Сушкой или высушиванием называют процесс термического обезвоживания материалов, при котором часть содержащейся в исходном влажном материале влаги испаряется, а образующиеся пары отводятся из зоны сушки. Обычно при сушке удаляется именно вода, но в некоторых случаях может удаляться и какая-нибудь иная жидкость; такой процесс также называется сушкой [4−6].
Процесс удаления влаги из твердых и пастообразных материалов путем ее испарения широко используется в химической технологии. Высушиваемым материалам при этом удается придать необходимые свойства (например, уменьшить слеживаемость удобрений или улучшить растворимость красителей), удешевить их транспортировку, а также уменьшить коррозию аппаратуры и трубопроводов при хранении или последующей обработке этих материалов.
В химических производствах, как правило, применяют искусственную сушку материалов в специальных сушильных установках, так как естественная сушка на открытом воздухе — слишком длительный процесс.
Сушка — сложный диффузионный процесс, скорость которого определяется скоростью диффузии влаги из глубины высушиваемого материала.
Поскольку этот процесс сопровождается подводом тепла, он является по существу тепломассообменным.
По способу подвода тепла к высушиваемому материалу различают следующие виды сушки:
- • конвективная — непосредственным соприкосновением высушиваемого материала с сушильным агентом (горячий воздух, топочные газы);
- • контактная — передача тепла от теплоносителя к материалу через разделяющую их стенку;
- • радиационная (лучистая) — передача тепла в виде электромагнитного излучения (инфракрасного диапазона);
- • диэлектрическая — нагреванием влажного материала (диэлектрика) в поле токов высокой частоты;
- • сублимационная — при отрицательных температурах и глубоком вакууме (разновидность контактной, радиационной или диэлектрической сушки).
Независимо от того, какой материал подвергается сушке и какова его консистенция в исходном состоянии, на процесс испарения влаги требуется затратить внешнюю энергию, минимальное количество которой равно теплоте парообразования удаляемой влаги из материала.
По этой причине сушка (наряду с выпаркой и перегонкой) является одним из энергоемких промышленных процессов, Количество потребляемой энергии зависит от количества влаги, удаляемой из материала. В связи с этим выгодно предварительно удалять часть исходной влаги механическим путем (отжим, фильтрование, центрифугирование и т. п.), так как механические способы обезвоживания (без испарения влаги) требуют меньших энергозатрат.
Из всех перечисленных способов подвода тепла наиболее широко распространена конвективная сушка ввиду её конструктивной простоты.
