Hoe werkt het droogproces met een vacuümpompsysteem?
Vaak omvat een vacuümproces meerdere van de hier genoemde regio's. Bij batchdroging kan het proces bijvoorbeeld (zie afb. 2,74), begin in gebied A (evacuatie van het lege vat) en ga vervolgens stapsgewijs door gebied B, C en D. Dan verloopt het proces als volgt:
Fig. 2,74 Toepassingsgebieden voor stuwpompen en condensors die waterdamp verpompen (zonder GB = zonder gasballast)
A. Het evacueren van het vat met een gasballastpomp en een stuwpomp.
B. Verbinding van de twee condensors vanwege de toenemende dampdruk die ontstaat door het verwarmen van het materiaal.
De keuze van het pompsysteem wordt bepaald door de hoogste dampdeeldruk die optreedt en de laagste luchtdeeldruk bij de inlaat.
C. Bypass van de hoofdcondensor
Dit heeft nu geen effect. In plaats daarvan wordt het alleen leeggepompt door het pompsysteem bij een verdere daling van de dampdruk.
D. Bypass van de tussencondensor.
De stuwpompen en de hulppomp (met open gasballast) alleen kunnen nu verder pompen. Bij kortstondig drogen is de scheiding van de met condenswater gevulde condensor bijzonder belangrijk, omdat de gasballastpomp de eerder gecondenseerde waterdamp bij de verzadigingsdampdruk van water uit de condensor blijft pompen.
Bij langer durende droogprocessen volstaat het om de condensaatverzamelaar van de condensatoraf te sluiten. Dan kan alleen de resterende condensaatfilm op de koelbuizen opnieuw verdampen. Afhankelijk van de grootte van de gasballastpomp vindt deze herverdamping plaats in 30 – 60 min.
Drogen van vaste stoffen
Zoals eerder aangegeven, brengt het drogen van vaste stoffen een reeks verdere problemen met zich mee. Het is niet langer voldoende om gewoon een vat uit te pompen en vervolgens te wachten tot de waterdamp uit de vaste stof diffundeert. Deze methode is inderdaad technisch mogelijk, maar zou de droogtijd ondraaglijk verlengen.
Het is geen eenvoudige technische procedure om de droogtijd zo kort mogelijk te houden. Zowel het watergehalte als de laagdikte van de droogstof zijn belangrijk. Hier kunnen enkel de principes worden vermeld. Bij specifieke vragen raden wij u aan om contact op te nemen met onze experts.
Het vochtgehalte E van een te drogen materiaal waarvan de diffusiecoëfficiënt afhankelijk is van het vochtgehalte (bijv. bij kunststoffen) als functie van de droogtijd t wordt bij benadering gegeven door de volgende vergelijking:
(2,31)
E0 waarbij E het vochtgehalte vóór droging is
q is de temperatuurafhankelijke coëfficiënt. De vergelijking (2,31) geldt dus alleen voor de temperatuur waarbij q werd bepaald.
K is een factor die afhankelijk is van de temperatuur, de deeldruk van waterdamp in de buurt van het materiaal, de afmetingen en de eigenschappen van het materiaal.
Met behulp van deze benaderende vergelijking kunnen de droogeigenschappen van veel stoffen worden beoordeeld. Als K en q voor verschillende temperaturen en deeldrukken van waterdamp zijn bepaald, kunnen de waarden voor andere temperaturen eenvoudig worden geïmplementeerd, zodat het verloop van het droogproces onder alle bedrijfsomstandigheden kan worden berekend. Met behulp van een gelijkenistransformatie kan het droogproces van een materiaal met bekende eigenschappen verder worden vergeleken met dat van een materiaal met verschillende eigenschappen.
Regels bij het drogen van een materiaal
De ervaring heeft aangetoond dat kortere droogtijden worden bereikt als de deeldruk van de waterdamp op het oppervlak van het materiaal relatief hoog is, d.w.z. als het oppervlak van het te drogen materiaal nog niet volledig vrij is van vocht. Dit is mogelijk omdat de warmtegeleiding tussen de warmtebron en het materiaal bij hogere drukken groter is en de diffusieweerstand in een vochtige oppervlaktelaag kleiner is dan in een droge. Om aan de voorwaarden voor een vochtig oppervlak te voldoen, wordt de druk in de droogkamer geregeld. Als de vereiste relatief hoge deeldruk van de waterdamp niet permanent kan worden gehandhaafd, wordt de werking van de condensor tijdelijk stopgezet. De druk in de kamer neemt dan toe en het oppervlak van het materiaal wordt weer vochtig. Om de partiële druk van waterdamp in het vat op een gecontroleerde manier te verlagen, kan de temperatuur van het koudemiddel in de condensor worden geregeld. Op deze manier bereikt de condensortemperatuur vooraf ingestelde waarden en kan de deeldruk van de waterdamp op een gecontroleerde manier worden verlaagd.
Grondbeginselen van vacuümtechnologie
Download ons eBook 'Grondbeginselen van vacuümtechnologie' om de basisprincipes en processen van vacuümpompen te ontdekken.
Referenties
- Vacuümsymbolen
- Verklarende woordenlijst
- Referenties en bronnen
Vacuümsymbolen
Vacuümsymbolen
Een woordenlijst van symbolen die vaak worden gebruikt in vacuümtechnologieschema's als visuele weergave van pomptypen en onderdelen in pompsystemen
Verklarende woordenlijst
Verklarende woordenlijst
Een overzicht van de meeteenheden die in vacuümtechnologie worden gebruikt en wat de symbolen betekenen, evenals de moderne equivalenten van historische eenheden
Referenties en bronnen
Referenties en bronnen
Referenties, bronnen en verdere lectuur met betrekking tot de fundamentele kennis van vacuümtechnologie
Vacuümsymbolen
Een woordenlijst van symbolen die vaak worden gebruikt in vacuümtechnologieschema's als visuele weergave van pomptypen en onderdelen in pompsystemen
Verklarende woordenlijst
Een overzicht van de meeteenheden die in vacuümtechnologie worden gebruikt en wat de symbolen betekenen, evenals de moderne equivalenten van historische eenheden
Referenties en bronnen
Referenties, bronnen en verdere lectuur met betrekking tot de fundamentele kennis van vacuümtechnologie
