Якщо матеріал знаходиться в контакті з вологим повітрям, то принципово можливі два процеси:
1) сушіння (десорбція вологи з матеріалу) при парціальному тиску пари над поверхнею матеріалу Рм, що перевищує його парціальний тиск у повітрі чи газі Рп, тобто при Рм >Рп;
2) зволоження (сорбція вологи матеріалом) при Рм<Рп.
У процесі сушіння величина Рм зменшується і наближається до межі Рм = Рп. При цьому настає стан динамічної рівноваги, якому відповідає гранична вологість матеріалу, називана рівноважною вологістю – wр.
Вона залежить від парціального тиску водяної пари над матеріалом Рп чи пропорційної йому величини відносної вологості повітря j і визначається дослідним шляхом.
Форми зв'язку вологи з матеріалом
Класифікація форм зв'язку вологи з матеріалом (по П.А.Ребиндеру):
1) хімічна;
2) фізико-хімічна;
3) фізико-механічна.
Хімічно зв'язана волога найбільш міцно з'єднана з матеріалом і може бути вилучена тільки при нагріванні матеріалу до високих температур чи у результаті проведення хімічної реакції. Ця волога не може бути вилучена з матеріалу при сушінні.
|
|
У процесі сушіння видаляється волога, зв'язана з матеріалом фізико-хімічним чи механічним шляхом. Найбільш легко видаляється механічно зв'язана волога, що підрозділяється на вологу макрокапілярів і мікрокапілярів (капілярів із середнім радіусом приблизно більше і менше 10-5 см). Волога макрокапілярів вільно видаляється не тільки сушінням, але і механічними способами.
Фізико-хімічний зв'язок поєднує два види вологи, що відрізняються міцністю зв'язку з матеріалом:
- адсорбційно зв`язана волога;
- осмотично зв`язана волога.
Перша міцно утримується на поверхні й у порах матеріалу.
Осмотично зв`язана волога, називається також вологою набрякання, знаходиться усередині кліток матеріалу й утримується осмотичними силами.
Стосовно до процесу сушіння вологу класифікують на:
- вільну
- зв'язану.
Під вільною, розуміють вологу, швидкість випару якої з матеріалу дорівнює швидкості випару води з вільної поверхні. Отже, при наявності вільної вологи Рм = Рн, де Рн – тиск насиченої пари води над її вільною поверхнею.
Під зв'язаною розуміють вологу, швидкість випару якої з матеріалу менше швидкості випару води з вільної поверхні Рм < Рн.