INSTALAŢII DE USCARE

Pentru îmbunătăţirea calităţii materialelor, în scopul măririi posibilităţilor lor de utilizare, este necesară micşorarea umidi tăţii acestora. Îndepărtarea umidităţii din materiale se poate face pe cale:

mecanică

chimică

termică

Uscarea este procesul termic prin care materialele îşi micşorează umiditatea prin evaporarea acesteia. Ea se face pe cale :

Se realizează la aer în spaţii speciale, fără circulaţie artificială sau încălzirea agentului de uscare (aerului)

Are loc în uscătorii, din care agentul de uscare, care a absorbit vaporii de apă din material, este evacuat pe cale artificială cu ajutorul ventilatoarelor sau altor instalaţii de tiraj. Agentul de uscare este de asemenea încălzit sau uscat înainte de a fi introdus în camera de lucru a uscătoriei

naturală

artificială

Mecanismul şi cinetica uscării materialelor

Materialele umede supuse uscării, care formează sisteme coloidale, se pot împărţi, din punctul de vedere al comportării lor faţă de apă, în două clase :

emulsiile macromoleculare, cum ar fi: polimerii superiori de sinteză, aerosolii, suspensiile metalice, laptele, fosfatidele naturale etc. Medoda specifică de uscare a acestora este cea prin pulverizare

•geluri elastice, care se deformează prin uscare fără a-şi pierde proprie tăţile lor elastice;•geluri capilar-poroase, care prin uscare nu se deformează, devin fărâmi cioase şi se pot măcina uşor până la starea pulverulentă

Mecanismul uscării materialelor este determinat, în principal, de modul de legare a umidităţii în material şi de regimul de uscare. În funcţie de mărimea energiei de legătură între umidilate şi material, Rebinder a stabilit următoarele tipuri de legături pentru gelurile capilaro-poroase:

Soluri sau sisteme coloidale disperse

Gelurile

- legătura chimică, definită prin relaţii cantita-tive precise de fixare a apei în material;

- legatura fizico-chimică, definită de relaţii diferite, variabile de fixare a apei;

- legatura fizico-mecanică, la care reţinerea apei se face în raporturi nedeterminate.

În timpul uscării se îndepărtează numai umiditatea legată fizico-chimic şi fizico-mecanic. Umiditatea legată chimic în material se poate îndepărta numai prin încălzirea la temperaturi mai mari de 120-200°C şi este însoţită, de obicei, de modificarea structurii moleculare a materialului. În procesul de uscare, umiditatea migrează din straturile interioare spre suprafaţa materialului, unde se evaporă, trecând în mediul înconjurător (în agentul de uscare).

În perioada de început a uscării, cu o durată relativ scurtă 0, căldura primită de material de la agentul de

uscare sau de la sursa de radiaţie, este consumată pentru încălzirea materialului, umiditatea acestuia micşorându-se neînsemnat. Urmează o perioadă (BC) în care viteza de uscare a materialului este constantă care poartă denumirea de prima perioadă a uscării sau perioada de uscare cu viteză constantă. În acest interval 1, temperatura materialului rămâne

constantă şi din el se elimină umiditatea sa liberă. Umiditatea rămasă în material, după această perioadă, poartă denumirea de umiditate higroscopică sau legată.

După punctul C temperatura materialului începe să crească, iar viteza de uscare se micşorează, definindu-se astfel perioada de uscare cu viteză descrescătoare, care se termină când în material se stabileşte umiditatea de echilibru wech, viteza de uscare devenind nulă.

Umiditatea materialului corespunzătoare punctului C, când la suprafaţa sa se atinge valoarea umidităţii higroscopice, poartă denumirea de umiditate critică wcr.

Umiditatea critică este mai mare decât cea higroscopică, deoarece umiditatea în interiorul materialului este mai mare decât la suprafaţa sa. Diferenţa dintre ele este cu atât mai mică cu cât este mai apropiată umiditatea din interiorul materialului de cea de la suprafaţa sa. Umiditatea critică va depinde deci, de natura materialului, de grosimea sa şi de regimul de uscare (viteza şi parametrii agentului de uscare).

Umiditatea de echilibru se poate atinge teoretic numai după o durată infinită a uscării, practic ea se atinge însă după o perioadă definită de timp 0 +1 + 2. Determinarea

valorilor umidităţii de echilibru, în funcţie de temperatura şi umiditatea relativă a agentului de uscare (aerul) are o deosebită importanţă practică. Dacă uscarea materialului se face sub umiditatea de echilibru, corespunzătoare condiţiilor în care el va fi utilizat sau se va transporta, ulterior se va produce o umectare a acestuia în virtutea proprietăţilor sale higroscopice. Este necesar ca umiditatea finală a materialului la ieşirea din uscător să se aleagă în funcţie de destinaţia sa şi de condiţiile de depozitare şi transport.

Variaţia umidităţii de echilibru a lemnului în funcţie de temperatura şi umiditatea aerului

Pe cale experimentală, trasându-se variaţia în timp a diferenţei de temperatură între suprafaţa materialului supus uscării şi aerul înconjurător, s-a pus în evidenţă ordinea de eliminare a diferitelor tipuri de umiditate din material

În primul rând, se elimină trei tipuri de umiditate legată fizico- mecanic: umiditatea din macrocapilare, umiditatea din goluri şi umiditatea din microcapilare. După aceasta, se elimină pe rând două tipuri de umiditate legată fizico-chimic: umiditatea de absorbţie polimoleculară şi monomoleculară. Umiditatea legată osmotic, deşi legată fizico-chimic, având o legătură slabă cu materialul, se elimină la începutul procesului de uscare, împreună cu umiditatea din macrocapilare

Tipurile de legătură a umidităţii: a - umiditatea osmotică şi din macrocapilare; b - umiditatea din goluri; c - umiditatea din microcapilare; d - umiditatea de adsorbţie polimoleculară; e - umiditatea de adsorbţie monomoleculară.

În prima perioadă a uscării, evaporarea umidităţii de la suprafaţa materialului se face la fel ca evaporarea apei de pe suprafaţa ei liberă. Pentru determinarea intensităţii de evaporare, se poate utiliza legea lui Dalton:

unde: W este cantitatea de lichid vaporizată, în kg; S - suprafaţa de evaporare, în m2

p - coeficientul de schimb de masă, raportat la diferenţa de presiuni

parţiale, în kg/m2. s. Pa; pm , pf - presiunea parţială a vaporilor de apă deasupra materialului, respectiv

la suprafaţa lui, în Pa; d - coeficientul de schimb de masă raportat la diferenţa de concentraţii,

în m/s; m , f - concentraţia vaporilor de apă deasupra materialului, respectiv la

suprafaţa sa, în kg/m3

- timpul, în s.Pentru calcule aproximative poate fi utilizată şi formula:

unde w este viteza aerului, în m/s.

Materialele supuse uscării se deformează datorită variaţiei tensiunilor interne la modificarea umidităţii

contracţii, care pot fi lineare, de suprafaţă sau de volum;

formarea de crăpături însoţite, de asemenea, de deformaţii plastico- elastice datorită distribuirii neuniforme a umidităţii în material;

schimbări structurale sub efectul temperaturii: fărâmiţare, sinterizare, aglomerare etc.

Durata uscării depinde de natura materialului, de dimensiunile sale geometrice, de timpul şi regimul uscării şi de alţi factori, ceea ce face ca, de multe ori, determinarea analitică a duratei uscării să nu dea rezultatele reale, fiind indicată determinarea sa pe cale experimentală

Durata uscării se poate determina analitic prin integrarea ecuaţiilor diferenţiale ale transferului de umiditate şi de căldură. Se obţine, în final, o relaţie de forma:

unde: N este viteza constantă a uscării în prima perioadă; w1, w2 - umiditatea iniţială şi finală a materialului;

wcr, wech - umiditatea critică şi de echilibru a materialului.

CALCULUL INSTALAŢIILOR CONVECTIVE DE USCARE

Parametrii principali ai agenţilor de uscare

Cea mai mare răspândire între instalaţiile de uscare o au cele care utilizează ca agent termic aerul sau amestecul acestuia cu gazele de ardere.

Pentru determinarea umidităţii aerului, se folosesc trei noţiuni: umiditatea absolută, umiditatea relativă şi conţinutul de umiditate

Umiditatea absolută reprezintă greutatea vaporilor de apă conţinuţi într-un metru cub de aer umed.

Umiditatea retativă () se defineşte ca raportul dintre greutatea vaporilor de apă conţinuţi într-un metru cub de aer umed şi greutatea vaporilor de apă necesari pentru saturarea aceluiaşi volum de aer, la aceeaşi temperatură şi presiune:

Pentru calculele tehnice ale uscătoriilor, aerul umed este considerat în mod convenţional un gaz perfect. În acest caz, umiditatea relativă a aerului poate fi definită şi ca raportul între presiunea parţială reală a vaporilor de apă din aerul umed şi presiunea parţială maximă posibilă pentru temperatura dată:

Conţinutul de umiditate sau umiditatea, definit ca greutatea vaporilor de apă din aer, raportată la 1 kilogram de aer uscat, se măsoară de obicei în kg/kg se notează cu x sau în g/kg şi se notează cu d.

Valoarea numerică a umidităţii poate fi calculată, folosind ecuaţia Clapeyron pentru aer şi vapori de apă: paer V = Gaer Raer T, pvap V = Gvap Rvap T, prin împărţirea cărora rezultă:

Înlocuind presiunea parţială a aerului: paer = B - pvap şi presiunea parţială a vaporilor:

pvap = psat se obţine:

Entalpia aerului se determină ca entalpia unui amestec de aer uscat şi vapori de apă cu relaţia (se raportează la 1 kg de aer uscat):

unde: cpau este căldura specifică a aerului uscat, în kJ/kg. °C;

rv - căldura de vaporizare a apei, în kJ/kg;

cv - căldura specifică a apei, în kJ/kg°C.

Pentru simplificarea calculului instalaţiilor de uscare s-au întocmit diagrame pentru aerul umed, care permit determinarea tuturor parametrilor săi, dacă se cunosc doi dintre ei. Cele mai răspândite diagrame sunt Mollier, Ramzin şi Carrier.

Diagrama Mollier pentru aerul umed, construită utilizând relaţiile pentru presiunea de 760mm Hg (1,01.105Pa).

Bilanţul material al produselor supuse uscării

Ecuaţia bilanţului material al produselor supuse uscării are forma generală:

unde: G1 este cantitatea de material intrată în uscătorie, în kg/h;

G2 - cantitatea de material ieşită după uscare, în kg/h;

W - cantitatea de apă eliminată din material în procesul de uscare, în kg/h

Pentru caracterizarea umidităţii materialelor se folosesc două noţiuni: - umiditatea materialului raportată la toată masa sa (w) - umiditatea raportată la masa materialului complet uscat (umiditatea absolută wa), definite de relaţiile:

Pentru trecerea. de la un tip de umiditate la altul, se utilizează relaţiile:

Cu aceste notaţii, cantitatea de material complet uscat este:

de unde rezultă:

Utilizând ecuaţia bilanţului material al produsului supus uscării şi relaţiile (4.222) şi (4.223), se poate determina cantitatea de umiditate eliminată din material în procesul uscării:

Sau:

Dacă se cunosc umidităţile absolute ale materialului w1a şi w2

a, în mod analog rezultă:

Bilanţul umidităţii în instalaţia de uscare

În procesul de uscare, umiditatea intră şi iese din instalaţie cu materialul şi agentul de uscare. Considerând că nu există pierderi, bilanţul de umiditate al unei instalaţii de uscare este:

unde : L este debitul de agent de uscare, în kg/h; x0, x2 - conţinutul de umiditate a agentului de uscare la intrarea şi ieşirea din

instalaţie, în kg/kg.

De unde:

Notând cu l debitul de agent de uscare necesar pentru eliminarea unui kilogram de umiditate din material, rezultă:

Bilantul termic at instalaţiei de uscare teoretice

Instalaţia de uscare la care se neglijează cantităţile de căldură pierdute în mediul ambiant pentru încălzirea materialului şi a dispozitivelor de transport ale acestuia şi la care materialul se consideră că intră şi iese din instalaţie cu temperatnra de 0°C, poartă denumirea de instalaţie de uscare teoretică

Ecuaţia bilanţului termic pentru instalaţia teoretică are forma:

unde Q este cantitatea de căldură necesară încălzirii agentului de uscare.

Pentru instalaţia teoretică L0 = L1 = L2, rezultă că: I1 = I2 = const. deci procesul de

uscare are loc la entalpie constantă.

Cantitatea de căldură pentru încălzirea aerului va fi:

Cantitatea de căldură pentru vaporizarea 1 kg de umiditate din material se determină cu relaţia:

Înlocuind valorile entalpiilor I2 şi I0 cu:

şi considerând c2 = c0 = ca:

Adunând şi scăzând în membrul drept l0 .x0 .i2, egalitatea (4.234) devine după câteva

transformări:

Rezultă că, în cazul instalaţiei de uscare teoretice, se consumă căldura pentru încălzirea agentului de uscare de la t0 la t2, datorită măririi entalpiei umidităţii de tranzit x0 de la i0 la

i2 şi pentru vaporizarea umidităţii din material (i2).

Bilanţul termic al instalaţiei de uscare reale

În cazul instalaţiei de uscare reale, faţă de cazul instalaţiei teoretice, trebuie luate în considerare pierderile de căldură în mediul ambiant, căldura pentru încălzirea materialului şi instalaţiilor de transport, aportul suplimentar de căldură printr-un calorifer amplasat în camera de uscare, precum şi efectul termic al unor eventuale reacţii chimice, al topirii umidităţii îngheţate în material, încălzirea agentului de uscare în ventilator ş.a.

Pentru o astfel de instalaţie, uscarea nu mai are loc izoentalpic, ci după ecuaţia:

unde: q este cantitatea de căldură pierdută sau primită suplimentar în procesul de uscare, pentru 1 kg de umiditate evaporată, în kg/kg.

Bilanţul termic al unei instalaţii de uscare reale cu funcţionare continuă, în timpul verii, are forma:

unde: Qcal este căldura consumată în calorifer pentru încălzirea agentului de uscare,

în kW;W - umiditatea eliminată din material, în kg/s;G2 - cantitatea de material uscată, în kg/s;

Gtr - greutatea dispozitivelor de transport al materialului, în kg/s;

Q5 - cantitatea de căldură pierdută în mediul ambiant, în kW;

1, 2 - temperatura materialului la intrarea şi ieşirea din camera de uscare,

în °C;1’, 2” - temperatura instalaţiei de transport la intrarea şi ieşirea din camera

de uscare, în °C;Qsupl - cantitatea de căldură introdusă într-un calorifer suplimentar

amplasat în camera de uscare, în kW.

Considerând, cu bună aproximaţie, ca L0 = L2 = L, c’m = c’’m = cm şi c’tr = c”tr = ctr ,

cantitatea de căldură necesară în caloriferul principal pentru eliminarea unui kg de umiditate din material va fi:

unde: l(I2 – I0) este consumul de căldură teoretic pentru eliminarea 1 kg de umiditate,

în kJ/kg; qm - consumul de căldură. pentru încălzirea materialului, în kJ/kg;

qtr - consumul de căldură pentru încălzirea instalaţiei de trans port, în kJ/kg;

q5 - pierderile de căldură în mediul ambiant, în kJ/kg;

qsupl - căldura introdusă suplimentar în camera de uscare, în kJ/kg;

lca - căldura fizică a umidităţii introduse în camera de uscare cu materialul,

în kJ/kg. Deoarece q = l(I2 – I0), din ecuaţia (4.238) rezultă:

În cazul funcţionării instalaţiei de uscare în timpul iernii, umiditatea liberă a materialului îngheaţă, consumul de căldură pentru încălzirea materialului mărindu-se cu valoarea:

unde: este cantitatea de umiditate îngheţată

(w1a)’ - umiditatea absolută limită de la care apa din

material îngheaţă.

Pierderile de căldură în mediul ambiant se pot calcula analitic cu relaţia:

unde: F este suprafaţa exterioară a uscătoriei, în m2 . k - coeficientul global de schimb de căldură, în kJ/m2.s.°C; t - diferenţa medie de temperatură între agentul de uscare şi mediul ambiant, în °C.

La calculul instalaţiilor de uscare, în afara pierderilor în mediul ambiant, mai trebuie luate în considerare pierderile de căldură datorită schimbului neorganizat de aer cu exteriorul prin neetanşeităţi sau porozitatea pereţilor. Aceste pierderi, care pot atinge în unele cazuri 20-30% din consumul total de căldură, se determină experimental în funcţie de tipul constructiv şi parametrii instalaţiei.

Calculul instalaţiilor de uscare cu gaze de ardere

Instalaţiile de uscare convective care utilizează ca agent de uscare amestecul gazelor de ardere cu aerul pot fi calculate cu bună precizie utilizând diagrama I-x pentru aerul umed. Pentru aceasta, se determină, în primul rând, entalpia şi conţinutul de umiditate al gazelor de ardere, utilizând formulele (4.215) şi (4.216). Se determină astfel în diagrama I-x poziţia punctului K, care caracterizează starea gazelor de ardere. Deoarece gazele de ardere au o temperatură prea ridicată pentru a fi utilizate direct pentru uscare, ele se amestecă cu aer atmosferic, coborându-se astfel temperatura amestecului până la temperatura t1 (fig. 4.52). Construcţia procesului real în

diagrama I-x se face la fel ca pentru instalaţiile de uscare cu aer. Debitul de căldură pentru evaporarea 1 kg de umiditate este:

Dacă gazele de ardere se utilizează pentru uscarea materialelor la temperaturi coborâte şi cu conţinut ridicat de umiditate, se poate utiliza recircularea.

Debitul de căldură pentru vaporizarea 1 kg de umiditate, în cazul procesului real, va fi:

Debitul de combustibil necesar uscării se determină cu aceeaşi formulă ca în absenţa recirculării

Tipuri de instalaţii de uscare utilizate în industrie

Camerele de uscare (fig. 4.55) sunt încăperi paralelipipedice în interiorul cărora, în vagonete sau pe stelaje, se introduce materialul care rămâne nemişcat în toată perioada de uscare. Încărcarea şi descărcarea materialului se face pe o singură parte a camerei, funcţionarea instalaţiei fiind periodică. Circulaţia agentului de uscare poate fi naturală sau forţată

Tunelele de uscare (fig. 4.56) sunt camere lungi în care materialul este introdus cu vagonete sau pe transportor pe la un capăt, fiind evacuat pe la celălalt capăt. Funcţionarea instalaţiei este în flux continuu, mărindu-se astfel productivitatea şi micşorându-se ciclul de lucru.

Uscătoriile cu bandă rulantă (fig. 4.57) sau cu transportor (fig. 4.58) sunt instalaţii analoage cu tunelele de uscare, materialul supus uscării deplasându-se pe o bandă rulantă sau un transportor

Uscătoarele turn sunt instalaţii cu funcţionare continuă, utilizate pentru uscarea cerealelor, cărbunilor, argilei şi altor materiale pulverulente. Elementul principal al instalaţiei îl constituie un turn în care materialul se deplasează sub acţiunea forţei gravitaţiei, agentul de uscare circulând printre materialul pulverulent.

Deplasarea materialului se poate face prin căderea sa liberă, prin cădere liberă încetinită de şicane, ca o masă compactă pe măsura îndepărtării unei cantităţi din el la partea inferioară a turnului sau cu instalaţii de transport speciale. În fig. 4.59 este prezentată o instalaţie turn destinată uscării produselor alimentare pulverulente

Uscătoarele cu tambur (fig. 4.60) sunt constituite dintr-un cilindru rotativ orizontal sau inclinat cu un unghi, de obicei pănă la 6°, în care se introduce materialul. Datorită inclinării şi rotaţiei, materialul se depla-sează în lungul tamburului, amestecându-se totodată în curentul de agent de uscare (de cele mai multe ori gaze de ardere). Se realizează astfel, un schimb de căldură şi umiditate, obţinându-se o uscare uniformă

În interiorul tamburului, în funcţie de proprietăţile materialului, se montează diferite şicane care ridică materialul şi îl lasă să cadă în curentul de gaze, mărind astfel suprafaţa de schimb de căldură şi masă.

Uscătoarele tubulare (fig. 4.62) sunt instalaţii cu funcţionare continuă. Partea principală o constituie un tambur rotativ înclinat, în interiorul căruia sunt amplasate ţevi, încălzite la exterior cu abur. Materialul măcinat este introdus în interiorul ţevilor, prin care coboară uscându-se. Pentru distribuţia sa cât mai uniformă, în ţevi se introduc şicane în formă de spirală.

Căldura se transmite către material prin conductibilitate de la peretele ţevii, prin radiaţie de la perete şi prin convecţie de la aerul din interiorul ţevii.Avantajul acestor instalaţii, faţă de uscătoarele cu tambur, îl constituie încărcarea tamburului de câteva ori mai mare şi dimensiunile mai reduse. Ele sunt utilizate, îndeosebi, pentru uscarea cărbunelui la centralele termoelectrice şi în industria chimică pentru uscarea materialelor cristaline.

Fig. 4.63. Instalaţie de uscare pneumatică:1 - focar;2 coloană verticală de uscare; 3-compensator de dilataţie; 4-ciclon; 5- zăvor; 6 - ventilator de gaze; 7 - ventilator; 8 - alimentator cu dispozitiv melc; 9 - intrarea materialului umed; 10 - ieşirea matarialului uscat

Uscătoarele pneumatice au ca element constitutiv principal o coloană ver ticală în care materialul pulverulent este dispersat într-un curent de gaze fierbinţi, fiind antrenat de acestea şi uscat. Pentru aceasta este necesar ca viteza agentulni de uscare să fie mai mare decât viteza de plutire a particulelor de material

În fig. 4.63 este prezentată schema unei instalaţii de uscare pneumatice. Materialul este introdus printr-un sistem de alimentare 8 la baza coloanei verticale de uscare 2, fiind antrenat către partea superioară a coloanei de gazele de ardere produse în focarul 1. Amestecul pătrunde în ciclonul 4, unde mate rialul uscat este separat, iar gazele de ardere aspirate de ventilatorul 6 sunt evacuate în atmosferă.

Uscătoarele cu pulverizare sunt instalaţii care se utilizează pentru deshidratarea suspensiilor coloidale şi emulsiilor macromoleculare. Pentru a se intensifica schimbul de căldură şi de material, suspensia se transformă prin pulverizare într-o ceaţă cu picături cu diametrul cuprins între 10 şi 500 , în acest fel, suprafaţa creşte considerabil.

Uscarea prin pulverizare presupune trei procese principale: pulverizarea suspensiei, amestecarea agentului de uscare cu picăturile pulverizate şi schimbul de căldură şi de sub-stanţă dintre ele. În afară de aceste procese, uscarea prin pulverizare mai este legată de separarea particulelor solide din fluxul de agent de uscare. În tehnica uscării, pentru pulverizare se folosesc trei metode principale: pulverizarea mecanică, pneumatică şi centrifugă

În fig. 4.67 sunt prezentate schemele de lucru ale uscătoarelor cu pulverizare. Cea mai mare răspândire au căpătat-o uscătoarele cu curenţi paraleli, la care particulele coboară; acestea permit utilizarea unor temperaturi ridicate pentru agentul de uscare, fără încălzirea prea puternică a materialului

Uscătoarele cu strat fluidizat. Prin suflarea unui gaz printr-o masă de granule aflate pe o placă poroasă sau pe o sită, la o anumită viteză, stratul de material începe să. se umfle, înălţimea sa crescând. Mărind în continuare viteza până la o valoare critică, în stratul de material se formează câteva umflături, dând impresia că materialul ar începe să ,,fiarbă”, cea mai mare parte a sa rămânând în continuare nemişcată. În acest moment, pierderea de presiune în stratul de material atinge valoarea sa maximă, după care ea începe sa se micşoreze, viteza gazului prin strat (viteza de filtraţie) continuând să crească.

Mărind viteza gazului suflat peste o valoare limită, în stratul de material apar noi nuclee de ,,fierbere”, intensitatea mişcarii particulelor creşte, stabilându-se o mişcare ciclică a lor în strat. Uscătorul cu strat fluidizat este indicat să funcţioneze cu viteze ale gazelor la care să se asigure o bună amestecare a particulelor şi schimbul de căldură şi de masă să fie maxim, fară ca sa apară antrenări sensibile.

Instalaţii de uscare prin contact. Uscarea prin contact a materialelor se realizează pe seama căldurii primite de la o suprafaţă încălzită cu care se află în contact. Încălzirea suprafeţei se face cu abur, apă şi ulei fierbinte sau un agent termic organic cu temperatura de fierbere ridicată. Instalaţiile de uscare prin contact pot funcţiona la presiune atmosferică sau sub vid.

Uscătoarele cu valţuri sunt instalaţii cu funcţionare cntinuă, utilizate pentru uscarea soluţiilor, suspensiilor şi coloizilor. Ele sunt alcţtuite din unul sau două valţuri încălzite în interior, pe care se întinde materialul care se usucă după ¾ dintr-o rotaţie. Substanţa uscată se desprinde de pe valţuri cu cuţite speciale sau perii

Uscătoarele cilindrice sunt instalaţii cu funcţionare continuă utilizate la uscarea prin contact a materialelor sub formă de benzi (textile, hârtie, celuloză). Ele sunt constituite dintr-o serie de cilindrii rotativi încălziţi, dispuşi orizontal sau vertical, peste care trece materialul

Uscătoarele prin contact cu vid se recomandă în cazul substanţelor sensibile la temperatură, deoarece, datorită vidului, temperatura de vaporizare a umidităţii din material poate fi redusă corespunzător cu profilul curbei de presiune a vaporilor. Datorită acestui fapt, se pot evita fenomenele de oxidare, modificarea culorii, distrugerea vitaminelor sau hormonilor.În cazul uscării sub vid, consumul de căldură este de mai multe ori mai redus decât la uscarea sub presiune atmosferică, pierderile de căldură fiind mult micşorate. Datorită temperaturilor de uscare coborâte, suprafeţele de transfer de căldură pot fi încălzite, de cele mai multe ori, cu abur de joasă presiune, abur uzat sau apă caldă.Dezavantajul uscătoarelor cu vid îl constituie preţul lor ridicat, datorită complicării construcţiei şi necesităţii unei instalaţii pentru condensarea sub vid a vaporilor degajaţi

Instalaţii de uscare cu încălzire prin radiaţie. Uscarea prin radiaţie se aplică, îndeosebi, în cazul unor straturi superficiale ca: piese metalice sau din lemn vopsite sau lăcuite, hârtie, materiale textile, filme fotografice, pulberi sau când trebuie înlăturată numai umiditatea de la suprafaţa unor materiale (formele de turnătorie).Pentru uscarea prin radiaţie se utilizează radiaţiile infraroşii cu o lungime de undă între 0,76 şi 10 , generate de lămpi electrice cu cuarţ sau cu filamente cilindrice sau spirale şi panouri radiante metalice sau ceramice încălzite cu gaze.

Avantajul principal al uscătoarelor cu radiaiţie îl constituie mărirea intensităţii de vaporizare a umidităţii de zeci de ori (30-70 de ori) comparativ cu uscătorul convectiv sau cu contact. La avantajul scurtării duratei uscării se adaugă construcţia uşoară a uscătorului însuşi, întrucât datorită încălzirii foarte reduse a aerului din atmosfera sa, nu sunt necesare izolări termice speciale, în cele mai multe cazuri, fiind suficienţi o îmbrăcăminte subţire de tablă lucioasă.

Uscătoare cu curenţi de înaltă frecvenţă. Uscarea într-un câmp de înaltă frecvenţă se utilizează pentru materialele groase, care se usucă greu: griuzi şi scânduri de lemn din esenţe tari, piese mari ceramice sau de cauciuc etc.La uscarea cu curenţi de înaltă frecvenţă, se crează posibilitatea reglării temperaturii în interiorul materialului, indiferent de temperatura de la suprafaţa sa. Dezavantajul principal al acestui mod de uscare este legat de consumul mare de energie electrică (2,5-4 kWh/kg umiditate), ceea ce scumpeşte uscarea de 3-4 ori, comparativ cu celelalte moduri prezentate.În scopul micşorării consumului de energie electrică, uscarea cu curenţi de înaltă frecvenţă se combină cu uscarea convectivă sau cu radiaţie.

Instalaţii de uscare prin sublimare. Prin uscarea prin sublimare, denumită frecvent şi uscarea prin congelare, se înţelege uscarea unui produs în stare îngheţată, adică eliminarea umidităţii îngheţate conţinute în produs fără trecerea acesteia prin stare lichidă.Pentru apă, punctul în care există în aceIaşi timp toale cele trei faze: soIidă, lichidă şi gazoasă (punctul triplu) este caracterizat de temperatura de 0,0098° C şi presiunea parţială a vaporilor de 609 N/m2 (4,58 mm Hg).Dacă se încălzeşte umiditatea solidă la o presiune constantă inferioară punctului triplu, are loc trecerea ei direct în state gazoasă, proces care poartă denumirea de sublimare.

Produsul supus uscării poate fi congelat în camera de uscare prin vid, în care caz, are loc şi o vaporizare intensă a umidităţii de la suprafaţa materialului. În multe cazuri, acest mod de congelare este dezavantajos pentru produs, deoarece soluţia se concentrează local, ceea ce duce la formarea de cruste. Pentru a se evita aceasta, majoritatea produselor sunt precongelate înainte de începerea procesului de uscare.

Avantajul principal al uscării prin sublimare constă în conservarea tuturor proprietăţilor biologice ale produselor supuse uscării, ceea ce face ca această metodă de uscare să fie utilizată, în special, în industria farmaceutică, chimică, biochimică, alimentară, precum şi în cercetarea clinico-medicală.Dezavantajele acestui mod de uscare constau în preţul ridicat al instalaţiei, dificultăţile de exploatare şi consumul însemnat de energie electrică pentru instalaţia frigorifică şi pompa de vid.