Тепловой балансконтактной сушки
При контактной сушке тепло расходуется на нагревание материала до начальной температуры сушки и собственно на сушку.
Расход тепла на нагревание материала определяется по уравнению
,
где 
– количество высушенного материала; 
–теплоемкость высушенной части материала; 
– начальная температура сушки; 
– температура материала, поступающего на сушку; 
– количество влаги, испаряющейся в процессе сушки; 
– теплоемкость влаги; 
– потери в окружающую среду при нагревании материала.
Расход тепла при собственно процессе сушки:
,
где 
– конечная температура сушки; 
– энтальпия водяных паров; 
– потери в окружающую среду при сушке материала.
Баланс влаги в конвективной сушилке
Исходя из уравнения материального баланса, можно определить расход воздуха в сушилке, из уравнения баланса влаги:
,
удельный расход сухого воздуха
, 
,
так как 
, то удельный расход сухого воздуха
.
Тепловой баланс конвективной сушильной установки
Приход тепла в сушилку (рис.6.18):
– с сушильным агентом – 
;
– с влагой материала – 
;
– с материалом – 
;
– с транспортными устройствами – 
;
– от источника тепла в калорифере – 
(не учитывается при сушке дымовыми газами);
– от дополнительного источника тепла – 
.
Расход тепла:
– с уходящим воздухом – 
– с высушенным материалом – 
– с транспортными устройствами – 
Потери в окружающую среду – 
Рис.6.18. К тепловому балансу конвективной сушилки
Уравнение теплового баланса:
где 
– теплоемкость высушиваемого материала; 
– температура влаги и материала на входе в сушилку; 
– температура материала на выходе из сушилки.
Теплоемкость высушиваемого материала
.
Уравнение теплового баланса на 1 кг испаренной влаги
.
Удельный расход тепла в калорифере
или
.
Обозначив
,
получим уравнение баланса сушильной камеры:
.
Это выражение характеризует отклонение действительного процесса сушки от теоретического и представляет собой внутренний баланс тепла в сушилке.
Для теоретической сушилки 
, тогда 
,т. е. 
. Таким образом, в теоретической и действительной сушилке процесс с 
проходит по линии 
(рис.6.19).
Очевидно, что построение рабочей линии сушильного процесса является простейшим для случая 
. Когда 
, построение этой линии должно производиться при помощи специальных геометрических приемов, приведенных в технической литературе.
Рис.6.19. Положение рабочей линии сушки на диаграмме влажного
воздуха при различных значениях 
Кристаллизация и растворение
Общие сведения
Кристаллизацияпредставляет собой процесс выделения твердой фазы из растворов, расплавов или паров. Кристаллы – однородные твердые вещества различной геометрической формы, ограниченной плоскими гранями.
Продукт, получаемый в результате кристаллизации, представляет собой сыпучую массу кристаллов различного размера. Внешняя геометрическая форма кристаллов специфична для каждого вещества. Характерной особенностью кристаллического строения вещества является определенное, периодически повторяющееся в трех измерениях расположение ионов, атомов или молекул, образующих кристаллическую решетку.
В основу классификации кристаллов положена их симметрия. Известно 32 вида симметрии кристаллов. Для удобства они сгруппированы в семь кристаллографических форм, или сингоний (кубическая, тригональная, тетрагональная, гексагональная, ромбическая, моноклинная, триклинная), и три категории: высокая, к ней относится первая форма; средняя и низкая (относятся следующие формы по три).
Ряд веществ, чаще всего химически однотипных, имеющих подобную кристаллическую решетку и при кристаллизации из растворов выделяющихся совместно, образуют смешанные кристаллы. Такие вещества называются изоморфными.
В зависимости от условий кристаллизации (температуры, давления и др.), одно и то же вещество может образовывать разные по симметрии и форме кристаллы, называемые полиморфными разновидностями или модификациями.
Кристаллы, включающие молекулы воды, называют кристаллогидратами.В зависимости от условий проведения процесса кристаллизации одно и то же вещество может кристаллизоваться с разным числом молекул воды.
В химической технологии наибольший интерес представляет процесс кристаллизации из растворов для получения различных веществ высокой чистоты. Проведение такого процесса в промышленном масштабе с одновременным получением большого числа кристаллов называется массовой кристаллизацией.
Растворы– однофазные системы переменного состава, образованные не менее чем двумя независимыми компонентами.
В отличие от состава химических соединений, состав растворов может в известных пределах непрерывно изменяться. Растворы бывают газообразными, жидкими и твердыми. Одно из веществ, образующих раствор называется растворителем, остальные –растворенными веществами. Для жидких растворов, которые будут нами рассматриваться, растворителем принято считать то вещество, которое при образовании раствора находилось в жидком состоянии. Наиболее распространенным растворителем, используемым в химической технологии, является вода. Твердые неорганические вещества (хлориды, сульфаты и т.п.) при растворении в воде распадаются на отдельные ионы, а органические вещества (мочевина, сахар и др.) – на отдельные молекулы.
Наибольшее влияние на растворимость твердых веществ в каком-либо растворителе оказывает температура раствора. На растворимость газов в жидкостях существенное влияние оказывает также внешнее давление.
У большинства веществ растворимость с повышением температуры раствора увеличивается. В таком случае речь идет о прямой, положительнойрастворимости (хлориды,сульфаты натрия, калия, сахар и т.п.).Однако у некоторых веществ растворимость с повышением температуры раствора уменьшается (гипс, сода в воде). Такие вещества имеют обратную, отрицательнуюрастворимость.
Очень важными в теории процессов растворения и кристаллизации являются понятия о ненасыщенном, насыщенном и пересыщенном растворах.
Ненасыщенным называется такой раствор, который способен в данных условиях растворить в себе некоторое количество содержащегося в нем вещества.
К насыщенным относятся растворы, которые не изменяют своего состава, находясь в контакте с кристаллами растворенных в них веществ. Содержание растворенного вещества в насыщенном растворе соответствует его растворимости при данных условиях. Однако если изменить условия, например, повысить температуру раствора, то кристаллы могут снова начать растворяться, а состав раствора при этом будет изменяться. Если этот же раствор охладить, то из него начнут выделяться кристаллы растворенного вещества. Это происходит потому, что в рассматриваемом нами растворе с понижением температуры растворимость соли уменьшается. Кристаллы будут выделяться до тех пор, пока раствор не станет снова насыщенным, но уже при более низкой температуре. В течение всегоэтого времени количество вещества, содержащегося в растворе, превышало его растворимость, а раствор находился в пересыщенном состоянии.
Пересыщенным называется раствор, в котором содержание какого-либо вещества в растворенном виде превышает его растворимость в данных условиях.
Растворением называется процесс взаимодействия растворителя с полностью растворяемой твердой фазой, не образующей остаточной пористой структуры (скелета) и шлама(нерастворимого осадка). При наличии пористого тела процесс перехода растворимого вещества в раствор называют выщелачиванием. Выщелачивание происходит в две стадии: диффузия внутри пор и массоотдача с геометрической поверхности тела. Растворение предполагает взаимодействие растворителя с твердым телом только на его внешней поверхности.
Растворение – это процесс, обратный кристаллизации; в ряде химическихпроизводств он имеет самостоятельное значение. Путем чередования процессов кристаллизации и растворения (перекристаллизации) получают наиболее чистые продукты.