essiccamento

Processo impiegato in ingegneria chimica per ottenere sostanze anidre, cioè per rimuovere l’acqua, o un altro eventuale liquido che imbeve un materiale solido. Si può realizzare per semplice riscaldamento del solido umido per cui l’acqua presente raggiunge un valore della sua tensione di vapore superiore a quella dell’atmosfera circostante e tende quindi a evaporare. Il procedimento può essere agevolato applicando il vuoto al solido che deve essere essiccato. Solitamente si opera però facendo fluire una corrente di gas inerte calda sul solido stesso, solitamente aria, che asporta l’umidità. L’e. di un solido umido messo in contatto con un gas caldo si ha soltanto se l’umidità del gas è inferiore al valore per il quale si ha equilibrio tra quest’ultima e l’umidità del materiale. Il procedere di un processo essiccativo è ben rappresentato dall’andamento temporale assunto dalla velocità di e. R, espressa dalla quantità di liquido evaporato nell’unità di tempo e per unità di superficie solida esposta al gas essiccante. L’e. termina (R = 0) quando il solido raggiunge l’umidità di equilibrio in corrispondenza della quale la tensione di vapore del liquido residuo nel solido è uguale alla pressione parziale del vapore nel gas essiccante.

L’e. può essere applicato in modo discontinuo o continuo. Nel secondo caso si fa uso di opportuni dispositivi meccanici, quali i nastri trasportatori, per cui il solido si muove in controcorrente al gas. Se esso contiene una elevata quantità di acqua la velocità di evaporazione si identifica a quella di trasporto di materia per diffusione dalla superficie del solido al cuore della corrente gassosa. Risulta pertanto proporzionale alla differenza fra la tensione di vapore del liquido e la sua pressione parziale nel gas, attraverso un coefficiente, detto di trasferimento di materia, che dipende dalla proprietà fisiche del gas e dalla sua velocità. Al procedere dell’evaporazione, via via che il solido si depaupera di liquido, la velocità di evaporazione dipende essenzialmente da quella di diffusione dell’acqua attraverso i pori delle particelle solide sino a raggiungere la superficie esterna delle particelle stesse.

Il processo di e. avviene nell’ essiccatoio. Per una classificazione sistematica degli essiccatoi possono adottarsi numerosi criteri; si hanno quelli continui o discontinui, con riferimento al modo di caricare e scaricare il materiale; a convezione o a conduzione o a irraggiamento, con riferimento al meccanismo di trasmissione del calore; a riscaldamento diretto o indiretto, con riferimento al metodo per trasferire il calore al materiale umido. Negli essiccatoi con riscaldamento diretto il solido da trattare è riscaldato per convezione a mezzo di una corrente di gas caldi che hanno anche la funzione di asportare il vapore prodotto. La corrente gassosa può essere costituita da aria, da gas inerti, da vapore surriscaldato, da gas combusti. Nell’e. con riscaldamento indiretto il calore è trasmesso al solido da trattare per conduzione attraverso la parete metallica del recipiente che lo contiene e talvolta anche per irraggiamento. Il calore in questo caso è fornito da vapore, acqua e oli minerali caldi, gas combusti, sali fusi, energia elettrica ecc. Durante il processo il solido viene mantenuto in agitazione in modo da rinnovare continuamente la superficie di contatto tra solido e parete metallica. Il sistema di riscaldamento indiretto è particolarmente impiegato quando si deve operare un’essiccazione sotto vuoto o quando si debba recuperare il solvente vaporizzato. Per la scelta del tipo di e. è importante anche la valutazione della potenzialità dell’impianto: per piccoli quantitativi orari di materiale da trattare è più conveniente l’uso di essiccatoi discontinui che, pur presentando un minor rendimento termico, hanno costi d’installazione più modesti.