Žāvēšana

Žūšanas stadijas

Materiāla žūšana noris vairākās stadijās — sākumā izžūst mitrums uz materiāla virsmas, šis process norit visātrāk, daudz lēnāk žūšana noris kapilāros, tad porās un visbeidzot materiāla kristāliskajā struktūrā.

Materiāla žūšanas kinētika iespējams sadalīt sekojošos posmos — pirmajā mitrums, kas ir pie materiālas virsmas, iztvaiko strauji un vienmērīgi. Kad materiāla virsma nožuvusi, žūšana sākas kapilāros, kuras ātrums samazinās. Pēc tam žūšana noris porās. Lai tas notiktu, mitrumam jāiztvaiko un jādifundē caur materiālu, lai tas izžūtu. Šis iztvaikošanas un difūzijas process ir samērā lēns, kas noved pie krasa žūšanas ātruma krituma. Materiālu intensīvi sildot ilgāku laika periodu, visbeidzot aizvada arī saistīto ūdeni no kristāla struktūras.

Dabiskā un mākslīgā žāvēšana

Izšķir dabisko un mākslīgo žāvēšanu.

Dabiskā žāvēšana

To realizē atklātā gaisā (kūdras žāvēšana), zem nojumēm (ārstniecības augu žāvēšana u.c.) bez īpašas siltuma enerģijas pievadīšanas. Šis žāvēšanas veids atkarīgs no laika apstākļiem, ir ilgstošs, un tajā iegūst produktu ar augstu un mainīgu mitruma saturu.

Mākslīgā žāvēšana

Ķīmiskajā rūpniecībā galvenokārt lieto mākslīgo žāvēšanu. Siltuma enerģijas pievadītājs ir karsts gaiss, dūmgāzes, inertas gāzes, ūdens tvaiks. Mitrumu no materiāla uzņem žāvēšanas aģents, kuru nosūc ventilators vai vakuumsūknis.

Konvektīvā žāvēšana

Konvektīvo (konvekcijas) žāvēšanu plaši lieto dažādu materiālu žāvēšanai. Siltuma konvekcija notiek tikai gāzēs un šķidrumos, kad pārvietojas un sajaucas lielas molekulu grupas — šķidruma vai gāzes daļas ar dažādām temperatūrām. To veic ar gaisu (vai dūmgāzēm) paaugstinātā temperatūrā. Konvektīvajā žāvēšanā viegli uzturēt žāvēšanai nepieciešamo režīmu (temperatūru, gaisa mitrumu, plūsmas ātrumu u. c.) un iegūt materiālu ar vēlamo mitrumu. Šajās žāvētavās sasniedz augstu ražīgumu.

Kontakta žāvēšana

Kontakta žāvēšanā žāvējamais materiāls siltumu iegūst, saskaroties ar karstām virsmām, kuras apsilda piesātināts ūdens tvaiks vai dūmgāzes. Žāvēšanu realizē, materiālu novietojot pēc iespējas plānākā slānī.

Mitruma saistība ar materiālu

Žāvēšanas procesa gaita ievērojami atkarīga no mitruma saistīšanās veida ar materiālu.

Ir trīs mitruma saistības veidi: mehāniskais, fizikālķīmiskais un ķīmiskais.

Mehāniskais veids

Ar materiālu mehāniski saistās virsmas mitrums un lielākos kapilārus aizpildošs mitrums. Šis
ir tā saucamais ārējais jeb brīvais mitrums. Tas visvājāk saistīts ar materiālu un viegli no tā
atdalāms. Mehāniski saistītais mitrums materiālā pārvietojas šķidruma veidā no materiāla centra uz
iztvaikošanas joslām un tvaika veidā no iztvaikošanas joslām uz apkārtējo vidi.

Fizikālķīmiskais veids

Pie fizikālķīmiskā mitruma pieder materiāla kapilāros un porās adsorbētais mitrums
(adsorbcijas mitrums), kā arī mitrums, kurš difūzijas osmotiskā spiediena rezultātā iekļūst šūnu
iekšienē (osmotiskais mitrums), un tas, kuru ietver geli, tiem veidojoties (struktūras mitrums).
Adsorbcijas un osmotisko mitrumu sauc par saistīto mitrumu. Šis mitrums noturas virsmas ārējo
spēku lauka ietekmē. Adsorbcijas mitruma aizvadīšanai jāpatērē ievērojams enerģijas daudzums, jo
mitrums jāpārvērš tvaikā, tikai tad tas pārvietojas uz materiāla virsmu. Osmotiskais mitrums
difundē caur šūnu sienām šķidruma veidā. Fizikālķīmisko mitrumu ievērojami grūtāk aizvadīt no
materiāla nekā mehāniski saistīto mitrumu.

Ķīmiskais veids

Ķīmiski saistītais mitrums ir kristalizācijas ūdens (piemēram, kaolinīts Al₂O₃, 2SiO₂, 2H₂O),
u.c. Šis mitrums ar materiālu saistīts noteiktā daudzumā un cieši. Kristalizācijas ūdeni var atdalīt
karsējot. Vielas žāvējot, ķīmiski saistīto mitrumu neaizvada, tādēļ žāvētavu aprēķinos to neņem
vērā.