4.3 UŠIRNE Pojmom sušenie rozumieme fyzikálny dej, pri ktorom sa účinkom tepla zmenšuje obsah kapaliny, najčastejšie ody alebo rozpúšťadla, látkach bez toho, aby sa menilo ich chemické zloženie. Kapalina sa odstraňuje yparoaním, odparoaním alebo sublimáciou. Odstraňoanie kapaliny z materiálu iným ako tepelným spôsobom (mechanickým - filtrácia, cedenie, odstreďoanie, usadzoanie alebo chemickým) nepoažujeme za sušenie. Cieľom sušiaceho procesu je teda zmenšiť obsah kapaliny o ysušoanej látke a súčasne zmeniť jej technologické lastnosti, napr.: - dosiahnuť určité fyzikálno-chemické lastnosti (chemické produkty), - zlepšiť štrukturálne a tepelné lastnosti materiálu (dreo, keramika, staebné látky, izolačné materiály a pod.), - zýšiť ýhrenosť (paliá), - zlepšiť konzeračné schopnosti (poľnohospodárske a potrainárske produkty), - zlepšiť biochemické lastnosti (zrno, semená). ušenie je eľmi rozšírený technologický proces, uplatňujúci sa temer každom priemyselnom odetí. V chemickom priemysle predstauje jednu z najdôležitejších základných operácií. Tepelné sušenie je zložitý fyzikálny dej, pri ktorom prebiehajú neratné fyzikálnomechanické, koloidno-fyzikálne a biochemické zmeny. Teória sušenia je preto podstate založená na doch edných odboroch, a to na teórii prestupu tepla a prenosu látky a na teórii äzby lhkosti látke. kúma rýchlosť sušenia a plyy, ktorými na ne pôsobia parametre ysušoanej látky a sušiaceho prostredia. tatika sušenia Udáa súislosti medzi eličinami charakterizujúcimi počiatočné a konečné parametre látok zúčastnených na sušiacom deji. Okrem materiáloej a energetickej bilancie sušiaceho deja hodnotí statika danú látku z hľadiska sušenia, zlášť jej äzbu s lhkosťou. Dynamika sušenia Určuje súislosti medzi zmenou lhkosti ysušeného materiálu a parametrami sušiaceho procesu. Má teda šeobecne určiť zmenu lhkosti ysušoaného materiálu mieste a čase záislosti od mernej lhkosti a äzby lhkosti s daným materiálom, od rozdelenia teploty látke, spôsobu sušenia a od druhu a konštrukcie sušiarne. k nie sú známe šetky potrebné záislosti, sledujeme zmenu strednej lhkosti materiálu záislosti od parametro sušenia a zostaujeme potrebné zťahy pre ýpočet sušiaceho času. Niekedy sa táto časť sušiarenskej teórie, ktorá podstate patrí do dynamiky sušenia, nazýa kinetika sušenia. Vonkajšie a nútorné podmienky sušenia Podmienky, za ktorých sa priádza teplo potrebné na odstránenie lhkosti a odádzanie znikajúcej pary, nazýame onkajšie podmienky sušenia. ú dané aerodynamickými a termodynamickými pomermi sušiacom priestore a možno ich oplyniť oľbou spôsobu sušenia, konštrukciou sušiarne a predpisom sušiaceho procesu. Vnútorné podmienky sušenia sú charakterizoané äzbou lhkosti látke a jej pohybom o ysušoanej látke. Záisia od poahy ysušoanej látky a pri sušení ich môžeme oplyniť iba obmedzenej miere. Patria sem najmä štruktúra materiálu a jeho forma, fyzikálne lastnosti sušiny a lhkosti, schopnosť látky iesť lhkosť a teplo a iné. 143
4.3.1 ušiace prostredie Príod tepla potrebného na odparenie lhkosti sa môže diať konekčným, sálaým, kontaktným príodom tepla, ysokofrekenčným, dielektrickým, indukčným alebo odporoým ohreom alebo ich kombináciou. Na odádzanie lhkosti z porchu, na ktorom dochádza ku odparoaniu, je šak potrebné sušiace prostredie, ktoré lhkosť odparenú o forme pary pohlcuje. V technickej praxi je najčastejším sušiacim prostredím zduch a lhkosťou oda. Projekt sušiarne musí teda zaisťoať, aby zduch prúdil sušiarňou takom množste a takom stae, aby mohol pohltiť celkoé množsto odparenej ody (pri konenčných sušiarňach k tomu ešte pristupuje požiadaka, aby zduch odozdal materiálu i potrebné množsto tepla). Pre statický ýpočet je teda neyhnutné poznať zákonitosti, ktorými sa riadi priebeh zmeny sušiaceho prostredia. Diagram lhkého zduchu Vzduch použitý ako sušiace prostredie je zmesou suchého zduchu a odnej pary, tz. lhký zduch. Fyzikálne eličiny lhkého zduchu sú prehľadne graficky znázornené diagrame lhkého zduchu. Diagram sa nazýa i - Y diagram lhkého zduchu ( literatúre nájdeme aj označenie i - x; h - x; h - Y). V i - Y diagrame sú prehľadne yznačené a odčítateľné tieto eličiny: 1. na odoronej osi je obsah odnej pary l kg suchého zduchu Y, 2. na zislej osi je tepelný obsah (entalpia) lhkého zduchu i, teplota suchého teplomera T, teplota mokrého teplomera T m, 3. relatína lhkosť φ od 0 do 100 %, 4. rosný bod. Obsah odnej pary Y o zduchu (niekedy sa nazýa aj absolútna lhkosť) nemôže byť ľubooľný. Vodné pary sú stae prehriatom, na krike sýtosti (pri nasýtení) je para sýta. Tepelný obsah i sa skladá z tepelného obsahu suchého zduchu a tepelného obsahu odnej pary: kde ( r + c T ) i = c T + Y 0, J/kg (4.19) p pp c p - stredné merné teplo zduchu, J/kg.K T - teplota zduchu, K Y - obsah odnej pary l kg suchého zduchu, kg/kg r 0 - ýparné teplo ody pri teplote 0 C, J/kg c pp stredné merné teplo pary, J/kg.K Teplota suchého teplomera T je teplota nameraná bežným teplomerom. Teplota mokrého teplomera T m je taká teplota, ktorá sa nameria špeciálne upraeným teplomerom. Je to bežný teplomer, napr. láknoý, pri ktorom sa spodná časť (banka) obalí mokrým mušelínom alebo knôtom pri stálom napájaní knôtu destiloanou odou a teplomer sa zaesí do prúdiaceho zduchu, pričom musí byť chránený proti sálaniu tepla z okolia. Teplota na ktorej sa ustáli sa nazýa mokrá alebo lhká teplota. Relatína lhkosť φ je pomer parciálneho tlaku odnej pary nachádzajúcej sa o zduchu k parciálnemu tlaku pary pri nasýtení. V i Y diagrame je znázornená rozbiehajúcimi sa krikami, pričom spodná krika, označená 1,0 (alebo 100 %) sa nazýa medzná krika alebo krika nasýtenia. Oblasť pod medznou krikou sa nazýa oblasť hmly, zduch je tu presýtený parou. 144
Teplota rosného bodu je teplota, pri ktorej je zduch práe nasýtený odnou parou, alebo teplota, po ktorú môžeme zduch danom stae schladiť, bez toho aby bol nasýtený. Okrem uedených eličín môžeme z i - Y diagramu odčítať parciálny tlak odných pár o zduchu a na okrajoej mierke zmenu stau zduchu Δi/ΔY. 4.3.2 Vlhké teleso Vlhké teleso môžeme charakterizoať ako systém torený suchou tuhou látkou a kapalinou. Pomer kapaliny a absolútne suchej látky sa yjadruje absolútnou lhkosťou u. Pretože absolútne suchá látka existuje len celkom zláštnych podmienkach, bol zaedený pojem sušiny lhkého materiálu m s. ušina je určená nemennou hmotnosťou, ktorú dosiahne zorka ysušoaná pri dohoorenej teplote, najčastejšie 105 C. Tepelne citlié látky sušíme pri teplote nižšej, údaj sušiny šak musí byť doplnený o hodnotu použitej teploty sušenia. k označíme hmotnosť lhkosti m, absolútna lhkosť materiálu na stupe do sušiarne u sa yjadrí zťahom: m m u =, kg/kg (4.20) ms kde: m m - hmotnosť lhkosti, kg m s - hmotnosť sušiny lhkého materiálu, kg Okrem absolútnej lhkosti sa yjadruje obsah kapaliny materiáli aj relatínou lhkosťou, určenou pomerom hmotnosti lhkosti m ku počiatočnej hmotnosti látky m. Táto lhkosť sa označuje ako relatína lhkosť materiálu na stupe do sušiarne ω a je yjadrená zťahom: mm mm ms ω =.100 =.100, % (4.21) m m kde: m - počiatočná hmotnosť materiálu pred sušením, kg m m - hmotnosť lhkého materiálu, kg. 4.3.3 Látkoá a energetická bilancia sušiarne Pri sušení prúde sušiaceho prostredia sa teplonosná látka stýka s porchom lhkého materiálu, pohlcuje z neho isté množsto lhkosti a odchádza zo sušiarne. Teplonosnými látkami býajú pri sušení najmä ohriaty zduch a riedené spaliny. chéma sušiarne je na obr. 4.25, kde stupná časť je označená, ýstupná. Vlhký materiál stupuje do sušiarne mieste označenom, pomocou dopraného zariadenia sa pohybuje sušiarňou a mieste ju opúšťa. tudený zduch sa nasáa entilátorom do ohrieača, kde sa ohreje z teploty T 0 na teplotu T a prechádza do sušiarne. Vzduch pri styku s materiálom pohlcuje z neho lhkosť a s teplotou T opúšťa sušiareň. 145
Q QK D m L; i 0; T 0 ; Y0 m L; i ; T ; Y m ; i ; T ; Y ohrieač sušiareň L m ; u ; T m T tst Q m T týst ; u ; T m m t; c t L i 0 T 0 Y 0 i T Y i T Y Obr.4.25 chéma sušiarne Na obr. 4.25 a o zťahoch 4.22 až 4.27 sú použité nasledoné označenia: - hmotnostný tok suchého zduchu prechádzajúceho sušiarňou, kg/s - entalpia zduchu stupujúceho do ohrieača, J/kg - teplota zduchu stupujúceho do ohrieača, K - absolútna lhkosť zduchu stupujúceho do ohrieača, kg/kg - entalpia zduchu stupujúceho do sušiarne, J/kg - teplota zduchu stupujúceho do sušiarne, K - absolútna lhkosť zduchu stupujúceho do sušiarne, kg/kg - entalpia zduchu ystupujúceho zo sušiarne, J/kg - teplota zduchu ystupujúceho zo sušiarne, K - absolútna lhkosť zduchu ystupujúceho zo sušiarne, kg/kg - hmotnostný tok suchého materiálu (sušiny) sušiarňou, kg/s - hmotnostný tok lhkosti stupujúci do sušiarne, kg/s u - absolútna lhkosť materiálu na stupe do sušiarne, kg/kg u - absolútna lhkosť materiálu na ýstupe zo sušiarne, kg/kg T m - teplota materiálu na stupe do sušiarne, K T m - teplota materiálu na ýstupe zo sušiarne, K - hmotnostný tok lhkosti ystupujúci zo sušiarne, kg/s t c s c c t T tst T týst Q & - hmotnostný tok dopraných zariadení dopraujúcich sušený materiál, kg/s - špecifická tepelná kapacita suchého materiálu (sušiny), J/kg.K - špecifická tepelná kapacita ody, J/kg.K - špecifická tepelná kapacita transportných zariadení, J/kg.K - teplota transportných zariadení na stupe, K - teplota transportných zariadení na ýstupe, K - celkoé množsto tepla spotreboané na sušenie, W Q & K - množsto tepla spotreboané ohrieači, W Q & D - množsto tepla priedené priamo do sušiarne, W Q & - straty tepla zo sušiarne do okolia, W 146
Na určenie spotreby zduchu a tepla sa zostaujú ronice pre látkoé a energetické bilancie. V ustálenom stae stupuje do sušiarne lhkostný tok: = u, kg/s (4.22a) a ystupuje zo sušiarne: = u, kg/s (4.22b) potom je hmotnostný tok odparenej ody daný zťahom: ( u u = ), kg/s (4.22c) o zduchom prichádza do sušiarne lhkosť: = Y, kg/s (4.23a) L L a s ystupujúcim zduchom odchádza: L L = Y, kg/s (4.23b) potom zduch prechádzajúci sušiarňou odoberie lhkosť definoanú zťahom: L ( Y Y = ), kg/s (4.23c) Úpraou zťahu 4.23c dostaneme zťah: L = Y 1 Y = l (4.23d) Písmenom l o zťahu 4.23d označujeme množsto zduchu potrebného na odparenie 1 kg ody a nazýame ho merná spotreba zduchu. Pre zťah 4.23d platí podmienka ohreu zduchu pri konštantnej lhkosti, a preto Y =Y 0. Do sušiarne stupuje so studeným zduchom tepelný tok L i 0, s lhkosťou materiále c T, so suchým materiálom c T, s dopraným zariadením m t ct Ttst, tepelný tok dodaný ohrieačom Q & K a dodatočný tepelný tok priedený priamo do sušiarne Q & D. Zo sušiarne ystupuje tepelný tok s odchádzajúcim zduchom, s ysušeným m L i materiálom c Tm, s dopraným zariadením t ct Ttýst a straty do okolia Q &. Pre stupujúce a ystupujúce tepelné toky platí bilančná ronica: L i 0 + c Tm + c Tm + t ct Ttst + Q & K + Q & D = = + c T + t ct Ttýst + Q & (4.24) L i Vzťah 4.24 upraíme: Q& = Q& K + Q& D = L m ( i i ) + c ( Tm Tm ) + t ct ( Ttýst Ttst ) + Q& 0 c Tm 147
k predchádzajúcu ronicu ydelíme hmotnostným tokom odparenej ody mernú spotrebu tepla q: q Q& = = qk + qd = l 0 i i0 q = + qi c Tm Y Y 0 ( i i ) + qm + qt + q c Tm, dostaneme, J/kg (4.25), J/kg (4.26) k merný tepelný tok dodatočne priedený do sušiacej komory q D a pôodná entalpia ody yparenej z materiálu c. T m plne nahradia straty tepla na ohre suchého materiálu q m, dopraných zariadení q t a do okolia q platí zťah: q + c T = q + q + q (4.27) D m m t Takáto sušiareň sa nazýa teoretická sušiareň, entalpia zduchu sušiarni sa nemení i = i. Teoretická sušiareň predstauje špeciálny prípad skutočnej sušiarne, ktorej platí l. (i i ) 0 ušenie s postupným ohrieaním zduchu by sa znížila teplota zduchu pri stupe do sušiarne, pri sušení materiálo citliých na yššie teploty, delí sa často sušiaca komora na niekoľko pásiem, medzi ktorými sú ýmenníky tepla pre postupné ohrieanie zduchu. chéma takejto sušiarne je na obr. 4.27. Čerstý zduch s parametrami T 0, i 0, φ 0, Y 0 prichádza do prého ýmenníka VT1, kde sa ohreje na teplotu T 1, zýši sa jeho entalpia na i 1, absolútna lhkosť Y 0 sa nezmení. Po prechode prou časťou sušiarne 1 klesne teplota zduchu na T 1, entalpia klesne na i 1 a absolútna lhkosť stúpne na Y 1. Po opätonom zohriatí o ýmenníku tepla VT2 stúpne teplota zduchu na T 2, entalpia na i 2, absolútna lhkosť sa nemení a ostáa Y 1. Po prechode časťou sušiarne 2 sa zmení sta zduchu na T 2, i 2, Y 2. nalogický proces sa odohráa pri prechode sušiaceho zduchu cez 1 2 3 ýmenník tepla VT3 a časťou sušiarne 3. ušiarne na postupné ohrieanie zduchu sa narhujú tak, aby sa zduch každom ýmenníku ohrieal na ronakú teplotu a tiež ochladil na ronakú teplotu. 1 1 0 T ; i ; Y 2 2 1 T ; i ; Y 3 3 2 T ; i ; Y VT1 VT2 VT3 Platí teda: T 1 = T 2 = T 3 (4.28) T 1 = T 2 = T 3 (4.29) V praxi sa pri ýpočte sušiarní ychádza z daných teplôt ohrieania zduchu jednotliých pásmach, alebo sa olí konečný sta zduchu každom pásme. T ; i ; ; Y 0 0 0 0 Obr. 4.26 chéma sušiarne s postupným ohreom zduchu 148
ušenie s opakoaným obehom použitého zduchu k zduch prechádzajúci sušiarňou odoberie sušenému materiálu toľko lhkosti, že nie je nasýtený, použije sa opakoaný obeh použitého zduchu podľa obr. 4.27. Q K T ; i ; ; Y Q P lhký materiál ysušený materiál sušiareň T ; i ; ; Y T ; i ; ; Y entilátor T ; i ; T ; i ; ; Y 0 0 0 0 ; Y C C C C C C Obr. 4.27 ušenie s opakoaným obehom časti použitého zduchu Čerstý zduch s parametrami T 0, i 0, φ 0, Y 0 stupuje do sacieho potrubia entilátora a mieša sa s časťou zduchu ystupujúceho zo sušiarne s parametrami T C, i, φ C, Y C. ta zduchu na ýstupe z entilátora je daný parametrami T, i, φ C, Y C a je oplynený podielom, ktorý udáa koľko percent zduchu odchádzajúceho zo sušiarne sa yužije na recirkuláciu a koľko odchádza preč. Vzduch z ýtlačného potrubia entilátora stupuje do ýmenníka tepla VT, kde sa ohreje napr. parou. Ohriaty zduch s parametrami T, i, φ, Y stupuje do sušiarne, po odozdaní tepla a odobratí lhkosti zo sušeného materiálu ystupuje zo sušiarne s parametrami T C, i, φ C, Y C a rozdeľuje sa istom pomere na časť recirkuloanú a odchádzajúcu preč. ušenie s opakoaným obehom použitého zduchu má tieto ýhody: - dooľuje sušiť materiál, ktorý sa môže sušiť iba o lhkom zduchu, - umožňuje sušenie pri malých rozdieloch teplôt na stupe a na ýstupe sušiarne, - umožňuje, aby zduch prúdil sušiarňou äčšou rýchlosťou, - zníženie spotreby tepla pri ronakých teplotách zduchu na stupe a ýstupe sušiarne, - umožňuje eľmi jemnú a pružnú reguláciu lhkosti zduchu sušiacej komore. 4.3.4 Dynamika sušenia Úlohou dynamiky sušenia je určenie nestacionárnych polí teplôt a lhkostí materiálu priebehu sušenia a času potrebného na usušenie materiálu, aby bolo možné narhnúť rozmery sušiarne. Na priebeh sušenia plýa eľký počet činiteľo, napr. lastnosti a tar materiálu, počiatočný a konečný obsah lhkosti materiálu, lhkosť, teplota, rýchlosť, spôsob prúdenia sušiaceho prostredia, rozdiel teplôt na stupe a ýstupe. Ďalej je potrebné zohľadniť konštrukciu sušiarne, ronomernosť sušenia a mnohé iné faktory. Základnou dynamickou záislosťou je yjadrenie strednej mernej lhkosti sušeného materiálu ako funkcie času, ktorú nazýame krika sušenia. Na obr. 4.28 je znázornená krika sušenia a krika rýchlosti sušenia. 149
Rýchlosť sušenia je zmena strednej mernej lhkosti materiálu za čas. Kriku sušenia môžeme rozdeliť na niekoľko častí. Medzi bodmi úbytok lhkosti telesa záislosti od času sa zäčšuje, pretože jeho teplota určitom bode zrastá z počiatočnej teploty na teplotu mokrého teplomera. Úbytok lhkosti telesa medzi bodmi K je konštantný, pretože mechanizmus odozdáania lhkosti z telesa je ronaký ako odparoanie z oľnej odnej hladiny. Po dosiahnutí bodu K, ktorý nazýame kritický bod, nastáa ýrazná zmena, porch telesa nie je dostatočne zásoboaný lhkosťou, začnú sa uplatňoať lastnosti samotného telesa a odozdáanie lhkosti sa neustále spomaľuje. Z kriky sušenia zyčajne stanoujeme kriku rýchlosti sušenia. Krika medzi bodmi zobrazuje ohrieanie sušeného telesa, priamka medzi bodmi K sa nazýa úsek rýchlosti sušenia konštantnej rýchlosti sušenia, kriky od bodu K po R zobrazujú úsek klesajúcej rýchlosti sušenia. Kriky môžu mať rôzny tar, podľa toho aký je typ äzby lhkosti s materiálom a podľa rozličných faktoro procese sušenia. Proces sušenia sa ukončí pri ronoážnej lhkosti. Každé lhké teleso možno ysušiť iba do ronoážnej lhkosti, kedy nastane ronoáha medzi tlakom pary na porchu lhkého telesa a parciálnym tlakom pary okolitom prostredí, ktorá je záislá od stau okolia (jeho teploty a relatínej lhkosti). 4.3.5 Konštrukčné riešenia sušiarní u (kg.kg ) -1 d u d t N = Konštrukčné riešenie sušiarní ychádza z oľby sušiaceho postupu (sušiaceho režimu), t.j. oľby parametro sušenia, ktorými sú teplota, lhkosť, rýchlosť prúdenia sušiaceho prostredia, množsto materiálu, rýchlosť pohybu materiálu atď. Pri rozdelení sušiarní prihliadame k týmto hľadiskám: 1. druh použitého sušiaceho prostredia - zduch, spaliny, inertný plyn, prehriata para, 2. preádzkoý tlak sušiaceho prostredia - atmosférický tlak, znížený tlak, 3. spôsob odozdáania tepla ysušenému materiálu - sušiareň konektína, sálaá, kontaktná, indukčná, dielektrická, odporoá, 4. prúdenie sušiaceho prostredia okolo sušeného materiálu - ofukoaním, prefukoaním, prúdoé, fluidizáciou, 5. poaha preádzky - periodická, kontinuálna, ktorá môže byť suprúdna, protiprúdna, krížooprúdna, 6. spôsob pohybu sušeného materiálu sušiarni je: - sušený materiál je pokoji, - zdrojom pohybu sušeného materiálu je iba jeho potenciálna energia, - zdrojom pohybuje najmä kinetická energia sušiaceho prostredia. r s u K Obr. 4.28 Krika sušenia a krika K K k R u R R t t 150
kriňoé a komoroé sušiarne pracujú periodicky. ušený materiál je nich pokoji na nehybnej podložke. kriňoé sušiarne sa od komoroých líšia iba eľkosťou. Pré sa plnia a yprázdňujú zonka, druhé sú také eľké, že obsluha stupuje donútra. V skriňoej sušiarni je možné sušiť eľa druho materiálu. Ohriaty zduch nasáaný cez nastaoacie klapky zonka stupuje do ýmenníka tepla a prúdi okolo sušeného materiálu dotedy, kým sa nedosiahne požadoaná lhkosť. Tento systém sa použía pre menšie ýkony, kde by použitie kontinuálnej sušiarne nebolo ekonomické. Pásoé sušiarne sú torené sústaou iacerých nad sebou uložených pásoých dopraníko. Pásy sú uložené tuneloom priestore obdĺžnikoého prierezu. ušený materiál sa priádza na horný pás. Na konci pásu sa zosypáa na pás ďalší, pohybujúci sa opačným smerom a postupne prepadáa až na najspodnejší pás, ktorý ho ynáša on zo sušiaceho priestoru. Prepadáaním sa materiál premiešaa, tým sa zabezpečí ronomerné sušenie, čo edie ku skráteniu sušiaceho času a k äčšej šetrnosti sušiaceho procesu. 1 2 5 6 7 3 4 Obr. 4.29 Pásoá sušiareň 1 - podáací pás, 2 - podáací bubon, 3 - doprané pásy, 4 - entilátor, 5 - recirkulačné potrubie, 6 ohrieač sušiaceho prostredia, 7 - priečny dopraník usušeného materiálu Hlanou časťou bubnoých sušiarní je alcoý bubon s mierne sklonenou alebo odoronou pozdĺžnou osou, uložený na kladkách. ubon sa otáča a lhký materiál je podáaný do bubna o rchnej časti, rotáciou, sklonom bubna a prúdením sušiaceho prostredia postupuje k ýstupu. ušiace prostredie priestore bubna odozdáa ysušoanej látke teplo potrebné na ohre a odparoanie lhkosti. Usušený produkt ypadáa do zbernej komory, sušiace prostredie sa odsáa cez odlučoač. V bubne býajú umiestnené rôzne prepážky, ktorých účelom je zintenzíniť prestup tepla ronomerným rozdelením sušeného materiálu do celého prierezu bubna a podstatne zäčšiť porch ysušoaného materiálu. Valcoé sušiarne sú sušiarne s kontaktným príodom tepla. Použíajú sa na sušenie kapalných alebo kašoitých látok. ú torené jedným alebo doma kooými alcami uloženými horizontálne, yhrieanými z nútra parou alebo horúcou odou. Na pomaly otáčajúci sa alec je nanášaná látka o rste hrúbky 0,1 až 1 mm nastrekoaním, nanášacím alčekom alebo brodením. Látka je po ysušení počas jednej necelej otáčky z porchu alca zoškraboaná nožom ronobežným s osou alca. Valcoé sušiarne sa použíajú ako atmosférické i ako ákuoé. 151
1 2 7 5 6 4 3 Obr. 4. 30 Vákuoá alcoá sušiareň 1 alec, 2 sušiaca komora, 3 nádrž zahusťoanej kapaliny, 4 nastrekoací alček, 5 nôž, 6 záitoka na odod usušeného materiálu, 7 hrdlo na odsáanie zduchu a odparenej lhkosti V zosypnej sušiarni je zdrojom pohybu sušeného materiálu potenciálna energia materiálu. ušiareň sa použía pre sypký zrnitý materiál, ktorý sa pohybuje smerom dole lastnou hmotnosťou, pričom je súprúdne prefukoaný zduchom. Fluidné sušiarne pracujú s yššími rýchlosťami prúdenia sušiaceho prostredia ako je prahoá rýchlosť fluidizácie, pri ktorej nastáa prechod nehybnej rsty na rstu fluidnú. Fluidná rsta zabezpečuje intenzíny prechod sušiaceho prostredia medzi jej jednotliými časticami, čo yoláa eľkú intenzitu sušiaceho procesu. ypký lhký materiál sa priádza do sušiaceho priestoru kruhoého, alebo praouhlého prierezu. V spodnej časti je rošt z dieroaného plechu, ktorým stupuje sušiace prostredie. Fluidné sušiarne môžu pracoať periodicky alebo kontinuálne. 1 2 4 3 Obr. 4.31 Fluidná sušiareň 1 podáanie lhkého materiálu, 2 rošty, 3 ýstup usušeného materiálu, 4 príod sušiaceho prostredia V prúdoých sušiarňach (obr. 4.32) sú podáané do prúdu sušiaceho prostredia malé častice zrnitého materiálu, ktoré sa ňom sušia a súčasne sú ním dopraoané. Rýchlosť sušiaceho prostredia je äčšia ako kritická (úletoá) rýchlosť materiálu. Rýchlosť sušeného materiálu je ždy menšia ako rýchlosť sušiaceho prostredia, čím dochádza k relatínej rýchlosti medzi časticami a sušiacim prostredím. Toto spôsobuje eľkú intenzitu prestupu tepla a látky medzi časticami a sušiacim prostredím. 152
3 4 5 8 2 3 2 1 Obr. 4.32 Prúdoá sušiareň 6 7 9 l - podáacie zariadenie lhkého materiálu, 2, 4 - sušiace potrubie zostupné, 3 - sušiace potrubie zostupné, 5 - triedič na odlučoanie nedosušených častíc, 6 - spätné potrubie, 7 - drič, 8 - entilátor, 9 -odlučoač Rozprašoacie sušiarne sa použíajú na sušenie kapalných materiálo. Kapalina je rozprašoaná na malé častice do sušiaceho prostredia, čím sa dosiahne zäčšenie porchu, z ktorého je odparoaná lhkosť. ušenie rozprašoacích sušiarňach prebieha eľmi rýchlo, materiál je ystaený pôsobeniu yššej teploty iba krátko, čo je ýhodné pre šetky látky citlié na teplo, alebo látky, ktoré ľahko oxidujú. Vysušený produkt má formu jemného prášku. ušiaca komora máa najčastejšie tar alca so zislou osou, s roným alebo kónickým dnom. V hornej alebo spodnej časti komory je rozprašoacie zariadenie, ktoré rozptyľuje sušenú látku na malé čiastočky o forme hmly. Tým sa ytorí značne eľký porch sušenej látky, ktorý je predpokladom rýchleho sušenia. Vysušený prášok padá na dno sušiacej komory a odtiaľ sa odádza mechanicky alebo pneumaticky. Pri rozprášení treba prekonať sily, ktoré držia kapalinu pohromade, t.j. porchoé napätie, iskozitu a zotračné sily prejaujúce sa pri zmene rýchlosti. Na rozprášenie sušeného materiálu sa použíajú tri základné spôsoby rozprašoania: 1. mechanické - dýzami pomocou yšších tlako, 2. pneumatické - dojlátkoými dýzami pomocou tlakoého zduchu, 3. odstredié - rotujúcim rozprašoacím kotúčom. Pri mechanickom rozprašoaní je kapalina tlačená čerpadlom do rozprašoacej dýzy pod ysokým tlakom, niekedy až 20 MPa. Tento spôsob rozprašoania nie je hodný pre iskózne látky a látky, ktoré toria usadeniny. Na pneumatické rozprašoanie dojlátkoými dýzami sa použía stlačený zduch s tlakom 0,15 až 0,5 kpa. Rozprašoací zduch ystupuje z dýzy eľkou rýchlosťou, a tým ytárajú hmlu. Pri odstrediom rozprašoaní kapalina oľne nateká na kotúč rotujúci ysokými otáčkami. Obodoá rýchlosť kotúča býa 100 až 200 m/s. Odstrediou silou sa suroina rozprašuje na eľmi jemné častice ytárajúce hmlu. 153
2 3 8 5 6 1 4 7 2 9 10 11 Obr. 4.33 Rozprašoacia sušiareň 1 príod sušeného materiálu, 2 príod zduchu, 3 príod pary, 4 čerpadlo, 5 ohrieač zduchu, 6 rozprašoacie zariadenie, 7 pneumatický zberač prášku, 8 odsáací entilátor, 9 cyklóny, 10 pneumatický chladič prášku, 11 cyklón 154