Переміщення вологи у середині матеріалу

При випарі вологи з поверхні матеріалу усередині нього виникає градієнт вологості, що і забезпечує подальше переміщення вологи з внутрішніх шарів матеріалу до його поверхні (внутрішню дифузію вологи). У перший період сушіння перепад вологості усередині матеріалу настільки великий, що вплив, лімітуючий на швидкість сушіння, має швидкість поверхневого випару (зовнішня дифузія). Однак, після того як вологість на поверхні знижується до гігроскопічної і продовжує зменшуватися, тобто в II періоді сушіння, що визначальне значення для швидкості процесу має внутрішня дифузія вологи.

У I період сушіння волога усередині матеріалу переміщається у виді рідини (капілярно й осмотично зв'язана волога).

 З початком II періоду починається нерівномірна усадка матеріалу. На стадії рівномірно падаючої швидкості спостерігаються місцеві поглиблення поверхні випару і починається випар усередині матеріалу. При цьому капілярна волога і деяка частина адсорбційно зв`язаної вологи переміщаються вже усередині матеріалу у виді пари.

Надалі поверхневий шар матеріалу поступово цілком висихає, зовнішня поверхня випару стає усе менше геометричної поверхні матеріалу і відповідно зростає опір внутрішньої дифузії вологи. Тому на стадії нерівномірно падаючої швидкості II періоду найбільше міцно зв'язана з матеріалом адсорбційна волога переміщається усередині нього тільки у виді пари.

Явище переносу вологи усередині матеріалу має назву вологопровідності. Інтенсивність, чи щільність, потоку вологи, що переміщається усередині матеріалу, пропорційна градієнту концентрації вологи (¶ с/¶ n):

                                                                                 (134)

              Знак "-" у правій частині цього виразу показує, що волога рухається від шару з більшої до шару з меншою концентрацією вологи, тобто в напрямку, протилежному градієнту концентрації.

Концентрація вологи дорівнює добутку вологості матеріалу, віднесеної до кількості абсолютно сухої речовини w^с, на густину r_с абсолютно сухої речовини:

                                                                                       (135)

Підставляючи цей вираз в попередній і з огляду на, що r_с є величиною постійної, одержимо:

                                                                          (136)

Коефіцієнт k_вн називається коефіцієнтом вологопровідності. По фізичній суті він являє собою коефіцієнт внутрішньої дифузії вологи в матеріалі і виражається в м²/год. Його величина залежить від форми зв'язку вологи з матеріалом, вологості матеріалу і температури сушіння, тобто різна на різних стадіях процесу і може бути визначена тільки дослідним шляхом.

З аналізу вище приведених залежностей випливає, що такі зовнішні фактори, як підвищення температури і збільшення швидкості сушильного агента, зниження його відносної вологості і барометричного тиску, сприятливо впливають на підвищення інтенсивності поверхневого випару і внутрішньої дифузії вологи в матеріалі при конвективному сушінні.