.
- Koszt suszenia kontaktowego jest wyższy niż suszenia konwekcyjnego.
- Wyższa intensywność suszenia zachodzi w warstwie zawieszonej niż w

warstwie nieruchomej.
- Wprowadźmy dodatkowy warunek unikania silnego tarcia kryształów o

ściany suszarki. Eliminuje to suszarki pneumatyczne, wirowe i

cyklonowe.
- W wyniku selekcji pozostały suszarki: bębnowe, wymagające więcej

stali do ich wykonania, często przegrywają w konkurencji, choć zużywają

mniej energii do przetłaczania powietrza.
- Mała masa suszarek wibrofluidyzacyjnych, także korzystnych pod

względem energii przetłaczania powietrza, powoduje, że mogą one mieć

największe szanse.
- Zazwyczaj jednak o przewadze instalacji nie decyduje suszarka, ale

system odzyskiwania ciepła oraz opinie o jej niezawodności i jakości.

58

Rys. 43. Schemat ideowy procesu produkcji krystalicznego siarczanu amonu

59

Średni skład granulometryczny przedstawia się następująco:

ziarno >

3,15 mm

21 %

2,50 - 3,15 mm

15 %

1,00 - 2,50 mm

53 %

0,50 - 1,00 mm

8 %

poniżej 0,50 mm

3 %

Zgodnie z obowiązującą normą (PN – 85/C – 87002) produkt po

suszeniu powinien zawierać minimum 21 % azotu, maksymalna
zawartość wilgoci nie powinna przekraczać 0,3 %, zawartość wolnego
H

2

SO

4

nie więcej niż 0,05 %, a wielkość ziarn w 75 % powinna stanowić

frakcja powyżej 1 mm.

Izotermę desorpcji dla siarczanu amonu – wyznaczoną w ramach

kompleksowej analizy metod suszenia tej substancji przedstawia rys. 44.
Równanie równowagi desorpcji w postaci zależności wilgotności względnej
 od zawartości wilgotności X i temperatury materiału T ma postać:

 = 155,292 exp [(644,558 + 458,561 lnX) / T]

Dysponując tym wyrażeniem w oparciu o równanie Clausiusa-Clapeyrona
wyznaczono wartość ciepła sorpcji dla niskich zawartości wilgoci – rys. 45.

60

Rys. 44. Izotermy desorpcji siarczanu amonu

61

Rys. 45. Zależność ciepła sorpcji h

S

od zawartości wilgoci X dla siarczanu

amonu

62

Rys. 46. Zestawienie wskaźników techniczno-ekonomicznych

analizowanych typów suszarek

63

Tab. 4. Porównanie warunków realizacji procesu suszenia

SUSZARKI BĘBNOWE

KONWENCJONALNE

SUSZARKI

WIBROFLUIDYZACYJN

E INNOWACYJNE

Spaliny metanu jako

czynnik suszący

Powietrze ogrzewane

parą wodną jako

czynnik suszący

Wyłącznie suszenie

Suszenie połączone z

chłodzeniem

Tendencja produktu do

zlepiania się

Praktyczna eliminacja

zlepiania się produktu

Maksymalnie 6

aparatów zajmujących

2800m

2

powierzchni

użytkowej

2 suszarki zajmują

700m

2

powierzchni

użytkowej

64

Sposoby zwiększenia sprawności energetycznej:

- stosowanie recyrkulacji czynnika suszonego;
- poprzez pobranie energii cieplnej z otaczającego powietrza;
- poprzez pompy ciepła.

Metody zmniejszenia energochłonności procesu:

- modyfikacja procesu suszenia;
- modyfikacja konstrukcji suszarek;
- stosowanie nowych rozwiązań suszarniczych;
- zastosowanie niekonwencjonalnych źródeł energii;
- stosowanie układów do odzysku ciepła.