Uscare

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Schema unui uscător rotativ.

Uscarea sau uscarea este operația unitară a ingineriei chimice care corespunde separării solid-lichid , a cărei caracteristică principală este raportul deosebit de mare între conținutul solid și lichid din produsul obținut, raport care poate varia între aproximativ 5 și, teoretic, până catre infinit. Pentru valori mai mici ale raportului vorbim în general despre evaporare . În marea majoritate a cazurilor, lichidul care trebuie separat este un solvent și aproape întotdeauna apă . Vom discuta apoi despre separarea apei de un solid, ținând cont de faptul că principiile, în cazul diferiților solvenți, sunt identice.

O aplicație de uscare este îndepărtarea apei din lemn.

Clasificare

În principiu, se pot distinge trei tipuri de uscare:

  • Uscare directă
  • Uscare într-un curent de gaz
  • Uscare prin adsorbție .

Uscare directă

Este tipul cel mai asemănător cu evaporarea. Amestecul solid-lichid este încălzit la o temperatură astfel încât să ofere lichidului căldura latentă de evaporare necesară pentru a trece de la lichid la faza gazoasă. Încălzirea poate avea loc prin contact direct sau prin radiații. Acesta este cazul tipic al uscătoarelor rotative cu flacără directă, în care o flacără goală încălzește amestecul solid-lichid prin radiație , care apoi se evaporă. Un uscător simplu de acest tip este cuptorul de acasă. Un tip foarte particular de uscare este liofilizarea , uscarea produselor alimentare sau farmaceutice sub vid ridicat , unde este asigurată căldura latentă de sublimare .

Uscare într-un curent de gaz

Este cea mai comună formă de uscare. Un gaz (în general aer , dar uneori azot sau alt gaz inert) este încălzit și apoi pus în contact cu amestecul solid-lichid. Gazul încălzește amestecul și lichidul se evaporă; fluxul de gaz, care trebuie alimentat uscat, este încărcat cu umiditate (lichidul evaporat); gazul este apoi răcit pentru a condensa lichidul și este reciclat sau descărcat în atmosferă.

În acest tip de uscare este important să se cunoască cantitatea de lichid pe care gazul o poate transporta fără condens. Acest aspect este studiat prin psihrometrie ; temperatura la care gazul începe să elibereze lichidul dispersat în el sub formă lichidă se numește punctul de rouă al gazului la o concentrație dată de lichid.

Această intrare va fi wikificată
Această intrare sau secțiune tehnică nu este încă formatată conform standardelor .
Contribuiți la îmbunătățirea acestuia în conformitate cu convențiile Wikipedia . Urmați sfaturile de proiectare de referință .
Element de verificat
Acest articol sau secțiune tehnică este considerat a fi verificat .
Motiv : Această secțiune pare să conțină mai multe erori și inexactități terminologice. Stilul trebuie, de asemenea, verificat.
Alăturați-vă discuției și / sau corectați intrarea. Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Acest tip de uscare se pretează bine produselor granulare cu un raport mare suprafață / volum. Cel mai comun tip este „patul fluidizat”, în care fluxul de gaz lovește solidul granular de jos în sus, creând un pat solid care se comportă ca un fluid; se obține un contact gaz-solid excelent și, prin urmare, uscare rapidă. Un exemplu intern este uscătorul de păr.

Deși rămâne adevărat că patul fluidizat este utilizat cu succes pentru a separa apa de partea uscată, trebuie avut în vedere faptul că acest sistem este deosebit de potrivit pentru tratarea pulberilor cu o anumită umiditate, mai degrabă decât suspensiilor sau soluțiilor organice. Prin urmare, înainte de a continua cu uscarea acestor produse, este necesar să procedați la uscarea totală sau parțială a acestora, cu utilizarea altor mașini. Cele mai interesante sunt cu siguranță cele numite „uscătoare cu pulverizare”.

Ideea uscării cu această metodă a luat naștere la începutul secolului al XX-lea, când Sr Stauf (de origine germană) a solicitat primul brevet pentru un atomizor de duză pentru pulverizarea laptelui într-un turn de aer cald. Cu toate acestea, adevăratul început a avut loc în Statele Unite în 1913, când americanul Sr. Gray și danezul Jensen au dezvoltat un uscător de duze sub presiune și au creat prima companie pentru comercializarea laptelui praf. Primul uscător turn cu utilizarea unui disc rotativ a fost introdus în 1912 de către s. German Kraus, însă comercializarea acestei metode de atomizare a decolat abia în 1933 când inginerul danez s. Nyrop și-a depus cererea de brevet. Aceste metode se bazează pe conceptul de maximizare a suprafeței de contact dintre aeriform și produsul introdus în turnul de uscare. Pentru a realiza acest lucru, este alimentat un disc plasat în centrul unui turn de uscare de dimensiuni variabile în funcție de capacitatea de evaporare a turnului, care se rotește la aproximativ 11000 rpm și are un diametru care permite o viteză periferică capabilă să-și mărească capacitatea. nebulizare. Dimensiunea particulelor generate de acest sistem variază între aproximativ 10-40 microni . Strâns în interiorul turnului de uscare, produsul intră în contact cu aerul cald provenit de la un generator de aer cald direct sau indirect, cu gaz curat, sau cu un schimbător de căldură, care garantează cantitatea de căldură necesară pentru a transforma apa în abur permițând separarea de produsul uscat.

Aceste mașini s-au dovedit de mulți ani că pot satisface atât cererea de întreținere a costurilor, cât și calitatea din punct de vedere organoleptic. Presiunea negativă din interiorul turnului facilitează uscarea și un sistem de îndepărtare a ciclonului permite recuperarea oricărui produs scăpat. Singurul dezavantaj real al acestor uscătoare este dimensiunile totale (mașini cu un diametru de 4,8 m și o înălțime de aproximativ 14 m pentru o capacitate de evaporare de 500 l / h) și concentrația limitată de căldură în Nmc / m3 a turnului (partea cilindrică). Spre sfârșitul secolului trecut, însă, a fost introdus un nou sistem numit „gatedryer” care, pe lângă faptul că are o amprentă mult mai mică, permite să ajungă la 3000 Nm3 / m3 de cameră cu avantaje considerabile din punct de vedere economic. La acest tip de uscătoare, timpul de contact al microsferelor (generat de un sistem de înaltă presiune de 260 bari) și aerul fierbinte este de ordinul milisecundelor. Din acest motiv, este posibil să se lucreze cu temperaturi de intrare a aerului cald, cu cel puțin 50 ° C mai mari decât cele utilizate în uscătoarele de pulverizare „ecumenice”, fără a modifica caracteristicile reologice ale produsului care urmează să fie uscat. Acest lucru face posibilă reducerea consumului cu aproximativ 15%. Avantajele acestui tip de mașini în comparație cu primele constau, prin urmare, în:

  • Cost de instalare mai mic
  • Dimensiunile de ansamblu în plan și în înălțime sunt mult mai cuprinse
  • Consum specific specific de căldură
  • Cost de transport mai mic
  • EE instalat mai jos

Limita acestui tip de uscătoare este capacitatea de producție care, în general, nu depășește 2500 kg / h de lichid introdus, cu o capacitate de evaporare de 1250 l / h. Conceptul de „coeficient de umplere” apare din ideea că într-un uscător prin pulverizare (nebulizare), raportul dintre volumul părții cilindrice a turnului și volumul aerului de proces în m 3 / h determină o cantitate a cărei valoarea demonstrează concentrația de căldură în care particula generată de sistemul de nebulizare (microsferă) trebuie să treacă înainte de a cădea, din cauza pierderii de energie cinetică, și apoi să fie recuperată uscată.

Uscare prin adsorbție

Adsorbția (din latinescul adsorbere, un termen compus din prepoziția ad, a și verbul sorbere, a absorbi încet, a bea puțin) este mecanismul chimico-fizic prin care moleculele, atomii sau ionii stabilesc o interacțiune chimică între ei -fizic, prin forțe Van der Waals, sau electrostatic pe suprafața interfazică. Interfaza este suprafața de separare între două faze diferite. Acest mecanism este adesea exercitat, conform etimologiei, prin atragerea speciilor chimico-fizice în cauză.

Uscarea lemnului

Este o fază fundamentală de transformare a materiei prime, deoarece lemnul în stare proaspătă (numit verde ) nu este utilizabil direct. Uscarea, care constă în eliminarea unei părți din apa conținută în lemn până când ajunge la așa-numita umiditate de utilizare, poate fi realizată de:

  • condimente naturale;
  • uscarea artificială.

Bibliografie

  • ( EN ) Warren McCabe, Julian Smith, Peter Harriott, Unit Operations In Chemical Engineering , ediția a 6-a, Tata Mcgraw Hill Publishers, 2005, pp. 773-811, ISBN 0-07-060082-1 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 29015 · LCCN (EN) sh85039816 · GND (DE) 4124329-8 · BNF (FR) cb11975890h (data)
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Secare&oldid=111728426 ”