Критическая точка процесса сушки

Ход процесса сушки во времени при постоянной температуре и постоянных условиях контакта сушильного агента с материалом легко устанавливают простым опытом, взвешивая через определенные промежутки времени образец материала известного начального влагосодержания кг/кг абс. сухого вещества. По полученным значениям убыли массы строится кривая = (т), на которой в общем случае выделяются три участка (рис. Х1У-16). Первый из них АВ, характеризующийся незначительным пониже-нием влагосодержания, соответствует прогреву материала. Далее следует участок ВС, характеризующийся линейным уменьшением влагосодержания во времени этот участок отвечает периоду удаления свободной влаги, или периоду постоянной скорости сушки. Начиная с точки С, соответствующей критическому влагосодержанию материала протекает п е- [c.666]

Изображение процесса су шки в виде кривых, нанесенных на диаграмму с координатами продолжительность сушки — влагосодержание или скорость сушки — влагосодержание, как видно из рис. 260 и 261, указывает, что кривая сушки имеет резко выраженную точку перегиба, называемую критической точкой процесса сушки. Она делит кривую сушки на два отрезка. Первый отрезок представляет собой прямую линию и соответствует периоду постоянной скорости сушки. Второй отрезок представляет собой кривую линию и соответствует периоду падающей скорости сушки. Длительность обоих периодов различна и зависит от свойств материала, его внешнего вида, начальной влажности и других факторов. [c.417]

Характер процесса сушки зависит от начальной влажности материала. Если начальная влажность материала больше критической Ынр при заданной температуре сушки, а конечная влажность меньше и р, то сушка проходит в двух периодах в первом и во втором. Если и начальная, и конечная влажность материала больше критической ы р, то процесс сушки завершается в первом периоде, если она меньше критической, то сушка происходит только во втором периоде. [c.146]

Лиофильная сушка может привести к ряду артефактов, и их важно распознавать. Жалоба [448] на то, что материал может взрываться в процессе сушки, является самым необычным наблюдением, и причиной было то, что сушка выполнялась при слишком высокой температуре. Из-за этого внутренний лед расплавился и быстро испарился, произведя взрыв. В работе [447] показано, что лиофильная сушка сопровождается некоторой усадкой, но эта усадка намного меньше, чем наблюдаемая в материале, высушенном методом сушки в критической точке. [c.301]

Вновь выложенная кладка тепловых агрегатов содержит влагу, количество которой зависит от толщины кладки, размеров швов, атмосферных условий, при которых производилась кладка и хранились материалы, и ряда других факторов. Чтобы повысить срок службы кладки, необходимо перед вводом в эксплуатацию теплового агрегата осторожно просушить и разогреть кладку до рабочей температуры. Следует учитывать, что все огнеупорные материалы, применяемые для кладки, в большей или меньшей степени увеличиваются в объеме по мере повышения температуры в процессе сушки и разогрева. При этом в определенных интервалах температуры некоторые огнеупоры расширяются с большой скоростью, что может привести к их разрушению. Лучше других огнеупорных материалов изменение температуры переносят шамотные изделия. Динасовые изделия обладают низкой температурной устойчивостью и имеют несколько критических температурных точек 135, 235, 575 и 875 С, которые обусловлены кристаллическими превращениями кремнезема, дающими резкое увеличение объема. При разогреве магнезитовых и хромомагнезитовых изделий следует помнить, что эти материалы при температуре выше 1600 С дают значительную дополнительную усадку. [c.389]

НИЯ критического влагосодержания. Если конечное влагосодержание выше критического (для особых условий сушки), то весь процесс проходит в условиях постоянной скорости. С другой стороны, если начальное влагосодержание ниже критического, то весь процесс будет проходить в периоде падающей скорости. В этом периоде различают 1) сушку с ненасыщенной поверхностью и 2) сушку, контролируемую внутренним движением влаги. [c.506]

Упрощенный метод отыскания скорости сушки второго периода основан, на том, что процесс сушки в период падающей скорости с достаточной степенью точности можно изобразить прямой линией, соединяющей критическую точку А с точкой равновесного влагосодержания материала В, как это изображено на рис. 261. [c.423]

При освещении процесса сушки глин, увлажненных до нормального пластического состояния, показано замедление влагоотдачи вакуумированных глин при постоянном режиме сушки и перемещение критических точек на кривых скорости сушки пластичных тонкодисперсных глин после вакуумирования в сторону более высоких влажностей. [c.270]

Показано изменение характера процесса сушки вакуумированной непластичной глины в периоде падающей скорости — появление второй критической точки. [c.270]

На рис. 2-4 приведены две температурные кривые для поверхностных и центральных слоев влажного материала, который дает усадку в первом периоде. При уменьшении влагосодержания (в начале процесса сушки) температура поверхности материала быстро повышается и принимает постоянное значение, равное температуре мокрого термометра (температура испаряющейся жидкости). Эта температура остается постоянной до первой критической точки, начиная с которой температура материала повышается и при достижении равновесного влагосодержания становится равной температуре окружающей среды (температуры воздуха). [c.88]

Температура центральных слоев в начале процесса сушки повышается немного медленнее и поэтому достигает температуры мокрого термометра несколько позже. В период постоянной скорости температурные кривые для поверхностных и центральных слоев совпадают. Таким образом, период постоянной скорости характеризуется постоянной температурой и отсутствием температурного градиента внутри материала (для рассматриваемого случая). Начиная с первой критической точки, температура центрального слоя также повышается, но более медленно и вновь возникает разность температуры между поверхностными и центральными слоями. При достижении равновесного влагосодержания этот перепад становится равным нулю (температура материала во всех его точках одинакова и равна температуре воздуха). [c.88]

По мере сушки подвод влаги к поверхности замедляется, влагосодержание поверхностного слоя падает, а когда достигнет критического значения точки В (14% по отношению к полному насыщению пор, что соответствует примерно 5% влажности по отношению к весу сухого песка), капиллярное давление резко увеличивается с уменьшением влагосодержания и скорость сушки начинает убывать. Этот момент процесса сушки отмечается первой критической точкой. Среднее (интегральное) первое критическое влагосодержание слоя песка зависит от толщины слоя и равно в нашем случае 26,3% от полного насыщения водой пор, или 9,2% от веса сухого песка = 9,2%). Начиная с первой критической точки, подвод влаги к поверхности быстро падает, смоченная поверхность уменьшается, а температура песка увеличивается. Когда поверхностный слой достигнет влагосодержания, соответствующего критической точке С, капиллярное давление становится бесконечно большим (влага в поверхностном слое распределена отдельными кольцами), перемещение воды в по- [c.98]

Тогда температурные коэффициенты сушки Ь определяются из экспериментальной кривой 7 = / (Г). Метод расчета средней температуры тела 7 по данным температуры тела в различных точках описан выше. Зная величины температурных коэффициентов сушки и а. можно подсчитать величину среднего критерия Ребиндера для периода падающей скорости (НЬх = Ь с/г и КЬа == Ь2,с/г). Это дает возможность полностью рассчитать интенсивности тепло- и массообмена в периоде падающей скорости. Вышеприведенный расчет был основан на замене плавной кривой 7 = / (Г) двумя ломаными прямыми, соответствующими двум зонам периода падающей скорости сушки. Этот метод позволяет произвести полный расчет по заданным параметрам процесса сушки (/с, ф, V) и критическим влагосодержаниям Гц и Г,а- [c.129]

Вычисленный таким способом критерий Kim представлен на рис. 3-4 в виде графика изменения Kim в процессе сушки. Из рис. 3-4 видно, что в первом периоде критерий Kim немного увеличивается (примерно на 13%) за счет уменьшения коэффициента диффузии влаги (характерный размер R и интенсивность сушки постоянны). Начиная с критической точки (начало второго периода), критерий [c.142]

При сушке желатина на подложке (сушка желатина, политого на стеклянную пластинку) образуются поры типа пузырей. Этот дефект сушки проявляется, когда толщина слоя достигает нескольких миллиметров. Был предложен ряд гипотез для объяснения образования пор в толщине слоя желатина при сушке. Некоторые исследователи считали, что причиной порообразования является расширение пузырьков пара, которые образуются в толще слоя в результате испарения жидкости. Другие исследователи считали, что решающее значение имеет адсорбированный воздух. Однако расчеты напряжений, произведенные по этим гипотезам, показали, что поры не могут образоваться под действием этих факторов. Работами сушильной лаборатории НИКФИ было установлено, что решающее значение в образовании пузырей имеет влажность воздуха. Увеличение влажности воздуха свыше 0,7 приводит к порообразованию при температуре воздуха 25° С. Было также установлено, что поры образуются не в начале процесса, когда интенсивность сушки максимальна (период постоянной скорости), а в начале периода падающей скорости (около критической точки). [c.211]

Влияние температуры греющей поверхности сказывается на всем протяжении процесса сушки (особенно сильно в первом периоде), и лишь после второй критической точки оно становится мало заметным. [c.295]

Процесс сушки как при конвективном, так и при терморадиационном обогреве осуществляется в две стадии, разделяющиеся критической точкой (И "кр.)- Первая стадия—постоянная скорость сушки, вторая—снижение скорости (рис. 95). Первая стадия соответствует процессу удаления [c.155]

В выражении (1-81) т., А, р — безразмерные коэффициенты, не зависящие от влажности материала. Коэффициент т не зависит от размеров и формы материала. В большинстве случаев для пористых материалов т = 0,5, для капиллярных тел т=, для коллоидно-капиллярных тел т = 2. Коэффициенты Лир зависят от размеров и свойств материала причем (3 может быть положительным и отрицательным, что связано с характером изменения температуры материала в процессе сушки. В той же работе [51] приводится методика графического определения коэффициентов Л и р по данным экспериментальных исследований. Эти величины являются функциями критической и равновесной влажности. [c.67]

В периоде падающей скорости сушки перемещение влаги происходит в макрокапиллярах, при этом по мере испарения воды продолжается замещение ее паром. В микрокапиллярах влага, находящаяся в канатном состоянии, распространяется из зоны испарения в глубь капилляров, что ведет к снижению подвода влаги к зоне испарения и полностью прекращается при достижении каучуком второго критического влагосодержания. Начиная с этого момента, капилляры будут заполнены влагой, находящейся в капиллярно-разобщенном (стыковом) состоянии, в результате чего прекратится поступление жидкости к поверхностным слоям каучука. Испарение влаги происходит в капиллярах, и пар диффундирует по капиллярно-пористой системе в окружающую среду. Такое перемещение влаги происходит до окончания процесса сушки. Скорость сушки при этом обусловливается скоростью диффузии пара к поверхности частиц. Температура слоя каучука в периоде падающей скорости достаточно быстро увеличивается и к концу процесса практически достигает температуры сушильного агента. Анализируя кривую изменения скорости сушки, можно заметить, что она аналогична кривым сушки капиллярно-пористых коллоидных материалов. Характер кривой позволяет судить о формах связи влаги с каучуком. За период прогрева и постоянной скорости сушки до точки первого критического влагосодержания удаляется влага смачивания, содержащаяся в каучуке сверх гигроскопической влаги. Участок кривой скорости сушки между точками, соответствующими первому и второму критическим влагосодержаниям, характеризует содержание влаги в капиллярах, а участок кривой между точками, соответствующими второму критическому равновесно.му влагосодержанию — содержание адсорбционно-связанной влаги. [c.150]

Описанное выше протекание процесса сушки характерно для квазистационарных условий при конвективном подводе тепла. В реальных условиях наблюдается градиент влажности и температуры тела в обоих периодах. Поэтому период падающей скорости сушки начинается, когда на поверхности испарения влажность равна или меньше гигроскопической (wn WT), в то время как в центре она значительно превышает гигроскопическую влажность или средняя влажность материала больше гигроскопической. Средняя интегральная влажность материала в условиях, когда на поверхности тела достигается гигроскопическая влажность и начинается период падающей скорости сушки, называется критической влажностью wKp. [c.62]

В процессе сушки влагосодержание материала уменьшается, поэтому при анализе графиков на рис. 2-2 и 2-3 их необходимо читать в обратном направлении. В начале процесса сушки (начальная стадия прогрева материала) скорость сушки быстро увеличивается, достигая постоянного значения N = onst (период постоянной скорости). Начиная с критической точки, скорость сушки уменьшается по различным законам и при достижении равновесного влагосодержания становится равной нулю (период падающей скорости). На кривых скорости сушки первое критическое влагосодержание и равновесное влагосодержание материала определяются более точно. [c.86]

При изучении структуры почвы в РЭМ требуется, чтобы жидкость, которая содержится в виде водного раствора, была удалена из обр азца, прежде чем он помещается в прибор. Если образец почвы имеет высокое содержание влаги и/или имеется тенденция к усадке его при потере влаги, то высушить образец, не нарушая ело исходной структуры, оказывается затруднительным [269]. Для удаления воды из пор разработано шесть методов [270]. Эти методы следующие 1) сушка в печи, 2) сушка на воздухе, 3) сушка во влажной среде, 4) сушка замещением, 5) лиофильная сушка и 6) сушка в критической точке. Первые два метода просты и понятны. Сушка во влажной среде представляет собой процесс обезвоживания образца при контролируемом уровне влажности. При сушке замещением перед высушиванием производят замену жидкости, имеющейся в порах почвы, жидкостью с низким поверхностным натяжением, такой, как метанол, ацетон или изо-пентан [269]. Последние два метода являются теми же, что используются биологами, и описаны в гл. 11. В основном для твердых почв с низкой влажностью наиболее часто при меняет-ся метод сушки на воздухе, в то в ремя как почвы, имеющие хрупкую структуру, могут быть высушены лиофильной сушкой при быстром замораживании [269]. [c.175]

Многие промышленные полимеры содержат воду. При изучении хар актеристи поверхностгного слоя этих полимеров требуется, чтобы процесс подготовки образцов для анализа в РЭМ не внооил искажения в поверхностный слой. Различные способы приготовления образцов включают сушку на воздухе, сушку в критической точке, излом при низкой температуре и лиофиль-ную сушку. Простейшим из всех является сушка на воздухе. Обычно используемые для подготовки полимеров методы очень похожи на методы, используемые для подготовки биологических материалов, и обсуждаются они в гл. 11 и 12. [c.176]

Хотя процедура сушки в критической точке приблизительно одинакова для всех видов оборудования, в действительности существуют важные отличия между различными имеющимися камерами сушки в критической точке, и важно выполнять работу в соответствии с рекомендациями конкретного изготовителя. До тех пор пока оператор помнит, что процесс происходит внутри камеры, в которой достигаются высокие давления, и использует технику с осторожностью, сушка в критической точке может выполняться надежно и эффективно. Важно регулярно проверять клапаны, уплотнения и, где это возможно, смотровые окна. Дальнейшие меры иредосторожности по технике безопасности описаны в статьях [372, 374]. В большинстве случаев сушка в критической точке производится с использованием жидкого СОг, та как он дешевле и доступнее фреона-13. Углекислота СО2 должна быть безводной, не содержать частицы и для удобства должна поставляться в цилиндре с сифоном. Если это важно, то цилиндр должен крепко закрываться изнутри для удаления любых следов ржавчины, которая могла бы загрязнять поверхность образца. Образец до конца обезвоживания следует помещать в контейнере с предохранительной сеткой и с уплотнением. [c.252]

Так как образец в конечном итоге исследуется в микроскопе в вакууме, вода либо должна быть удалена, либо давление ее паров должно быть уменьшено понижением температуры образца. Нет сомнения в том, что химическое обезвоживание приводит к потере легко диффундирующих веществ из клеток и тканей, вызванной химической фиксацией. Хотя критические сравнительные исследования не производились, оказалось, что не существует большой разницы в воздействии этанола, метанола или ацетона в качестве обезвоживающих реактивов. Однако в работе [421] было установлено, что в растительном материале, обезвоженном диметоксипропаном, обнаружена существенно лучшая сохранность ионов (Ыа+, К+, С1 ) по сравнению с обезвоживанием в ацетоне. Можно обойтись без классических процедур обезвоживания, используя инертные процедуры обезвоживания, предложенные в [422], водно-растворимые смолы, метод заливки в глутаральдегиде-мочевине [423] или пропускание материала, прошедшего фиксацию в глутаральдегиде, через глутаральдегид с возрастающимп концентрациями вплоть до 50%, после чего ткань переносится прямо в эпон-812 [404]. Другая процедура [424] заключается в инфильтрации фиксированных образцов раствором поливинилового спирта (МШ 14 000) с возрастающими концентрациями вплоть до конечной 20%-ной концентрации. Вода затем удаляется путем диализа, а образовавшийся твердый гель связан поперечными связями с глутаральдегидом. Однако оказывается, что эти процедуры незначительно снижают потерю растворимых материалов из исследуемых образцов. Простая сушка образца на воздухе также вызывает перераспределение элементов. Таким же образом процедура сушки в критической точке, которая обычно проводится в конце фиксации и обезвоживания, по всей видимости, приведет к слабому различию в концентрации растворимых веществ, которые давно уже были удалены в процессе [c.283]

Если же принять за критическую температуру превращения ПВХ Температуру его разложения (допустив, например, Граз = 120 °С), то режимы сушки, отвечающие условию 1<Фте<1,8, окажутся соответствующими условию Фграз < 1, т.е. не будут приводить к термическому разложению полимера, что и подтверждается практикой промышленной сушки. Следовательно, допустимая температура нагрева ПВХ в процессе сушки должна определяться его термостабильностью. [c.91]

Первый период сушки соответствует изменению влажности материала в пределах Си—Скр (начальная влажность — критическая влажность). При влажности материала сССкр наступает второй период сушки — период уменьшающейся скорости. Для этого периода характерно то, что диффузионное сопротивление во внешней области становится соизмеримым с диффузионным сопротивлением внутри высушиваемого материала, а затем значительно меньше его и, следовательно, скорость процесса сушки определяется скоростью массопроводности. [c.409]

Образцы в виде кубиков 4x4x4 см хранили в нормально влажных условиях и исследовали в возрасте 7 и 28 суток по методу термограмм сушки [1]. Как известно, этот метод сводится к одновременной записи в процессе изотермической сушки образца двух кинетических кривых — термограммы сушки и кривой убыли веса. На термограмме можно выделить несколько критических точек в местах изменения хода кривой, они соответствуют границам испарения из тела воды разных форм и видов связи П, 31. По термограмме сушки в сочетании с кривой веса можно определить количество воды разных форм связи в образцах. При этом данные [c.72]

Это находится в полном соответствии с выводом о гидро-филизации твердой фазы при удалении адсорбированного и микродисперсного воздуха в процессе вакуумирования. Действительно, дополнительная адсорбция воды при вакуумировании увеличивает количество адсорбционно связанной воды на поверхности вакуумированной глины при достижении второй критической точки в процессе сушки. [c.267]

Такой упрощенный метод отыскания скорости сушки второго периода был в Г933 г. предложен Шервудом. Рассматривая кривые второго периода сушки для многих различных случаев, Шервуд пришел к выводу, что по какой бы кривой ни шел процесс сушки в период падающей скорости, его с достаточной степенью точности можно изобразить прямой линией, соединяющей критическую точку А с точкой равновесного влагосодержания материала В, как это и изображено на рис. 160. [c.402]

Существует ряд способов избежать или уменьшить роль артефактов, связанных с высушиванием [70]. Метод критической точки основан на том, что для каждого вещества имеется критическая температура, выше которой не может существовать жидкая фаза. Предполагается, что при испарении растворителя в процессе повышения температуры выше критической точки все параметры пространственной структуры сохраняются. Метод лио-фильной сушки состоит в замораживании набухшего образца и сублимации содержащегося в нем растворителя в вакууме, при этом уменьшается действие капиллярных сил, проявляющихся при обычной сушке. Еще один метод обезвоживания полимеров — инклюдирование растворителя с низким сродством к полимеру [42] — заключается в последовательном вытеснении воды системой органических растворителей. Последний растворитель должен обладать малым поверхностным натяжением, большой летучестью и быть инертным по отношению к полимеру (например, вода—этанол—серный эфир). Основное требование ко всем методам дегидратации образцов — неизменность объема полимера по сравнению с гидратированной формой и сохранение всех деталей микроструктуры. [c.24]

Начиная с критического влагосодержания (l i). температура материала повышается, постепенно достигая при равновесном влагосодержании температуры окружающей среды. Если по оси ординат отложить среднюю температуру тела /, а по оси абсцисс — его влагосодержание W, то получим температурную кривую процесса сушки i = f W). [c.124]

Применительно к процессу сушки влагу разделяют на свободную (легкоудаляемую при сушке) и связанную (адсорбционную, осмотическую, влагу из микропор). Сеобо(Зная влага характерна тем, что она легко отходит от высушиваемого материала при температуре 100°С (если влага — вода) с той же скоростью, с какой влага испаряется с поверхности жидкости. Связанная влага испаряется из материала с меньшей скоростью, чем с поверхности воды. Влагосодержание материала на границе свободной и связанной форм называется критическим вла госодержанием. [c.404]

После тервой критической точки и до конца процесса снижение ы происходит по некоторой кривой вплоть до полного прекращения влагоудаления. В течение этого (второго) периода сушки величина I существенно изменяется. [c.35]

Графическое изображение этого баланса представлено на фиг. 5-8, в. Из рассмотрения егоследует, что в начале процесса сушки, когда температура всех точек внутри образца не превышает 100° С, слагаемое отсутствует и перемещение влаги происходит за счет влагопроводности. Термовлагопро-водность препятствует в этом периоде перемещению влаги к поверхности. Затем составляющая уменьшается и, появляется составляющая т. е. поток влаги за счет градиента избыточного давления. Величина этого потока нарастает вплоть до первой критической точки, а затем в период падающей скорости сушки резко падает. Плотность потока в этом [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология