Сушка (в химической технологии)

Су́шка, удаление жидкости (чаще всего влаги) из твёрдых или жидких веществ, а также удаление паров влаги из газов. Твёрдые сыпучие кусковые или порошкообразные вещества и материалы обычно подвергают тепловой сушке, которую проводят путём конвективного (горячим воздухом, топочными или нагретыми инертными газами, перегретым водяным паром), кондуктивного (контактного, на нагретых поверхностях), радиационного (воздействием ИК-, ВЧ- или микроволнового излучения), электрического (пропусканием электрического тока), ультразвукового нагревания, а также комбинированными способами. Сушку твёрдых пастообразных материалов проводят контактным способом с одновременным формованием и получением продукта в виде брикетов или гранул. Для твёрдых веществ, неустойчивых при повышенных температурах (например, пищевые продукты, биологические и медицинские препараты), используют сублимационную сушку при пониженном давлении. В некоторых случаях для сушки твёрдых веществ применяют растворители и сверхкритические растворители.

Выбор способа сушки и условий её проведения определяется характером и прочностью связи влаги с твёрдым материалом: вода может быть связана прочными химическими связями и быть конституционной (при сушке не удаляется), входить в состав кристаллогидратов, удерживаться более слабыми силами за счёт адсорбции и капиллярной конденсации. Удаление кристаллогидратной влаги, если вещество образует несколько кристаллогидратов, происходит ступенчато и при разных температурах. Прочность связи адсорбированной и находящейся в капиллярах влаги зависит от пористости вещества (объёмной доли пор), размера и формы пор, а также от характера распределения пор по размерам.

Сушку жидкостей и газов осуществляют путём адсорбции и абсорбции влаги или её химического взаимодействия с твёрдыми водопоглощающими реагентами, не взаимодействующими с осушаемыми веществами. Адсорбентами могут быть цеолиты, силикагель, молекулярные сита, активированный уголь, для абсорбции влаги из газов применяют концентрированную серную кислоту (H₂ SO₄ ), для химического поглощения влаги – гранулированный дихлорид кальция (CaCl₂ ), гидроксид калия (KOH), сульфат магния (MgSO₄ ), аскарит (щёлочь, нанесённая на асбест), перхлорат магния (MgClO₄ ) и другие вещества, образующие прочные кристаллогидраты. Для газов используют поглощающие влагу жидкости и вымораживание.

Сушка широко используется в различных отраслях промышленности, в сельскохозяйственном производстве, в строительстве и быту. При промышленной сушке твёрдых веществ используют разнообразные аппараты: для сыпучих веществ применяют непрерывно действующие трубчатые вращающиеся печи, ленточные сушилки, реакторы с псевдоожиженным (кипящим) и виброкипящим слоем, пневматические сушилки, для пастообразных – петлевые и барабанные формующие сушилки. Используют сушилки периодического действия: вакуум-сушильные шкафы, гребковые и вальцовые вакуум-сушилки. В некоторых производствах (в частности, белой сажи SiO₂ ) применяют распылительные сушилки, позволяющие непосредственно из растворов получать сыпучие продукты. При изготовлении крупных изделий (например, кирпичей) используют тоннельные сушилки, внутрь которых завозят тележки с высушиваемыми изделиями.