Ova knjiga je prva u nizu knjiga koje treba da obrađuju teoriju, tehniku i tehnologiju procesa sušenja u raznim oblastima.
U knjizi su izložene važnije termodinamičke i mehaničke karakteristike vlažnog materijala i termodinamičke karakteristike vlažnog gasa, osnove teorije razmene toplote i materije, statika i kinetika procesa sušenja.
Date su metode proračuna sušara, principi racionalnog projektovanja, termički proračun sušara, prikaz i proračun različitih načina procesa sušenja korišćenjem h – x dijagrama za vlažan gas, opis tehnoloških šema, namena, osnovne karakteristike, proračun i konstrukcija velikog broja konvektivnih i kontaktnih sušara, kratak popis pomoćnih uređaja postrojenja za sušenje i njihov izbor.
Kroz tabele i priloge dati su podaci potrebni za projektovanje, proračun i konstrukciju sušara. Takođe je dat pregled različitih načina sušenja i različitih tipova sušara kao i pregled rešenja domaćih proizvođača.
Sve dobronamerne primedbe, uočene greške i sugestije autor će rado prihvatiti.
Beograd, oktobra 1988. godine
Autor
Prof. dr Radivoje M. Topić
Sadržaj
1. OSNOVI TEORIJE PROCESA SUŠENJA
1.1. Vlažan materijal
1.1.1. Određivanje i definisanje parametara vlažnog materijala
1.1.2. Termofizičke osobine vlažnih materijala
1.1.3. Mehaničke osobine vlažnih materijala
1.2. Vlažan vazduh
1.3. Statika procesa sušenja
1.4. Kinetika procesa sušenja
1.5. Prostiranje toplote i materija u procesu sušenja
2. PRINCIPI RACIONALNOG PROJEKTOVANJA SUŠARA
2.1. Projektovanje i izbor tipa sušare
2.2. Zavisnosti proračuna sušara od načina dovođenja top- lote materijalu koji se suši, tipa i konstrukcije sušare
2.3. Projektni zadatak i struktura proračuna konvektivnih sušara
3. TERMIČKI PRORAČUN SUŠARA
3.1. Materijalni bilans sušare
3.2. Toplotni bilans sušare
3.3. Određivanje protoka agensa za sušenje i goriva
3.4. Toplotni proračun procesa sušenja korišćenjem h-x dijagrama
3.4.1. Sušenje sa među zagrevanjem vazduha
3.4.2. Sušenje sa recirkulacijom izrađenog vazduha
3.4.3. Sušenje sa među zagrevanjem i recirkulacijom izrađenog vazduha
3.4.4. Sušenje mešavinom vazduha i produkata sagorevanja
3.4.5. Sušenje po zatvorenom ciklusu sa kondenzacijom isparene vode
3.4.6. Sušenje produktima sagorevanja
3.4.7. Sušenje sa recirkulacijom mešavine produkata sagorevanja i vazduha
4. PRORAČUN I KONSTRUKCIJA SUŠARA
4.1. Konvektivne sušare
4.1.1. Komorne sušare
4.1.2. Tunelske (koridorne) sušare
4.1.2.1. Proračun tunelskih sušara
4.1.2.2. Konstrukcija tunelskih sušara
4.1.3. Trakaste sušare
4.1.3.1. Proračun trakastih sušara
4.1.4. Konvejerske sušare
4.1.5. Petljaste sušare
4.1.5.1. Proračun petljastih sušara
4.1.6. Šahtne sušare
4.1.6.1. Proračun šahtnih sušara
4.1.7. Dobošaste sušare
4.1.7.1. Proračun dobošastih sušara
4.1.8. Pneumatske sušare
4.1.8.1. Proračun pneumatskih sušara
4.1.9. Sušare sa raspršivanjem materijala
4.1.9.1. Proračun sušara sa raspršivanjem materijala
4.1.10. Turbinske sušare
4.1.10.1. Proračun turbinskih sušara
4.2. Kontaktne sušare
4.2.1. Valjkaste i cilindrične sušare
4.2.2. Proračun kontaktnih sušara
5. POMOĆNI UREĐAJI POSTROJENJA ZA SUŠENJE
5.1. Zagrejači vazduha
5.2. Ložišta
5.3. Ventilatori
5.4. Prečistači vazduha
LITERATURA
PRILOZI
1.1. Nasipna gustina, kg/m3, različitih materijala
1.2. Pad pritiska u sloju disperznih poljoprivrednih proizvoda (visina sloja 1m temperatura 20° C, pritisak 1.01 bar)
1.3. Ugao prirodnog nasipanja disperznih materijala
1.4. Srednji maseni specifični toplotni kapacitet pri konstantnom pritisku, c, kJ/(kf K)
1.5. Entalpija h, J/kg, i apsolutna vlažnost d, g/kg, pri pritisku 1 bar
1.6. Maseni sastav i toplotne moći nekih tečnih i čvrstih goriva
1.7. Ravnoteža vlažnost zrna za različite vrednosti relativne vlažnosti i temperaturu vazduha (sovjetski istraživači)
1.8. Ravnotežna vlažnost zrna za različite vrednosti relativne vlažnosti vazduha i temperaturu (zapadni istraživači)
1.9. Ravnotežna vlažnost materijala d, % , u zavisnosti od relativne vlažnosti vazduha pri temperaturi od 25°
1.10. Maksimalna higroskopna vlažnost
1.11. Izoterme sorpcije za različite materijale
1.12. Koeficijenti prenosa materije (vlage) za neke materijale
4.1. Osnovni tipovi konvektivnih sušara
4.2. Karakteristike konvektivnog sušenja različitih materijala
4.3. Zavisnost kriterija Rejnoldsa i Laščenka od kriterija Arhimeda
4.4. Pokazatelji rada industrijskih sušara sa raspršivanjem materijala
4.5. Osnovni tipovi kontaktivnih sušara
4.6. Preporučeni načini sušenja različitih materijala i osnovni pokazatelji procesa
6.2. Postrojenje za sušenje sa dobošastom sušarom
6.3. Bubanj za sušenje
6.4. Postrojenje za sušenje sa sušarom sa raspršivanjem materijala
6.5. Sušara sa raspršivanjem materijala
6.6. Sušare za zrno iz proizvodnog programa fabrike ”CER” Čačak
6.7. Sušare za zrno iz proizvodnog programa Cevovod Maribor
6.8. Sušare za sušenje hmelja povrća i lekovitog bilja iz proizvodnog programa ”CER” Čačak
6.9. Sušare za voće i povrće iz proizvodnog programa fabrike ”CER” Čačak
6.10. h – x dijagram za vlažan vazduh
Šema za izbor sušara za sušenje različitih materijala
1. OSNOVI TEORIJE PROCESA SUŠENJA
Sušenje je složen proces uzajamnog dejstva vlažnog materijala i okoline, čiji je rezultat prenos vlage iz materijala u agens sušenja – okolinu. Pod agensom sušenja – okolinom – se podrazumeva čvrsta, tečna i gasovita higroskopna materija.
Sušenje vlažnih materijala je tehnološki proces, ili, tačnije, skup procesa prenosa toplote i materije, koji su praćeni strukturno mehaničkim, a u nizu slučajeva i hemijskim promenama materijala koji se suši. U mnogim slučajevima sušenje je jedna od važnijih operacija koja određuje ne samo kvalitet gotovog proizvoda, već i tehničko-ekonomske pokazatelje proizvodnje u celini.
1.1. Vlažan materijal
Procesu sušenja se izlažu i različite strukture, fizičko-hemijskih, mehaničkih i drugih osobina. Poznavanje tih osobina omogućava pravilan izbor racionalnog načina sušenja uređaja.
Vlažan materijal se sastoji iz tri faze: čvrste, tečne i gasovite. Pošto je masa vazduha (gasa) u poređenju sa masama čvrste i tečne faze mala, uzima se da se masa vlažnog tela G, sastoji iz mase apsolutno suvog materijala (skeleta) Gsm, i mase vlage (vode) Gv:
G = Gsm + Gv (11)
Stanje vlažnog materijala je određeno temperaturom i vlažnošću. Svojstva vlažnih materijala se karakterišu nizom poznatih termofizičkih parametara (specifični toploini kapacitet c, termička provodnost A i temperaturska provodnosta), veličina stanja (apsolutna temperatura T, apsolutni pritisak p, specifična zapremina v, entalpija h i dr.), termodinamičkih karakteristika (specifična vlažnost cm, hemijski potencijal fi) i parametara razmene materije.