kuivumisnopeudesta

Kuivumisnopeus (kuivumisnopeus) tarkoittaa kosteuden poistumisen nopeutta materiaalin massasta ajan funktiona. Yleisesti sitä kuvaillaan veden poistumisnopeutena, ja se voidaan esittää esimerkiksi grammoina vettä neliömetriä kohden tunnissa (g/m²·h) tai kilogrammoina vettä kilogrammaa kuivaa ainetta kohden ja tunnissa (kg/kg·h). Kuivumisnopeus voidaan esittää myös tilavuus- tai massamuutosten kautta sekä kosteuspitoisuuden muutoksen avulla.

Kuivumisprosessissa on usein kaksi vaihetta. Ensin esiintyy constant-rate (tasavauhtinen) vaihe, jossa haihtuminen on rajoitettu pääasiassa ilmavirran ja kosteuden poistumisen kapasiteetin mukaan. Tämän vaiheen aikana kosteuden siirtyminen pinnalta on nopeaa. Tämän jälkeen siirrytään falling-rate (laskeva) vaiheeseen, jossa sisäisen kosteuden diffuusio ja siirtyminen ulos rajoittavat kuivumista, ja nopeus laskee ajan myötä.

Tärkeimmät tekijät kuivausnopeudelle ovat sekä prosessin ulkoiset että materiaalin ominaisuudet. Lämpötila ja sen hallinta vaikuttavat haihtumisnopeuteen, kun taas ilmankosteus ja ilmavirta vaikuttavat kosteuden poistumisen tehokkuuteen. Materiaalin koostumus ja rakenne—lähinnä lämmönjohtavuus, kosteudenkulkuominaisuudet ja kerroksen paksuus—muuttavat sekä haihtumiseen liittyvää siirtöä että sisäistä diffuusiota. Alkuperäinen kosteuspitoisuus sekä prosessin olosuhteet ratkaisevat, kummalle vaiheelle kuivuminen etenee.

Mittaukset ja laskentamenetelmät painottavat massan seurannasta kosteuspitoisuuksien mittauksiin. Gravimetrinen mittaus, kosteuspitoisuusarvot sekä paine- ja lämpötilasensorit auttavat määrittämään dM/dt ja dX/dt. Kuivumisnopeutta käytetään prosessien suunnittelussa ja optimoinnissa elintarvikkeiden, paperin, tekstiilien, rakennusmateriaalien ja maalien kaltaisilla aloilla.

Lisäksi on yleistä käyttää kuivausnopeuden käyriä sekä yksikköjä, kuten g/m²·h tai kg/kg·h, tulosten vertailuun eri prosesseissa.