1. Ускоренная фаза сушки сырья в вихревой сушилке

В теплопередающей среде частицы подвергаются воздействию повышенных температур и влажности воздуха менее 100%. За очень короткое время поверхности частиц нагреваются до температуры мокрого термометра сушильного агента. Вследствие этого скорость испарения влаги быстро возрастает. Через определенный промежуток времени тепло, поглощаемое частицами, уравновешивается теплом, расходуемым на испарение влаги, тем самым достигается состояние равновесия. Эта фаза чрезвычайно коротка, а объем удаляемой влаги относительно невелик; затем процесс переходит в фазу сушки с постоянной скоростью.

2. Фаза сушки сырья с постоянной скоростью в вихревой сушилке

В течение этой фазы влага, испаряющаяся с поверхности частиц, непрерывно пополняется влагой, мигрирующей изнутри частицы к ее поверхности, что обеспечивает постоянное увлажненное состояние поверхности. В этот момент как скорость сушки, так и температура поверхности частиц остаются постоянными. Скорость испарения напрямую коррелирует с разностью концентраций водяного пара и температур между поверхностью частицы и окружающей средой; чем больше эти различия, тем выше скорость сушки. Кроме того, на скорость сушки влияет скорость воздушного потока, обтекающего поверхность частицы; на поверхности неизменно образуется застойный пограничный слой воздуха — «газовая пленка». Уменьшение толщины этой газовой пленки способствует как испарению влаги, так и теплообмену. Поэтому увеличение скорости воздушного потока над поверхностью частицы может эффективно ускорить процесс сушки. По мере продолжения сушки в течение определенного времени скорость диффузии влаги изнутри частицы начинает падать ниже скорости поверхностного испарения. Следовательно, внутренняя влага больше не может полностью насыщать поверхность для поддержания поверхностного испарения, что знаменует переход к следующей фазе сушки.

3. Замедленная фаза сушки сырья в вихревой сушилке

Как только скорость испарения достигает определенного порога, внутренняя влага внутри частиц становится недостаточной для поддержания насыщения всей поверхности. Площадь влажной поверхности постепенно уменьшается, вызывая прогрессирующее снижение скорости сушки. В течение этой фазы как объем испарения, так и скорость потребления тепла значительно снижаются. Температура поверхности частиц поднимается выше температуры мокрого термометра сушильного агента и продолжает расти, в то время как разность температур между частицами и сушильным агентом постепенно сужается, пока обе температуры не станут почти или полностью равными.

4. Фаза равновесия сырья в вихревой сушилке

На этом этапе скорость поглощения влаги поверхностью частиц достигает равновесия со скоростью испарения. Следовательно, скорость сушки падает до нуля. Остаточная влага, остающаяся внутри частиц, составляет «конечное влагосодержание»; обычно этот уровень не должен опускаться ниже равновесного влагосодержания, необходимого для безопасного хранения. В роторной вихревой сушилке частицы высушенного материала обычно мелкие, а время их пребывания в сушильной камере чрезвычайно мало — обычно от 1 до 3 секунд. Следовательно, во время фазы сушки частиц с постоянной скоростью их поверхностная температура соответствует температуре мокрого термометра сушильного агента. Использование роторной вихревой сушилки обеспечивает равномерное распределение частиц сырья по размерам, что способствует поддержанию качества продукции.