Comment le procédé de séchage fonctionne-t-il avec un système de pompe à vide ?

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Souvent, un procédé de vide couvre plusieurs des zones mentionnées ici. Dans le cas du séchage par lots, par exemple (voir Fig. 2.74), le procédé peut commencer dans la zone A (évacuation du réservoir vide) puis passer par les zones B, C et D par étapes. Le procédé se déroule alors comme suit :

Fig. 2.74 Domaines d'application des pompes Roots et des condenseurs pompant de la vapeur d'eau (sans GB = sans lest d'air)

A. Evacuation du réservoir par une pompe à lest d'air et une pompe Roots.

B. Raccordement des deux condenseurs en raison de l'augmentation de la pression de vapeur produite par le chauffage du matériau.

Le choix du système de pompage est déterminé par la pression partielle de vapeur la plus élevée et la pression partielle d'air la plus basse à l'entrée.

C. Contournement du condenseur principal

Cela n'aura désormais aucun effet. Au lieu de cela, il serait seulement vidé par le système de pompage avec une nouvelle chute de pression de vapeur.

D. Contournement du condenseur intermédiaire.

Les pompes Roots et la pompe à vide primaire (avec lest d'air ouvert) peuvent maintenant continuer à pomper seules. Dans le cas du séchage à court terme, la séparation du condenseur rempli d'eau condensée est particulièrement importante, car la pompe à lest d'air continue à pomper la vapeur d'eau précédemment condensée du condenseur à la pression de vapeur de saturation de l'eau.
Dans le cadre des procédés de séchage à plus long terme, il suffit de couper le collecteur des condensats du condenseur. Ensuite, seul le film de condensat restant sur les tubes de refroidissement peut s'évaporer à nouveau. En fonction de la taille de la pompe à lest d'air, cette nouvelle évaporation se produit en 30 à 60 minutes.

Séchage de substances solides

Comme indiqué précédemment, le séchage de substances solides pose des problèmes supplémentaires. Il ne suffit plus de simplement pomper un réservoir et d'attendre que la vapeur d'eau s'évapore de la substance solide. Cette méthode est certes techniquement possible, mais elle augmenterait de manière intolérable le temps de séchage.

Il n'est pas simple, d'un point de vue technique, de maintenir le temps de séchage aussi court que possible. La teneur en eau et l'épaisseur de la couche de la substance à sécher sont importantes. Seuls des principes peuvent être énoncés ici. En cas de questions spécifiques, nous vous conseillons de contacter nos experts.

La teneur en humidité E d'une substance à sécher dont le coefficient de diffusion dépend de la teneur en humidité (par exemple avec les matières plastiques) en fonction du temps de séchage t est déterminée de manière approximative par l'équation suivante :

(2.31)

E₀ où E est la teneur en humidité avant le séchage
q est le coefficient dépendant de la température. L'équation (2.31) n'est donc valable que pour la température à laquelle q a été déterminé
K est un facteur qui dépend de la température, de la pression partielle de vapeur d'eau à proximité de la substance, des dimensions et des propriétés de la substance.

Grâce à cette équation approximative, les caractéristiques de séchage de nombreuses substances peuvent être évaluées. Si K et q ont été déterminés pour différentes températures et pressions partielles de vapeur d'eau, les valeurs pour d'autres températures sont facilement interpolées, de sorte que le déroulement du procédé de séchage peut être calculé dans toutes les conditions de fonctionnement. A l'aide d'une transformation de similarité, il est possible de comparer davantage le déroulement du procédé de séchage d'une substance aux propriétés connues avec celui d'une substance aux propriétés différentes.

Règles de séchage d'une substance

L'expérience a montré que les temps de séchage sont plus courts si la pression partielle de vapeur d'eau à la surface de la substance est relativement élevée, c'est-à-dire si la surface de la substance à sécher n'est pas encore totalement exempte d'humidité. Cela est possible, car la conduction thermique entre la source de chaleur et la substance est plus importante à des pressions plus élevées et la résistance à la diffusion dans une couche de surface humide est plus faible que dans une couche sèche. Pour réunir les conditions d'une surface humide, la pression dans la chambre de séchage est contrôlée. Si la pression partielle de vapeur d'eau relativement élevée nécessaire ne peut pas être maintenue en permanence, le fonctionnement du condenseur est temporairement interrompu. La pression dans la chambre augmente alors et la surface de la substance redevient humide. Pour réduire la pression partielle de vapeur d'eau dans le réservoir de manière contrôlée, il est possible de réguler la température du réfrigérant dans le condenseur. De cette manière, la température du condenseur atteint des valeurs prédéfinies et la pression partielle de vapeur d'eau peut être réduite de manière contrôlée.

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