Свободная влага представляет разность между общим содержанием влаги в материале и максимальным содержанием в нем гигроскопической влаги.
Гигроскопическая влага (wг) – влага поглощения, адсорбированная поверхностью материала. Содержание гигроскопической влаги в материале зависит от его гигроскопичности и влагосодержания окружающей среды (воздуха). Максимальное количество гигроскопической влаги содержится в материале при относительной влажности среды φ = 100 %.
Избыточная влага представляет свободную и частично гигроскопическую влагу, которая может быть удалена из материала испарением при данных условиях сушки и параметрах сушильного агента.
Равновесная влага (wр) представляет собой разность между общей и избыточной влагой. Влагообмен между сушимым материалом и окружающей газовой (воздушной) средой происходит вследствие разности давлений водяных паров в среде ρв. пи у поверхности материала ρм.
В зависимости от параметров сушильного агента – газовой или воздушной среды и содержания влаги (w) в сушимом материале могут происходить следующие процессы влагообмена:
- сушка – испарение из материала свободной влаги при w>wг и парциальном давлении водяного пара в сушильном агенте, меньшем давления пара у поверхности материала – ρв. п < ρм;
- десорбция – испарение из материала части гигроскопической влаги, входящей в избыточную влагу при wг> w> wр и ρв. п > ρм;
- сорбция – поглощение влаги материалом из окружающей среды, что происходит только до достижения материалом максимального гигроскопического влагосодержания при w< wр и ρв. п > ρм.
Рисунок 1 – зависимость равновесного влагосодержания материала от относительной влажности воздуха при постоянной его температуре
Равновесное влагосодержание материала наступает при ρв. п = ρм, когда процесс влагообмена между материалом и окружающей средой прекращается.
Величина влагосодержания зависит от рода материала, температуры и относительной влажности окружающего материал сушильного агента.
Зависимость равновесного влагосодержания материала от относительной влажности воздуха при постоянной его температуре показана на рисунке 1.
Кривая равновесной влажности называется изотермой десорбции или сорбции в зависимости от того, каким путем получено равновесное состояние влагообмена. Изотермы десорбции показывают, до какого влагосодержания можно высушить материал при заданной температуре и влажности сушильного агента.