Odpařování a sušení

Střední odborná škola Otrokovice

www.zlinskedumy.cz

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil VašíčekDostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.

Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

Charakteristika DUM

Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice

Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /3

Autor Ing. Emil Vašíček

Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-CHTe/1-PV-3/12

Název DUM Odpařování a sušení

Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání

Kód oboru RVP 28-52-H/01

Obor vzdělávání Gumař-plastikář

Vyučovací předmět Chemická technika

Druh učebního materiálu Výukový materiál

Cílová skupina Žák, 15 – 16 let

Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího; náplň: vypařování a odparky, sušení a sušárny,

Vybavení, pomůcky Dataprojektor

Klíčová slova Odpařování, sušení, odparka, sušárna komorová, pásová, rotační bubnová, komorová, fluidní, rozprašovací

Datum 23. 1. 2013

Odpařování a sušení

Náplň výuky (obsah hodiny)

VypařováníOdparky

s přirozenou cirkulacís nucenou cirkulacís kapalinovým filtrem

Sušení a sušárnykomorovápásovárotační bubnováfluidnírozprašovací

Vypařování

Vypařování je proces skupenské přeměny (z kapalné na plynnou) části kapaliny na povrchu (v celém objemu je to var) [1]

Sušení je fyzikálně-chemický proces, kdy z příslušného materiálu odstraňujeme vodu.

K vypařování dochází za jakékoli teploty kapaliny. Rychlost vypařování závisí na [2]:

velikosti povrchu – čím větší povrch, tím rychlejší vypařováníteplotě – čím vyšší teplota, tím rychlejší vypařovánína přitažlivých silách mezi částicemi kapalinyna pohybu plynu nad kapalinouna tlaku par plynu nad kapalinou

Obr. 1: fén

Odpařování

Účelem odpařování je snížit obsah vody, tedy zvýšit koncentraci roztoku.Zařízení, na kterých se provádí odpařování, se nazývají odparky [3].Podle konstrukce jsou odparky

s přirozenou cirkulacís nucenou cirkulacís kapalinovým filmem

Obr. 2: zvýšení koncentrace odpařením

Odparka s přirozenou cirkulací

Obr. 3: odparka

Příkladem odparky s přirozenou cirkulací je odparka s cirkulační trubkou.Skládá se ze tří částí

vařák – ohřívání roztokuodlučovač páry – vypařování vodyodlučovač kapek – odvod páry

V tenkých trubkách vařáku se řídký roztok zahřívá a vznikající bublinky ho unášejí vzhůru, což nasává roztok zbavený bublinek širokou středovou trubkou dolů.Zahuštěný roztok se odpouští dnem, pára odchází víkem.

Obr. 4: cirkulace ve vařáku

Odparka s nucenou cirkulací

Obr. 5: nucená cirkulace

V tomto případě je vařák (trubkový výměník) umístěn mimo těleso odparky, roztok je protlačován čerpadlem , po ohřátí ve výměníku se z něj v odparce uvolní páry (tím se postupně zahušťuje) a čerpadlo ho prožene opět výměníkem. Páry odchází přes odlučovač kapek víkem odparky.

Odparky s kapalinovým filmem

Jedná se o trubkový duplikátor: uvnitř trubky je řídký roztok rozstřikován na vyhřívané stěny rozstřikovacím kolem, rotující lopatky stírají stěny a udržují stejnoměrný film, z jehož povrchu se odpařuje voda, zahuštěný roztok stéká do spodní části s výpustí, pára odchází víkem.

Obr. 6: vytváření filmu

Sušení

Sušení je fyzikálně-chemický proces, kdy z příslušného materiálu odstraňujeme nežádoucí vodu jejím odpařením do ovzduší – snižuje se vlhkost.

Proces lze urychlit zahřátím okolního vzduchu (sušení za tepla) vystavením předmětu na slunce, zvětšením proudění okolního vzduchu (např. vítr, průvan) výměnou vlhkého vzduchu za suchýsnížením tlaku

Obr. 7: vítr

Sušárny

Zařízení, ve kterých probíhá sušení, jsou sušárnyPodle tlaku

atmosférickévakuové

Podle pohybu substrátusouproudéprotiproudé

Podle režimukontinuální (nepřetržité)diskontinuální (přetržité)

Typy sušárenkomorovépásovérotační bubnovétunelovéfluidnírozprašovací

Obr. 8: tlakoměr

Komorová sušárna

Obr. 9: komorová sušárna

Komorová sušárna je zástupcem přetržitých sušáren.Uzavřená komora, kde větrák prohání přes ohřívací těleso (trubkový výměník, elektrické odporové topení…) ohřátý vzduch mezi lískami se sušenou látkou. Klapka reguluje výměnu vzduchu.

Větší typy umožňují vjezd vozíků s lískami.

Pásová sušárna

Obr. 10: pásová sušárna

Pásová sušárna má sadu dopravníků, mezi nimiž se sušená látka přesypává, až usušená z posledního dopravníku padá do násypky při protiproudním proudění ohřívaného vzduchu.

Je to příklad nepřetržité sušárny.

Rotační bubnová sušárna

Obr. 11: trubkový výměník

Tato poměrně často používaná sušárna je tvořena šikmým pomalu rotujícím válcem většího průměru (1,5 – 3 m), v horní části je dávkován (šnekový nebo pásový dopravník) substrát, při otáčení se posunuje ke spodnímu konci za současného protiproudního proudění ohřátého vzduchu nebo spalin (cementárna). Pro intenzivnější přesypávání je tubus uvnitř opatřen žebry, otáčení zprostředkuje ozubený prstenec vně válce.

Obr. 12: možnýtvar žeber

Tunelová sušárna

Obr. 13: tunelová sušárna

Vozíčky se substrátem se pomalu pohybují zděným vyhřívaným tunelem za současného protiproudního profukování horkým vzduchem (např. přes svazek horkých trubek).

Fluidní sušárna

Obr. 14: fluidní sušárna

Teplý vzduch přiváděný zespodu přes rošt udržuje materiál ve vznosu (vzniká fluidní vrstva), suchý materiál je lehčí a „vyplave“ na povrch odkud „přeteče“ do násypky.

Rozprašovací sušárna

Obr. 15: rozprašovací sušárna

Sušený materiál se rozptyluje rotujícími tryskami na drobné kapičky uvnitř válcové nádoby, kde je vysušován horkým vzduchem.

Z rozptýlených kapiček vzniká kyprý prášek (odpadá mletí), který shrnuje škrabka. Sušení trvá krátce (než kapička dopadne), lze sušit i citlivé látky (např. sunar). Vznikající prášek je velmi jemný, proto odvod vzduchu je nutný přes cyklon.

Kontrolní otázky:

1. Čím se dá ovlivnit rychlost vypařování?

2. Co to je odparka a jaké odparky znáš?

3. Co to je sušárna a jaké sušárny znáš?

4. Jak lze zvýšit účinnost sušení rotační bubnové sušárny?

Seznam obrázků:

Obr. 1: Magnus Manske, [vid. 23. 1. 2013], dostupné z: http://it.wikipedia.org/wiki/Asciugacapelli

Obr. 2: vlastníObr. 3: vlastníObr. 4: vlastní Obr. 5: vlastníObr. 6: vlastníObr. 7: anonym, [vid. 23. 1. 2013], dostupné z: http://

www.pdclipart.org/displayimage.php?album=search&cat=0&pos=33 Obr. 8: vlastníObr. 9: vlastníObr. 10: vlastníObr. 11: vlastníObr. 12: vlastníObr. 13: vlastníObr. 14: vlastníObr. 15: vlastní

Seznam použité literatury:

[1] Otevřená encyklopedie Wikipedie, [vid 19. 1. 2013], dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Odpa%C5%99ov%C3%A1n%C3%AD

[2] Miloš Řešátko a kol., Fyzika A pro SOU, 1. díl, Státní pedagogické nakladatelství, Praha, 1984

[3] Přemysl Hranoš, Stroje a zařízení v chemickém průmyslu, nakladatelství Pavel Klouda, Ostrava, 2001, ISBN 80-902155-7-2

Děkuji za pozornost