Technische encyclopedie

Winkler Prins (1975)

Gepubliceerd op 06-11-2024

DROGEN

betekenis & definitie

(Fr.: sécher; Du.: trocknen; Eng.: to dry), het verwijderen (verdampen) van water uit een stof met fysische en/of chemische middelen; bij een ruime interpretatie ook het doen verdampen van oplosmiddelen enz.

Een groot deel der droogprocessen berust op het doen verdampen van het water. In evenwicht met de omgevende lucht heeft elke stof een evenwichtswatergehalte dat afhangt van de relatieve vochtigheid van de lucht (en enigszins van de temperatuur). Indien het watergehalte van de stof bij 100% relatieve vochtigheid van de lucht hoger is dan het evenwichtspercentage, spreekt men van vrij water; water in evenwicht met onverzadigde lucht wordt gebonden water genoemd. De aanwezigheid van gebonden water kan berusten op het vóórkomen van fijne poriën en capillairen in de stof, waarin de dampspanning lager is dan de verzadigde waterdampspanning bij de heersende temperatuur. Ook kunnen in het water stoffen zijn opgelost, waardoor de dampspanning wordt verlaagd. De kennis van het evenwicht tussen een stof en meer of minder vochtige omgevingslucht is van belang om te beoordelen of een stof uit die lucht vocht zal opnemen of eraan zal afstaan.

Dit speelt een rol bij drogen, bevochtigen en bewaren. Bij het drogen wordt water van het binnenste van de stof naar het oppervlak verplaatst door bijv. diffusie, terwijl aan het oppervlak verdamping plaatsvindt. Indien adiabatisch wordt gedroogd, zal het effect van het droogproces afhangen van de temperatuur, de snelheid en de relatieve vochtigheid van de lucht en tevens van het vochtgehalte van de stof.Het droogproces kan aanzienlijk versneld worden met behulp van bijv. een vacuümdroger bestaande uit een hermetisch gesloten, inwendig verwarmde kast, welke aangesloten is op een vacuümpomp, die de druk in het apparaat verlaagt en waardoor de verdamping versneld wordt. Meestal echter is de bedoeling van toepassing van verlaagde druk, stoffen die geen hoge temperatuur kunnen verdragen, toch snel te drogen.

Materialen in lange banen (papier, karton, bepaalde kunststoffen, textiel) worden veelal gedroogd op droogwalsen, bestaande uit een batterij inwendig verhitte walsrollen met onderlinge tussenruimten en waarvan de draaizin per rol wisselt. Bij materialen waarvoor dit gewenst is, worden de rollen achtereenvolgens steeds sterker verhit; zo nodig kunnen de rollen tegen het einde van de batterij geleidelijk minder sterk verwarmd worden of zelfs als koelende walsrol uitgevoerd. Droogwalsen worden ook gebruikt voor het indampen van voornamelijk vloeistoffen met een grote viscositeit en brijachtige massa’s; het gedroogde materiaal wordt dan met een schraapmes (rakel) van de wals genomen. Ook droogwalsen worden uitgevoerd als vacuümdrogers, vooral wanneer het droogmateriaal geen hoge temperatuur verdraagt. Men spreekt dan veelal van een filmdroger.

Een sproeidroger is een droogapparaat voorzien van een verstuiver, waarmede een oplossing, een colloïdale oplossing, een emulsie of suspensie fijn wordt verdeeld in een ruimte waarin hete lucht wordt geblazen die het water van de oplossing enz. verdampt, zodat een droog poeder ontstaat. De waterdamp wordt door de afgewerkte lucht meegenomen; het dampluchtmengsel wordt door een cycloon gevoerd, waarin meegevoerde deeltjes van het gedroogde produkt neerslaan. Het grootste deel daarvan zakt uit op de bodem van de droogruimte, die voor een gemakkelijke afvoer van het gedroogde produkt conisch is uitgevoerd. Meestal bewegen het te drogen produkt en de hete lucht zich in tegenstroom door de sproeidroger. Voor het drogen van temperatuurgevoelige produkten (levensmiddelen) wordt veelal de hete lucht in gelijkstroom met het te drogen materiaal door de sproeidroger gevoerd; het gedroogde produkt komt dan in aanraking met gedeeltelijk afgekoelde lucht.

Voor het drogen van los materiaal worden meestal trommeldrogers gebruikt, bestaande uit een onder een zwakke helling opgestelde draaiende trommel, voorzien van schotten die voor een goede materiaalverdeling zorgen. Men droogt weer met lucht, die meestal in tegenstroom door de trommel geblazen wordt. Voor sommige produkten wordt de trommel aan de buitenzijde verhit, die dan soms in een stilstaande, grotere trommel is vervat. Het gedroogde produkt wordt aan de lage zijde van de trommel afgevoerd; de vochtige lucht wordt afgezogen met ventilatoren.

Voor het drogen van pasteuze massa’s worden drogers gebruikt, voorzien van een roerwerk, meestal aangeduid als agitatordrogers. Zij bestaan uit een liggende cilinder, waarin een centrale as met schoepen draait, die zorgt voor het verdelen en voortbewegen van het te drogen materiaal, dat aan één zijde van de cilinder binnenkomt en deze aan de andere zijde verlaat. Om de cilinder ligt een verwarmingsmantel. Er wordt geen hete luchtstroom over het materiaal heengevoerd.

Er bestaat een veelheid van andere droogprocessen, waarvan slechts enkele kunnen worden aangestipt. De eenvoudigste is de openluchtdroging met zonnewarmte en wind, toegepast op tot hooi te verwerken gras, en op enkele land- en tuinbouwprodukten.

Vriesdrogen (sublimatiedroging of lyofilisatie) in eenvoudigste vorm berust op het verschijnsel dat water sublimeert, d.w.z. dat ijs uit een gevroren produkt met overslaan van de vloeibare fase in damp kan overgaan. Daarbij wordt aan het te drogen produkt zoveel warmte toegevoerd, dat de voor het sublimeren benodigde warmte gecompenseerd wordt.

Een bijzondere vorm is het absorptiedrogen, toegepast in de keramische industrie, waar men gietvormen gebruikt van gips, dat vocht opneemt uit de ingegoten kleisuspensie.



Infrarooddroging,
die gebruik maakt van de warmte die infrarode straling opwekt in daarmee bestraalde infrarood niet doorlatende objecten, vindt hoofdzakelijk toepassing voor het doen drogen van lakken door verdamping van de daarin voorkomende oplosmiddelen enz.

Chemisch drogen wordt toegepast voor het onttrekken van water aan gassen en vloeistoffen. Er is een veelheid van verbindingen die water binden, zoals calciumchloride, aluminium-, calcium- en bariumoxide, magnesiumperchloraat, geconcentreerd zwavelzuur, fosforpentoxide en tal van andere. De keuze berust op de aard van de te drogen stof, de nagestreefde droogheidsgraad, de processnelheid enz.

Tevens zie Droogtoestel.

< >