Сушење на керамички производи

Под сушење керамички производи се подразбира елиминација на вода, содржана во нивната сурова маса. Оваа вода е неопходна за обликување, овозможувајќи развој на пластичност на керамички пасти, како и својства на проток на лизгање (во случај на лиење).

Сушењето, како технолошка фаза во производството на керамички производи е наметнато од следниве фактори:

преминот на керамичката маса од пластична состојба во цврста состојба

потребата да се зголеми механичката јачина на обликуваните производи за да се извршат транспортни и товарни операции при согорување, без промена на обликот.

Елиминација на феноменот на уништување на формата поради ненадејно испарување на голема количина на вода содржана во производот.

Влажноста на производите што се подложени на сушење се определува со методот на обликување и е помеѓу 2 и 25%. Влажноста на рамнотежата, онаа што ја имаат производите со престој во животната средина, е 1-2%.

Во основата на сушењето е дифузијата како физички феномен. Дифузијата се одредува од една страна со тенденција на водена пареа од површината на производите да имаат ист притисок како водена пареа во животната средина, а од друга страна со тенденција на вода и пареа во производите да имаат ист притисок како и водената пареа од површината на производите.

Испарувањето на водата од површината на производите се нарекува надворешна дифузија или испарување. Надворешната дифузија создава разлика во влажноста помеѓу надворешните и внатрешните слоеви на производи, што генерира движење на вода од влажни во посува области, па така од внатре кон површината, феномен наречен внатрешна дифузија или поедноставна дифузија. Внатрешната дифузија носи нови количини на вода на површината на производот, од каде што испарува, поминувајќи во околината. Процесот продолжува сè додека не се постигне стабилна состојба, кога притисокот на пареата на површината на производот е еднаков на оној на околниот воздух.

Движењето на водата одвнатре кон надвор, соодветно коефициентот на дифузија, зависи од вискозноста на водата, што пак е функција на температурата. Внатрешната дифузија се зголемува со температурата на керамичките производи.

За да се забрза сушењето, техниката на греење се практикува во керамика. Топлината потребна за испарување на влагата се носи со помош на средство за сушење (воздух или загреани гасови).

Параметрите на средството за сушење се:

Последниот параметар (брзина на движење) има посебно значење за процесот на сушење затоа што колку е поголема брзината на движење на средството за сушење кое циркулира помеѓу производите, толку побрзо испаруваната вода од површината на производите се оддалечува од работниот простор и испарувањето е побрзо.

Керамичките маси кои имаат во својот состав глинени материјали содржат вода во следниве форми:

капиларна вода (порозност)

2. Феномени што се јавуваат при сушење .

Со сушење на керамичките маси се произведуваат два ефекти:

зголемување на механичката цврстина

Зголемувањето на механичките отпори на производите се одвива кога водата се елиминира. Причините се повеќекратни: концентрацијата и дехидрираноста на колоидните супстанции кои при стврднување вршат дејство на цементирање, силите на електростатско привлекување и оние од типот Ван дер Валс, кои се зголемуваат поблиску честичките.

Отпорноста на суво зависи од минералошката природа на материјалот од глина (поголема од глините отколку од каолините), од обликот и големината на честичките (зголемувањето на фините димензии доведува до зголемување на отпорноста на суво), од процесот на обликување. Овие фактори директно влијаат на компактноста на производите. Колку е поголема компактноста, толку е поцврста и посилна мрежата формирана по сушењето.

Отпорноста на суво може да се зголеми со додавање на супстанции, како што се натриум силикат, фосфорна киселина, синтетички смоли, итн.

Особено вредни се глинените материјали со висока јачина во сува состојба, бидејќи дури и во случај на вклучување на значителна количина на одмастувач, производи со доволно висока јачина се добиваат по сушењето.

Намалувањето на сушењето претставува намалување на димензиите на производите, истовремено со загубата на вода.

Процесот на сушење се случува во две различни фази (сл.). Во првата фаза се отстранува адсорпциската (контракциска) вода, придружена со близината на честичките од глината, а со тоа и со контактот. Отпрвин намалувањето на волуменот е еднакво на волуменот на отстранета вода. Како што дел од честичките се допираат, порите почнуваат да се појавуваат, контракцијата слабее и е помала од волуменот на отстранета вода (сл.). На крајот од фазата, контракцијата престанува и колоидната вода се отстранува целосно.

Во втората фаза на сушење, која е обично подолга, водата испарува од капиларите формирани со допирање на честичките на масата меѓу нив. Оваа вода се нарекува порозност затоа што, со почетокот на нејзиното отстранување, во производот се формираат пори.

Намалувањето на сушењето се изразува со линеарно намалување (намалување на димензиите во една насока):

или со контракција на волумен (намалување на волумен):

v0 - почетен волумен, при влажност w0

v - конечен волумен во сува состојба

l0 - почетна должина, при влажност w0

л - крајна должина во сува состојба

Факторите кои влијаат на намалувањето на сушењето се:

капацитет на адсорпција и природата на апсорбираните катјони

Чувствителноста на сушење на глинените материјали содржани во керамички производи е важна карактеристика. Осетливоста на сушење е склоноста на различните керамички маси кон деформација или формирање пукнатини при сушење. Карактеристично е и не може да биде поврзано со еволуцијата на единствен имот.

Општо, колку е поголема контракцијата и пластичноста, толку е поголема чувствителноста.

Поради контракцијата и поради напрегањата што се формираат при сушењето, процесот мора да се спроведе многу внимателно. Ова подразбира, прво, ригорозно утврдување на параметрите за сушење и, второ, нивно почитување во технолошкиот проток. Премногу голема брзина на сушење може да резултира со брзо забрзување на надворешната дифузија и формирање на надворешна кора, која, премногу контрактивна, создава големи напрегања на границата со јадрото на производот и затоа пукнатини или пукнатини.

Поради губење на влага, тежината на производот се намалува континуирано за време на процесот на сушење. Претставувајќи графички содржина на влага во производот (w) како функција на времето, се добива кривата на сушење (сл)

4. Фактори кои го одредуваат времето на сушење на керамичките производи

Времето на сушење се определува од комплекс на фактори, од кои главните се:

а) Фактори поврзани со средството за сушење

б) Фактори поврзани со обликот на производот

в) Фактори кои зависат од природата на минералите од глина

Големата разновидност на фини керамички производи кои се разликуваат во составот, структурата, обликот и димензиите го одредуваат најсоодветниот процес на сушење и режимот.

Сушење на керамички производи се врши во природни услови (природно сушење) или во специјално создадени услови (вештачко сушење)

Природното сушење се изведува на отворен простор, на полици или во делови за обликување. Се карактеризира со: голем напор при товарење и истовар на производи, нееднаквост на сушење, висок процент на остатоци.

Вештачкото сушење вклучува изградба на специјални инсталации (сушари), во кои режимот на сушење може да се прилагодува или одржува постојано.

Условите што фен мора да ги исполнуваат се:

да се обезбеди мала промена на режимот со цел да се создадат оптимални услови за одреден вид производи потребни за сушење;

за да се обезбеди подеднакво сушење и на површината и на волуменот на производот

да се постигне максимална брзина на сушење без оштетување на квалитетот на производите;

да има мала потрошувачка на топлина и електрична енергија;

количината на испарена влага, во Kg/h m 3 од работниот простор да биде што е можно поголема за да се намалат трошоците за изградба.

Да бидат опремени со опрема за мерење и контрола, како и со автоматски регулатори на температура, влажност, притисок и сл.;

Да имаме едноставна услуга, колку што е можно механизирана.

Вештачките сушари работат врз основа на средство за сушење, воздух или гас, што се загрева во соодветните инсталации и даваат можност за регулирање на температурата, влажноста и брзината на циркулацијата во работниот простор.

Во зависност од режимот на работа, сушарите можат да бидат континуирани или периодични.

а) Сушари со периодично работење

Ова се сушарите во кои се товари и истоварува материјалот во серии, во зависност од циклусот на сушење.

Производите остануваат неподвижни, а режимот на сушење се развива со текот на времето, според утврдениот дијаграм.

Недостатоците на овој тип на фен се:

ниска ефикасност како резултат на загуба на топлина при утовар и истовар на производи

голема потрошувачка на топлина поради протекување

тешко и непродуктивно товарење и истоварување.

Сушачи од отворен тип - сушењето може да се изврши во близина на печки или извори на топлина што го загреваат околниот простор. Производите се ставаат на полици, параметрите за сушење не можат да се прилагодат и сушењето се одвива помалку контролирано, во зависност од изворот на топлина, атмосферските услови и локалните струи.

Сушалки за простории - се изградени во форма на изолирани комори или меѓусебно поврзани батерии. Сушачите се обезбедени со систем за циркулација на средството за сушење, или во форма на канали за испуштање и вшмукување од огништето или во форма на ролетни во страничните wallsидови (кои овозможуваат продирање на топол воздух) и евакуирани отвори на евакуираното средство. Општо земено, топол воздух донесен од зоната за ладење на печките за согорување се користи како средство за сушење, како секундарна енергија. Производите се натоварени или на полици или полици фиксирани во идовите или на специјални вагони што се вметнуваат во просторијата.

б) Сушари со континуирана работа

Кај овој тип на фен, производите се товарат и истоваруваат континуирано, во постојана циркулација, додека параметрите за сушење се одржуваат постојани, на (стационарни) области.

Во керамиката, честопати се практикува обратна струја (во спротивни насоки) на производи и средство за сушење. Оваа техника најдобро одговара на потребата од бавно сушење, со мала брзина на почетокот и зголемување на брзината кон крајот на сушењето, кога контракцијата на производите престанува.

Во оваа категорија на сушари споменуваме:

Сушари за тунели - дизајнирани за сушење производи од големи серии (плочки, плочки, итн.). Тие се состојат од тесен и долг канал (тунел) во кој на едниот крај влегуваат производи натоварени на континуирани средства за сообраќај (вагони, метални подвижни ленти и др.). На спротивниот крај, производите се испуштаат од фен. Како средство за сушење, се користат топол воздух (во индустријата за фина керамика) и димни гасови (во градежната индустрија во обоени материјали).

Транспортни сушари (со подвижна лента) - често се користат во фината керамичка индустрија, за производи од големи серии (плочи, чаши). Тие имаат предност во обезбедувањето на целосен механизиран транспорт на производите и овозможуваат создавање на континуирани технолошки линии, кои започнуваат со монтажа на блоковите од паста и минуваат низ сите фази, завршуваат со преземање на исчистените производи, во можност да се воведат за.

Сушари за ормани - се користат за сушење производи со тенки wallsидови (чаши, чинии, плочи, итн.). Сушачите имаат форма на ормар, со големи димензии, обезбедени со систем за греење и дистрибуција на средството за сушење, како и со систем на движење на производите (подвижна лента).

Сушилки за вртелешки или кружни сушари - се наменети за сушење на длабоки производи (чаши, чаши, чинии, чаши за пиво, итн.) Изработени од порцелан или фа orнс и се користат заедно со полуавтоматски ваlersаци за обликување