Матеріальний баланс повітряної сушарки

Обладнання для сушки біосировини

Сушка являється обов’язковою операцією в процесі виробництва деревних гранул.

По своїй фізичній суті сушка являється складним дифузійним процесом, швидкість якого визначається швидкістю дифузії вологи із поверхні висушуємого матеріалу в навколишнє середовище.

Методи сушіння вологого матеріалу розрізняються переважно способом підведення теплоти й зумовлені фізико-хімічними властивостями цих матеріалів, а також формою їх зв’язку з вологою. В технології виробництва гранул застосовується метод конвективного сушіння, що характеризується безпосереднім контактом матеріалу з потоком нагрітого газу (повітря). Волога випаровується за допомогою теплоти нагрітого газу, який одночасно поглинає і виносить із сушарки утворену водяну пару.

Звичайно сушарки розраховують, виходячи із заданої кількості вологого матеріалу та його початкової і кінцевої вологості. Щоб визначити кількість висушеного матеріалу, випареної вологи та витрату сухого повітря на вису­шування, складають матеріальні баланси: за абсолютно сухою речовиною та за вологою.

Якщо немає втрат матеріалу, то кількість абсолютно сухої речовини в ньому до і після висушування лишається незмінною; якщо ж m₁ і т₂ — витрати вологого матеріалу до і після сушіння, кг/с, а ω₁ і ω₂ — масові частки вологи в матеріалі до і після сушіння, % до загальної маси, то баланс за сухою речовиною буде:

звідки маса вологого матеріалу:

або маса висушеного матеріалу:

Кількість вологи W яку видаляють під час висушування, дорівнює різниці мас вологого і висушеного матеріалу:

Підставивши в останнє рівняння вираз для т₂ отримаємо:

або

Якщо в рівняння замість т₁ підставити його вираз з рівняння, то

Матеріальний баланс сушарки за вологою складемо, якщо прирівняємо кількість вологи, що вноситься в сушарку з вологим матеріалом і з повітрям, до кількості вологи у висушеному матеріалі й відпрацьованому повітрі:

звідки

де L— витрата абсолютно сухого повітря, кг/с.

Ліва частина останнього рівняння — це кількість вологи, що видаляєть­ся під час висушування, тобто

звідки загальна витрата абсолютно сухого повітря на висушування

Питома витрата повітря, тобто витрата його на 1 кг вологи, яку видаля­ють з матеріалу в сушарці,

де d₂, d₁— вологовмісти повітря після і до сушарки, г/кг.

Оскільки повітря, проходячи через калорифер, не поглинає і не віддає вологи, його вологовміст при нагріванні в калорифері лишається незмінним, отже, х_х = х_0і тому:

Це рівняння є основним рівнянням для визначення витрати повітря в сушильній установці. Із цього рівняння видно, що витрата повітря збільшується із збільшенням х₀. У зв'язку з тим, що вологовміст зовнішнього повітря в літній час більший порівняно із зимовим, то вентилятор розрахо­вують для літніх умов роботи сушарки.