ผู้ใช้:Hakhite/ทดลองเขียน

การอบแห้งของแข็ง Dry of solid

                การอบแห้ง คือ การทำให้ปริมาณของเหลวในของแข็งลดลงหรือหมดไปสามารถทำได้ทั้งในทางเชิงกลและทางความร้อน โดยทั่วไปจะนิยมทำในทางเชิงกลก่อนเพราะว่ามีราคาถูก 

ส่วนในกระบวนการทางความร้อนนั้นจะใช้ในกระบวนการสุดท้ายก่อนการบรรจุ ที่ไม่นิยมทำกระบวนการทางความร้อนก่อนก็เนื่องมาจากว่าในวัสดุทุกชนิดนั้นต่างก็ค่าการดูดกลืนความชื้นในบรรยากาศต่างกัน ถึงแม้ว่าจะกำจัดความชื้นภายในวัสดุหมดแต่พอมาเจอกับบรรยากาศก็จะดูดซับความชื้นเข้ามาอีก วัสดุที่มีความชื้นอยู่จะเรียกว่า wet solid ส่วนวัสดุที่กำจัดความชื้นแล้วจะเรียกว่า bone dry ซึ่งกระบวนการการกำจัดของเหลวภายในของแข็งนี้อาศัยหลักการถ่ายโอนมวลและความร้อนพร้อมกัน == == ปัจจัยที่มีผลต่อการอบแห้ง == ==
1 ความดันไอ
2 อุณหภูมิ
3 ความชื้นสัมพัทธ์
ลักษณะการแลกเปลี่ยนความร้อนของของแข็งเปียกในเครื่องอบแห้ง
เครื่องอบแห้งแบ่งออกได้หลายประเภทขึ้นอยู่กับเกณฑ์การพิจารณา
เกณฑ์การเคลื่อนที่ของกระแสของแข็งที่เข้าสู่เครื่องอบแห้งแบ่งได้เป็นสองชนิด
1. ชนิดงวด (batch)
2. ชนิดต่อเนื่อง (continuous)

            		ทางปฏิบัตินั้นการอบแห้งแบบงวดมักเป็นแบบกึ่งงวด (semi-batch) เนื่องจากกาซร้อนถูกป้อนเข้าสู่ระบบอย่างต่อเนื่องในขณะที่การป้อนของแข็งเปียกเป็นแบบงวด

เกณฑ์พิจารณาเป็นลักษณะการสัมผัสระหว่างของแข็งและแหล่งความร้อน

1. เครื่องอบแห้งแบบสัมผัสตรง (direct dryer) หรือแบบอะเดียบาติก (adiabatic dryer) เป็นเครื่องอบแห้งที่ของแข็งสัมผัสกับกาซร้อนหรืออากาศร้อนโดยตรง
2. เครื่องอบแห้งแบบสัมผัสอ้อม (indirect dryer) หรือแบบไม่เป็นอะเดียบาติก (non-adiabatic dryer) เป็นเครื่องอบแห้งที่ของแข็งได้รับความร้อนจากแหล่งความร้อนภายนอกแพร่ผ่านผิวโลหะของเครื่องอบแห้งเข้าสู่ของแข็งเปียก แหล่งความร้อนได้แก่ ขดลวดไฟฟ้า โดยกลุ่มของแข็งวางกระจายบนแผ่นความร้อนที่ได้รับความร้อนจากไฟฟ้า ทำให้เกิดการแผ่ความร้อนเข้าสู่ของแข็ง ส่งผลให้ของแข็งค่อยๆสุกหรือร้อนขึ้น จนกระทั่งแห้งตามสภาวะที่ต้องการ โดยที่ของแข็งอาจอยู่กับที่หรือเคลื่อนที่อย่างช้าๆ หรืออาจมีการติดตั้งอุปกรณ์ที่ช่วยพลิกของแข็งในระหว่างการอบแห้ง
3. เครื่องอบแห้งแบบสัมผัสทั้งตรงและอ้อม (direct-indirect dryer) เป็นเครื่องอบแห้งที่ใช้ข้อเด่นของเครื่องอบแห้งแบบสัมผัสตรงละสัมผัสอ้อมเข้าด้วยกัน
ในที่นี้ขอกล่าวถึงเครื่องอบแห้งแบบสัมผัสตรงเป็นหลัก แบ่งออกได้ดั่งนี้
1.การอบแห้งแบบไหลเวียนผ่านผิวหรือแบบครอส (cross-circulation drying) เป็นการอบแห้งที่ก๊าซร้อนไหลขนานผ่านผิวกลุ่มวัสดุของแข็ง โดยที่ก๊าซร้อนอาจไหลผ่านที่ผิวด้านหน้าบนหรือด้านล่างหรือทั้งสองด้านพร้อมกันก็ได้ ตัวอย่างเครื่องอบแห้งแบบนี้ได้แก่ เครื่องอบแห้งแบบถาด (tray dryer)
2. การอบแห้งแบบไหลเวียนแทรกผ่านหรือแบบทรู (through-circulation drying) กลุ่มของแข็งถูกวางบนตะแกรง และการอบแห้งเกิดขึ้นเมื่อก๊าซร้อนเคลื่อนที่แทรกผ่านชั้นของแข็ง โดยเคลื่อนที่ผ่านลงมาจากผิวด้านบนสู่ด้านล่างของชั้นของแข็ง (หรือเคลื่อนที่ในทิศตรงข้ามก็ได้) และผ่านตะแกรงออกไป การใช้งานเครื่องอบประเภทนี้ควรปรับความเร็วของก๊าซร้อนไม่ให้สูงมาก เพื่อป้องกันการเกิดเอนเทรนเมนท์ (entrainment) ซึ่งเป็นการสูญเสียของแข็งออกจากเครื่องเพราะก๊าซร้อนได้พัดพาออกไป
3.การอบแห้งแบบโปรยหรือชาวเวอริง (showering drying) เป็นการอบแห้งที่วัสดุของแข็งถูกตักขึ้นและโปรยลงสู่ด้านล่าง โดยมีก๊าซร้อนเคลื่อนที่ผ่านกลุ่มของแข็ง ตัวอย่างของเครื่องอบแห้งประเภทนี้ได้แก่ เครื่องอบแห้งแบบหมุน (rotary dryer)
4. การอบแห้งแบบฟลูอิดไดซ์ (fluidized drying) กลุ่มวัสดุของแข็งถูกวางบนตะแกรงเป็นชั้นของแข็งหรือเบดของแข็งอยู่ในเครื่องอบ และการอบแห้งเกิดขึ้นเมื่อก๊าซร้อนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเหมาะสมผ่านตะแกรงเข้าสู่ด้านล่างของชั้นของแข็ง และออกไปทางด้านบน ส่งผลให้กล่มของแข็งมีลักษณะเป็นฟลูอิดไดซ์ การสัมผัสของของแข็งกับก๊าซร้อนทั่วถึงกว่าแบบไหลเวียนแทรกผ่าน การใช้งานเครื่องอบแห้งประเภทนี้ควรปรับความเร็วของก๊าซร้อนให้เหมาะสม ซึ่งไม่ควรต่ำเกินไปเพราะ เบดของแข็งไม่เกิดสภาวะฟลูอิดไดซ์ และไม่ควรให้สูงเกินไปเพื่อป้องการเกิด เอนเทรนเมนท์ของวัสดุที่เป็นผงละเอียด
5.การอบแห้งแบบนิวเมติก (pneumatic drying) เป็นการอบแห้งที่เกิดขึ้นพร้อมกับการขนส่งวัสดุของแข็งโดยใช้ความเร็วของก๊าซร้อนที่สูงพอที่ทำให้ของแข็งเคลื่อนที่ไปยังจุดหมายปลายทางพร้อมๆกับการลดความชื้นภายในวัสดุของแข็งนั้น

ชนิดเครื่องอบแห้ง

แบ่งอย่างกว้างๆได้สองประเภท คือ การอบแห้งของแข็งเปียกให้มีความชื้นลดลงและ การเปลี่ยนสารละลายป้อนให้เป็นของแข็ง
1.เครื่องอบแห้งแบบถาด เป็นเครื่องอบแห้งที่ใช้ลดความชื้นของวัสดุของแข็ง บริเวณที่ใช้อบแห้งจะเป็นห้องสี่เหลี่ยมที่มีขนาดเล็กถึงขนาดใหญ่ ที่สามารถบรรจุของแข็งเป็นคันรถได้ ของแข็งเปียกจะถูกจัดวางบนถาดโลหะ และถูกนำไปวางไว้บนชั้นวางถาด โดยด้านล่างของโครงชั้นเป็นวงล้อเคลื่อนที่ เพื่อความสะดวกในการเคลื่อนย้ายเข้าออกห้องอบแห้งภายในห้องอบแห้งที่มี ความร้อนอุณหภูมิสูง อาจใช้ขดลวดความร้อนที่ให้ความร้อนในการอบแห้งใช้พัดลมขนาดใหญ่ ทำหน้าที่หมุนเวียนและควบคุมทิศทางการไหลของอากาศภานในห้อง ให้เคลื่อนที่ผ่านถาดที่วางเรียงบนชั้นวางให้มากที่สุด โดยมีแผ่นกั้น บัฟเฟล ทำหน้าที่กระจายอากาศร้อนให้ทั่วถึงระหว่างชั้นของแข็ง สำหรับอากาศบางส่วนจะถูกระบายออกทางท่อด้านบน พร้อมทั้งนำอากาศใหม่จากภายนอกเข้ามา 10-20% ของอากกาศทั้งหมดที่เข้ามาทางท่อ การอบแห้งสิ้นสุดที่ถาดบรรจุของแข็งถูกนำออกมาจากเครื่องอบแห้ง การอบแห้งประเภทนี้นิยม ใช้อุตสาหกรรมอาหารและยา การแปรรูปไม้
2.การอบแห้งแบบหอสูง จะประกอบด้วยถาดกลมที่จัดวางเรียงในแนวดิ่งเป็นชั้นต่อกับเพลาตรงกลางโดยของแข็งเปียกจะถูกป้อนด้านบนของเครื่อง และไหลลงสู่ถาดบนสุดซึ่งจะมีการสัมผัสกับอากาศร้อนที่ไหลผ่าน ของแข็งเปียกในถาดด้านบนไหลตกลงมาในถาดที่อยู่ในถาดลำดับถัดลงมาตามลำดับ จนถึงถาดด้านล่างสุดจึงได้ผลิตภัณฑ์ที่แห้งมากขึ้นและจะถูกนำออกจากเครื่องอบแห้งต่อไปสำหรับทิศทางการไหลของของแข็งอากาศสามารถทำงานแบบสวนทางกันหรือไปทางเดียวกันก็ได้
3. เครื่องอบแห้งแบบตะแกรงสายพานลำเลียง เป็นการอบแห้งแบบไหลเวียนแทรกผ่านโดยของแงจะถูกวางอยู่บนตะแกรงเหล็กของสายพานลำเลียงที่วิ่งอย่างช้าๆภายในเครื่องอบแห้งที่เป็นห้องขนาดใหญ่ ภายในห้องมีการออกแบบให้ของแข้งสัมผัสความร้อนทำได้หลายวิธี ขึ้นอยุ่กับหลายปัจจัย เช่น ลักษณะของแข็ง ปริมาณความชื้น เป็นต้น
4.การอบแห้งฟลูอิดไดซ์ เป็นของแข็งเปียกถูกป้อนเข้าสู่เครื่องที่ทางด้านบน ในอากาศร้อนป้อนสู่เครื่องทางด้านล่างโดเยต้องมีความเร็วที่เหมาะสมเพื่อควบคุมของแข็งเกิดการฟลูอิดไดซ์ ภายในเครื่องติดแผ่กระจาย เพื่อทำหน้าที่กระจายทิศทางการไหลของอากาศให้มีความสม่ำเสมอ ตลอดพื้นที่หน้าตัดของคอลัมน์ฟลูอิดไดซ์ สำหรับของแข็งขนาดใหญ่ขึ้นออกที่ด้านข้างค่อนมาทางด้านล่าง สำหรับของแข็งขนาดเล็กที่แห้งอาจติดรวมไปกับอากาศร้อนทีไหลออกจึงมีการติดตั้งระบบไซโคลนเพื่อดักของแข็งขนาดเล็กให้แยกออกมาจากอากาศร้อนก่อนที่จะปล่อยทิ้งออกไป