По-русски
Dantherm

осушувачі повітря,
припливно-витяжні установки,
кондиціонери для об'єктів телекомунікацій
Відділ продажу: +38 (044) 303-93-70
e-mail:   sales@dantherm.com.ua


ТОВ "СКС"
03115, Україна, м. Київ,
бульвар Вернадського 5/19, оф. 18.
(метро Святошин або Житомирська,
біля пам'ятника Вернадському)
Схема проїзду

Доставка по всій Україні.


Вплив вологості на властивості матеріалів та застосування осушувачів повітря


Скорочена версія статті:
Вишневський Е.П., Чепурин Г.В. Необхідність осушення повітря та оцінка профіциту вологи// Журнал С.О.К., № 3-4/2010.

Вплив вологості повітря на властивості матеріалів.

Переважна більшість неорганічних і органічних матеріалів, речовин і компонентів володіє тією чи іншої ступінью гігроскопічності, тобто мають властивість поглинати (сорбувати) водяні пари з повітря. Для всіх пористих матеріалів існує певна залежність між кількістю поглиненої ним вологи (так званої гігроскопічної вологісті) і відносною вологістю навколишнього повітря. Максимальна гігроскопічна вологість матеріалів відповідає максимальній 100%-ній вологості повітря.

Небажане підвищення гігроскопічної вологості матеріалів призвести до:

  • збільшення ваги і (або) обсягу (зміни щільності);
  • зміни електричної провідності;
  • зміни теплопередачі і тепловіддачі;
  • протіканню хімічних реакцій;
  • зміни якості продукту;
  • зміни ефективності процесу;
  • зміни в'язкості рідин;
  • зміни межі міцності на розрив;
  • зміни пружності та пластичності;
  • зміни умов росту бактерій і мікроорганізмів.

Вплив надмірно вологого повітря небезпечно не тільки для гігроскопічних матеріалів. Матеріали з мізерно малою гігроскопічністю також піддані впливу водяної пари вологого повітря, яке спочатку проявляється в поверхневих шарах. Слід виділити окремі, часто зустрічаючі випадки і наслідки надмірного підвищення вологості повітря: Вплив відносної вологості чистого повітря на швидкість корозії заліза (крива Арреніуса)

  1. При високій вологості повітря погіршується якість опору електроізоляційних матеріалів, в т.ч. самого повітря як електроізолятора. Це призводить до неконтрольованих відмов, які можуть перейти у великі аварії та катастрофи, насамперед через короткі замикання.
  2. При відносній вологості вище 70% створюються сприятливі умови для швидкого зростання цвілі, спори якої присутні скрізь. При менших значеннях вологості зростання цвілі повністю припиняється.
  3. Надмірна гігроскопічна вологість продуктів погіршує їх якість і призводить до псування, в т.ч. з причин: прискореного бактеріологічного зростання, зміни хімічного складу при реакціях з водяною парою, злежування і грудкування порошкоподібних і сипучих продуктів та ін
  4. Метали, практично не володіють гігроскопічністю, на повітрі схильні до корозії, інтенсивність якої залежить також і від вологості повітря. Низька вологість гарантує низьку інтенсивністі корозії. У заліза корозія практично відсутня при відносній вологості до 40-45%. Незначна корозія заліза починається при підвищенні відносної вологості від 40-45% до 60-70% (так званого «критичного» значення вологості). Вище цього значення швидкість корозії заліза різко збільшується (за логарифмічною залежності), і відбувається швидке руйнування металу. Ці явища графічно проілюстровані на рис. 1. Значення «критичної» вологості залежать від природи металу і від наявності домішок в атмосфері, наприклад, при наявності навіть малих кількостей газоподібних реагентів (в першу чергу, SO2, а також SO3, NOx та ін) «критична» вологість повітря для заліза і багатьох інших металів істотно знижується.
  5. Ще один прояв високої вологості повітря спостерігається при охолодженні насиченого вологою повітря (100% RH). Повітря тоді стає пересиченим вологою, і вона починає виділятися з нього у вигляді туману або роси. За рахунок утвореної різниці парціальних тисків атмосферної вологи і насиченого пара відбувається конденсація пари на поверхнях, температура яких нижче точки роси повітря, що призводить до їх намокання або утворення інею. Тоді вищеперелічені наслідки настають значно раніше і проявляються більш інтенсивно. Можна виділити дві конкретні причини випадання конденсату, з якими найбільш часто доводиться стикатися.
    По-перше, це холодні поверхні устаткування, низька температура яких обумовлена технологічними процесами. Наприклад, всілякі трубопроводи, ємності тощо (На харчових підприємствах, насосних станціях, хімічної промисловості та ін.) Оптимальним методом запобігання випаданню конденсату є правильний підбір теплоізоляції. Але цей шлях не завжди прийнятний і виправданий. Коли це неможливо, слід осушувати повітря до стану, щоб точка роси була нижчою температури самої холодної поверхні.
    По-друге, випадання конденсату пов'язано з добовими змінами температур атмосферного повітря, який є найбільш різко вираженим в умовах континентального клімату. Масивні металеві частини конструкцій і устаткування вихолоджується в нічні години і, завдяки значній теплоємності, залишаються переохолодженими в ранкові і, частково, денні години. Атмосферне повітря, будучи середовищем значно більш лабільною, в ранкові години порівняно швидко збільшує своє тепло і вологовмісткість. За рахунок цього його точка роси при певних умовах перевищує температуру металевих поверхонь, в результаті чого відбувається процес конденсації надлишкової вологи. Волога, конденсована на зовнішніх поверхнях, під дією рухливості атмосферного повітря (асиміляції) більш-менш швидко випаровується. Значно більш небезпечною є конденсація вологи на внутрішніх поверхнях обладнання в різного роду прихованих каналах і порожнинах, оскільки завдяки високій теплопровідності металів на внутрішніх поверхнях температура мало відрізняється від зовнішніх. При цьому в застійних внутрішніх порожнинах і каналах конденсована волога випаровується мало і поступово кожну добу тільки накопичується.

Вплив вологості на матеріали та обладнання настільки ж різноманітно, скільки різноманітні вони самі. Нижче в табл. 1 виключно для прикладу наведені деякі орієнтовні рекомендаційні дані по відносній вологості, які в конкретних реальних випадках можуть дещо відрізнятися від наведених даних.

Табл. 1. Нормативна вологість для зберігання продуктів і приміщень.


ПредметRH,%
Зберігання цукру20-35
Пивоварне виробництво35-45
Зберігання меленої кави30-40
Зберігання сухого молока20-35
Зберігання насіння35-45
Архіви40-55
Зберігання папери35-45
Бібліотеки50-55
Шкіряні вироби40-55
Неупаковані ліки20-35
Медичні сиропи30-40
Зберігання капсул30-45
Зберігання порошків30-45

ПредметRH,%
Забарвлення розпиленням30-50
Лабораторна електроніка45-60
Виробництво пластмас5-30
Сушіння деревини25-35
Хімічні лабораторії30-45
Музичні інструменти45-55
Фото і кіно оптика40-55
Виробництво напівпровідників30-50
Вибухові речовини *35-50
Літієві акумуляторидо 2
Запобігання іржі **до 55; до 40
Комп'ютерна периферія50-60
Виробництво жорстких дисків40-50

* Вибухові речовини не повинні перебувати в умовах при відносній вологості менше 30%, оскільки статична електрика може викликати іскри і вибух.
** До 55% - уповільнена корозія, до 40% - нульова корозія.

Існує кілька методів осушення повітря. Основні методи - асиміляція, адсорбція і конденсація вологи - багаторазово описувалися і порівнювалися в, наприклад, [1]. Там же дані загальні рекомендації щодо вибору методу осушення в залежності від поставленої задачі (програми), зовнішніх умов, енергетичної ефективності, перераховані переваги і недоліки кожного методу і т.п. Температура, вологість і швидкість (ступінь рухливості) повітря є його найважливішими параметрами як в комфортному, так і в технологічному кондиціонуванні. Тому регулювання цих параметрів є найголовнішим завданням кондиціонування. Для правильного вибору обладнання повинні бути враховані всі фактори, що впливають на зміну стану повітряного середовища приміщення. Порядок розрахунків можна знайти в класичній літературі з даної теми, наприклад, [2, 3].

Склади.

При зберіганні товарів важливу роль відіграють кліматичні параметри повітря в складському приміщенні. Лише мала частина матеріалів може тривало протистояти впливу атмосферної вологи. Надлишкова волога є найбільш важливим фактором навколишнього середовища при зберіганні продукції та сировини і називається «пусковим механізмом руйнувань». Зі збільшенням вологості повітря посилюються біогенна та хімічна корозія, і більшість матеріалів піддаються руйнуванню: метал кородує, сипучі матеріали злежуються, деревина і тканини покриваються пліснявою і гниють, картонні коробки намокають і деформуються, а в електронному обладнанні виникають функціональні неполадки.

Значне збільшення інтенсивності руйнівних процесів і прискорення розвитку різних видів цвілевих грибів і мікроорганізмів, багато з яких є активними біодеструкторами, спостерігається при конденсації вологи. Конденсат може утворюватися як на поверхні, так і всередині паропроникливих матеріалів (цегла, цемент, картон і т.д.). В паропроникливих частинах стіни водяні пари завжди прагнуть переміститися із зони високого в зону зниженого парціального тиску водяної пари. Це переміщення тим інтенсивніше, чим більше температурний перепад і чим більше вологість повітря. Якщо температура паропроникливої поверхні опускається нижче точки роси, то пар конденсується не тільки на поверхні стіни, але і всередині неї.

При низькій відносній вологості значно сповільнюється або зупиняється активність біодеструкторів, що руйнують матеріали і конструкції. Відносна вологість 50% достатня для зберігання більшості матеріалів, включаючи чавунні і сталеві вироби, вироби з деревини, електричні деталі, більшу частину хіміко-технічних виробів і т.д. Якщо відносна вологість є порівняно низькою, то температура відіграє лише другорядну роль. Ось чому склад з відносною вологістю повітря менше 50%, перевершує обігріваючий склад з точки зору умов зберігання. Вологість повітря може підтримуватися на постійному рівні незалежно від коливань температури. В результаті відпадає необхідність у захисті матеріалів від корозії яким-небудь іншим способом. Додатковою перевагою є те, що якість збережених матеріалів краще в порівнянні з якістю матеріалів, що зберігаються в обігріваючому складі. З точки зору витрат енергії експлуатація складу з осушеним повітрям на 60-75% дешевше герметичного обігріваючого складу. Капіталовкладення в осушувач для негерметичного холодного складу становлять не більше 50% витрат на теплоізоляцію і нагрівальну установку для звичайного обігріваючого складу. Це означає, що економії можна добитися як з самого початку будівництва за рахунок зниження капіталовкладень, так і внаслідок зниження експлуатаційних витрат і вибракування продукції. У результаті склад з осушеним повітрям представляє економічно більш привабливу альтернативу звичайному обігріваючому складу.

Адсорбційне осушення дозволяє створювати оптимальні умови зберігання при мінімальних витратах на капітальне будівництво і енергію.

Аналогічні проблеми зі своїми специфічними особливостями вирішуються в бункерах для зберігання (силосах), в танках, трюмах і резервуарах для зберігання на судах і т.п.

Сушка та зберігання зерна та інших с/x-продуктів.

Слід відзначити необхідність осушення і контролю вологості при зберіганні зерна, що є основним продуктом сільського господарства. За даними FAO (Food and Agricultural Organization при ООН), щорічні втрати зернових складають більше 10% від загального виробництва, а в деяких менш розвинених країнах 30-50% [4]. До сказаного раніше слід додати, що найчастіше ці втрати відбуваються при великій вологості та підвищеній температурі зерна. Зерно відносяться до сировини, стійкого при зберіганні в належних умовах, якщо його попередньо очистити від домішок і своєчасно видалити надлишкову вологу. Оптимальні результати дає сушка зерна теплим і, що дуже важливо, сухим повітрям. Перегрів зерна при сушінні (для різних культур - різні граничні температури близько 45°C) призводить до погіршення якості клейковини аж до повної денатурації, а також до зниження активності ферментів. При сушінні гігроскопічна вологість зерна повинна бути знижена з 18% і більше до не більше 14%. Сушка повинна проводитися в кілька прийомів, щоб в перервах волога перерозподілялася з внутрішніх частин зерен до зовнішньої поверхні, інакше поверхневі шари зерна розтріскуються, що призводить до погіршення збереженості, зниження виходу та якості готової продукції. Найбільш ефективним рішенням для сушіння є використання попередньо підготовленого повітря з відносною вологістю не більше 2% і з його підігрівом до 45°C.

Післяжнивне дозрівання - комплекс біохімічних процесів синтезу високомолекулярних органічних сполук з низькомолекулярних, накопичених в зерні в ході фотосинтезу рослини і наливання зерна, - найбільш швидко завершується в сухому зерні (до 14%) при позитивній температурі в сховищі (15-20°C) і достатньому доступі кисню. Більш низька температура або недолік кисню розтягують час дозрівання, а підвищена вологість зерна може привести до його пліснявіння. Необхідно підкреслити, що процеси синтезу протікають з виділенням вологи, пов'язаної низькомолекулярними сполуками. Тому спостереження за зміною вологості зерна в перший період зберігання має особливо велике значення.

При зберіганні зерно добре зберігає свої властивості, якщо вся залишилася в зерні волога знаходиться в зв'язаному стані. Між відносною вологістю повітря в сховище і гігроскопічною вологістю зерна через певний час встановлюється динамічна рівновага. Наприклад, при температурі близько 20°C і відносній вологості повітря 20% рівноважна вологість зерна становить приблизно 7%, а при максимальній вологості повітря 100% вологість зерна сягає приблизно 35%. Оптимальною є вологість повітря до 50-60% (при температурі 10-20°C), якій відповідає рівноважна вологість зерна 13-14%. Якщо гігроскопічна вологість зерна перевищує критичні значення (від 14,5% до 16% для різних культур), то в зерні з'являється вільна вода, і воно пліснявіє.

Іншою небезпекою для зерна є комахи-шкідники. Тому зберігати осушене зерно слід при зниженій температурі, що виключає активну життєдіяльність комах [4]. Найбільш ефективним і економічним способом зберігання зерна є його вентилювання охолодженим, осушеним повітрям. Вентиляція непідготовленим зовнішнім повітрям, особливо в осінній та весняний періоди, що відрізняються підвищеною вологістю повітря, сприяє неконтрольованій зміні гігроскопічної вологості зернової маси.

Бобові та інші культури, які характеризуються високою початковою вологістю і великим вмістом білка (25-30%), необхідно досушувати (доводити до кондиції) в «м'якому» режимі при вентилюванні глибоко осушеним повітрям 1-5% RH. Така технологія досушування дозволяє уникнути погіршення їх якості, завдяки виключенню розтріскування насіння. Така ж технологія необхідна для насіння соняшнику, рицини і їм подібних, у яких рівноважна вологість істотно відрізняється від злакових культур.

Зберігання добрив.

Застосування добрив у сільському господарстві є сезонним процесом, а їх виробництво - безперервним. Тому доводиться складувати значну кількість добрив як на місці розташування підприємства, так і на складах поблизу від площ споживання. Більшість добрив є гігроскопічними і мають високу ступінь розчинності у воді. Зберігання добрив протягом тривалого періоду часу «насипом» в непристосованих умовах неминуче супроводжується впливом вологого атмосферного повітря і, не дай Бог, краплинної вологи. Майже всі типи добрив можна зберігати при помірних температурах зовнішнього повітря, але відносна вологість при цьому не повинна перевищувати 40%. При більш високій вологості гігроскопічні гранули поглинають вологу, що викликає їх конгломерацію і робить добрива непридатними до вживання. Іншим побічним ефектом високої вологості є те, що за деяких умов нітрат амонію стає вибухонебезпечним. Також існує небезпека отруєння людей аміачними парами від розкладання гігроскопічних добрив та отримання травм на слизьких підлогах через затвердіння добрив. Отже, вкрай важливим завданням є осушення повітря в сховищах із добривами та підтримання його відносної вологості не більше 40%.

Морозильні та холодильні склади.

Всередину морозильної або холодильної камери зовнішнє повітря потрапляє через двері або ворота. Водяна пара, що міститься в теплому повітрі, конденсується на холодних поверхнях, перетворюючись в шар інею на випарнику, в лід і сніг на стінах і дверях холодильної камери. Оскільки повністю не можна запобігти проникненню зовнішнього повітря в камеру, то повітря слід осушувати або безпосередньо в камері, або в тамбурі. Безпосереднє осушення в камері краще, тому що при цьому:

  • зменшується утворення інею на випарниках, що призводить до збільшення ефективності охолодження;
  • збільшується тривалість роботи без відтаювання випарників, що призводить до зменшення навантаження на холодильне обладнання;
  • поліпшується гігієнічна ситуація, оскільки відсутність вологи на випарниках і стінах камери перешкоджає розмноженню мікроорганізмів і цвілі;
  • створюються сприятливі умови для роботи персоналу та техніки через відсутність туману, слизьких підлог, льоду на стрічковому завісі і т.п.

В цих умовах при таких рівнях підтримуваних температури і вологості перевагу слід віддати адсорбційному методу осушення.

Харчова промисловість.

При виробництві та зберіганні багатьох харчових продуктів потрібна підтримка певних температур і вологості повітря. Необхідність регулювання вологості повітря обумовлена наступними умовами:

  • необхідністю сушки продуктів;
  • комкування або злипанням гігроскопічних порошкоподібних продуктів;
  • санітарно-гігієнічними вимогами у зв'язку з ризиком зростання цвілі і бактерій як на самому продукті, так і у виробничому цеху;
  • ризиком утворення конденсату на продукті, а також на різних поверхнях виробничого приміщення;
  • небажане утворення інею/льоду/снігової шуби;
  • ризиком корозії;
  • ризиком збоїв електричних і електронних систем.

Пивзаводи.

У приміщеннях пивоварних заводів водяний пар з навколишнього повітря конденсується на холодних поверхнях танків, труб і стін, що характерно для цехів розливу, фільтрації і, особливо, для цеху бродіння і доброджування. Постійна присутність конденсату і висока відносна вологість представляють собою ідеальні умови для зростання шкідливих для пивоварного виробництва плісняви і бактерій. Для боротьби з цими мікроорганізмами санітарно-гігієнічні вимоги наказують регулярно проводити мийку і прибирання приміщень і обладнання, що ще більше посилює проблему високої вологості через внесення додаткової кількості води. Висока відносна вологість і конденсат негативно впливає на обробку приміщень, викликаючи необхідність в більш частому і дорогому косметичному ремонті. Крім того, через підвищену вологість повітря сушка приміщень після миття займає багато часу.

Рішення проблеми методом асиміляції (вентиляція з попереднім підігрівом припливного повітря), що нині практикується найчастіше, є малоефективним [1]. Для надійного вирішення проблеми запобігання утворення конденсату необхідно підтримання точки роси нижче температури самої холодної поверхні (близько 0°C), а для запобігання росту цвілі відносна вологість повітря повинна бути нижче 70%. В таких умовах кращий адсорбційний метод осушення.

М'ясокомбінати.

Виробництво ковбас і м'ясних продуктів вимагає дотримання жорстких мікрокліматичних умов по температурі, вологості і ступеня рухливості повітря на всіх етапах. У цій області найскладнішим є виробництво сирокопчених ковбас. Тому ні в одній іншій області не вибраковується стільки дефектної продукції, як у виготовленні сирокопченої ковбаси. А це призводить до збільшення витрат виробництва, які у разі відсутності конкуренції закладаються в її вартість. Готовий продукт повинен містити певну кількість вологи, від якого залежить і термін зберігання, і смакові якості ковбаси. Значення відносної вологості повітря при відповідних температурах під час дозрівання і сушки сирокопчених ковбас дуже важливо. Перехід від режиму холодного копчення (при температурі 20-24°C і 90-95% RH) до дозрівання і сушки (до 10-15°C і 70-75% RH), повинен відбуватися поступово і поетапно, щоб запобігти утворенню конденсату на поверхні (що абсолютно неприпустимо, щоб уникнути вбирання вологи і псування продукту). Волога зсередини ковбаси повинна постійно виходити в навколишнє середовище. При цьому сушка не повинна бути інтенсивною, інакше відбувається висушування крайових зон, і під оболонкою утворюється щільний водонепроникний шар, який перешкоджає виходу вологи зсередини. Це створює умови для зростання небажаних мікробів і зменшує термін зберігання; серцевина при цьому може залишатися м'якою з зеленуватим або сіруватим відтінком.

Сушка риби.

Сушка риби є одним з найдавніших методів збереження риби. При сушінні зберігаються поживні властивості риби, зменшується її вага, а термін зберігання значно збільшується. Раніше риба сушилася в природних умовах, як правило, недалеко від місця вилову, тобто в прибережній, вологій зоні. Тому якість готового продукту, тривалість сушіння і взагалі можливість проведення сушки залежали від погодних умов. Пізніше рибу стали сушити в спеціальних камерах при допустимому нагріванні, що дозволило виконувати сушку незалежно від погодних умов у будь-який час року. В сучасних тунельних осушувачах риба не тільки прогрівається, але ще вентилюється повітрям, осушеним конденсаційним методом. Свіжа риба подається з одного боку, а суха виходить з іншого. Такі осушувачі істотно економніші, тривалість сушіння мінімальна, а риба рівномірно просихає і має кращу якість.

Сироваріння.

Сироваріння - складний і трудомісткий виробничий процес, на всіх етапах якого потрібно автоматичний контроль, регулювання і керування технологічними параметрами. Сир виходять шляхом згортанням молока і подальшої його тривалої обробкою з технологічним видаленням вологи з отриманого згустку. Технологія виробництва сиру завершується формуванням сирної маси і подальшого соління отриманих головок сиру. Свої особливі властивості сир набуває після тривалого процесу дозрівання в спеціальних приміщеннях, з створеними в них умовами для накопичення в сирних головках смакових та ароматичних речовин. Дозрівання сиру - це сукупність складних мікробіологічних змін складових частин сирної головки, результатом якої стає формування органолептичних властивостей і підвищення фізіологічних і товарних цінностей продукту. За технологією сири дозрівають на стелажах. Тривалість дозрівання коливається від декількох днів (м'які сири) до двох-шести місяців (тверді сири) при певних температурно-вологісних умовах (конкретні для кожного виду продукції). А саме: температура 12-16°C (10-12°C), відносна вологість повітря 80-85% і трьох-п'ятикратний добовий повітрообмін, рівномірний по всьому об'єму приміщення. Незважаючи на те, що оптимальні значення відносної вологості повітря здаються досить високими, навіть незначне перевищення вологості повітря призводить до більш серйозних наслідків, ніж її зниження.

При зниженій вологості повітря зменшується вологовміст сиру, загальмовується ферментативна активність і збільшується тривалість дозрівання. Дозрівання сиру при температурі вище 16°C і відносній вологості більше 90% призводить до появи аміачного смаку і запаху, сир розм'якшується і набуває розпливчатої форми. Крім цього, підвищена вологість повітря і непросушений стелаж при дозріванні сприяють зараженню сирної кірки гнильними бактеріями. Зберігання сирів після дозрівання повинно здійснюватися в провітрюваних приміщеннях при температурі -4 ... +8°C і відносній вологості від 90% до 80%. Підвищена вологість повітря сприяє подпріванню кірки, її зараженню гнильними і слизовими бактеріями, розвитку цвілі на поверхні сирної головки, а якщо при цьому підвищується температура, то відбувається осідання і деформація сирів. При зниженій вологості і підвищеній температурі відбувається усушка сирів і можливо осипання парафіново-полімерного шару, що покриває сирні головки. Тому навіть при досить високих необхідних значеннях відносної вологості осушення повітря в забезпеченні мікрокліматичної підтримки сироваріння вкрай важливо.

Виготовлення дріжджів.

Виготовлення дріжджів представляє собою вирощування і ферментацію організму в певних умовах. Але, як відомо, свіжі дріжджі залишаються життєздатними не більше декількох тижнів при температурі близько 4°C. Зате сухі активні дріжджі можуть зберігатися протягом двох-трьох років в досить широкому температурному діапазоні без будь-яких втрат їх властивостей. Сушка дріжджів є складним процесом, що вимагає сухого холодного повітря, бо високотемпературна сушка знищує організм. Вологовміст повітря для сушіння дріжджів має підтримуватися на рівні 1,4-2,0 г/кг, що відповідає точці роси -13 ... -8°C. Ці жорсткі умови в зоні сушки дріжджів можуть забезпечити адсорбційні осушувачі.

Виробництво та зберігання цукру.

При виробництві та зберіганні цукру його гігроскопічні властивості можуть призводити до таких небажаних результатів як спікання, освіта грудок, затвердіння і карамелизация.

Рафінований цукор при температурі приблизно 48°C і з вмістом вологи приблизно 0,035% за масою подається стрічковим конвеєром в цукрові бункери або накопичувачі. До початку упаковки цукор повинен охолонути приблизно до 38-40°C. При природному охолодженні велика ймовірність утворення конденсату на стелі бункера, що призводить до утворення грудок у верхньому шарі і погіршення якості. Подача в бункер повітря з температурою 26°C і відносній вологістю 30% не тільки виключає конденсацію, а й у два-шість разів скорочує час охолодження (до шести годин), що призводить до значного прискорення виробничого процесу, фінансової економії і скорочення трудовитрат.

Відносна вологість в зонах зберігання цукру повинна підтримуватися на рівні 20% при температурі 24°C.

Виробництво бісквітів та печива.

Особливість виробництва бісквітів та печива полягає в тому, що їх вихід з печі є короткочасним періодичним процесом, а упаковка - тривалим і практично безперервним. У таких випадках неминуче тимчасове зберігання продуктів в очікуванні своєї черги на упаковку. І тут важливо, щоб після їх охолодження на довгому конвеєрі надзвичайно гігроскопічні бісквіти і печива не набрали вологу до моменту упаковки. В іншому випадку вироби стають сирими, втрачають хрусткість, а також істотно скорочується їх термін зберігання. Тому вкрай важливо в приміщенні тимчасового зберігання (так званої гарячої кімнати) підтримувати відносну вологість повітря на рівні 30% при температурі 28°C.

Виробництво та зберігання желатину.

Вкрай важливо забезпечити жорсткі мікрокліматичні умови при виробництві та зберіганні желатину, який є сировиною не тільки в харчовій промисловості, але також для виготовлення косметичних засобів, фотоплівок, капсул (у фармацевтиці) і ін.При порушенні технології виробництва желатин, який за своєю природою чутливий і до вологи і до температури, може стати ламким або, навпаки, розплавитися. Крім того, висока вологість повітря також призводить до мікробного забруднення, що вкрай небажано, беручи до уваги застосування желатину в харчовій і фармацевтичній промисловості. Для отримання кінцевого продукту вищого сорту якість желатину повинно бути теж вищого сорту. На заключній стадії виробництва желатин в консистенції гелю з масовою вологістю 70% видавлюється через перфоровану насадку з холодильної установки у вигляді спагетті на невпинний стрічковий осушувач з нержавіючої сталі. Тут желатинові спагетті зневоднюється стерилізованим осушеним повітрям з поступовим збільшенням температури до тих пір, поки масова вологість продукту не знизиться до 10-12%. В процесі осушки желатин повільно проходить відстань у кілька десятків метрів через кілька окремих температурних зон, в яких підтримується температура в межах ± 1°C і відносна вологість не більше 20%. Подальше зберігання желатину, а також продуктів на його основі здійснюється в суворому діапазоні параметрів вологості і температури повітря. Використання адсорбційного осушувача з фільтром тонкого очищення є найбільш економічним і надійним методом сушки продукту, а також беззаперечною умовою отримання продукції необхідної якості.

Насосні станції, очисні установки стічних вод, приміщення підприємств централізованого водопостачання та ін

Специфічними особливостями цих приміщень є наявність відкритих поверхонь води, з яких відбувається сильне випаровування небажаної вологи, а також наявність труб подачі води з температурою поверхні нижче, ніж температура зовнішнього повітря (особливо в перехідні періоди року і влітку). Проблеми, які виникають на станціях очистки води та насосних станціях і підстанціях пов'язані, перш за все, з конденсацією водяної пари на механізмах, трубах, контрольно-вимірювальних приладах і елементах конструкцій будівлі. Для припинення процесів корозії і біологічного руйнування конструкцій необхідно підтримувати відносну вологість 45-50%, що при середній температурі перехідних періодів 5°C відповідає вологовмісту повітря приблизно 2,5 г/кг. Самим ефективним рішенням для такого завдання є використання адсорбційних осушувачів повітря, що є стандартною процедурою на об'єктах типу водоканалів в європейських країнах.

Будівництво, експлуатація та ремонт будівель.

Схожі проблеми корозійного і біологічного руйнування можуть спостерігатися в будь-яких будинках, в т.ч. житлових, з різних причин: затоплення при стихійних лихах, заливання при гасінні пожеж, протікання обладнання інженерних систем, порушення гідроізоляції або покрівлі, намокання будівельних матеріалів при будівництві і всі інші причини, що призводять до підвищеної вологості повітря в приміщенні. Незалежно від причин, що призвели до перезволоження, потрібно організувати ефективне видалення вологи з приміщення і осушення будівельних конструкцій. До теперішнього часу ці проблеми найчастіше намагаються вирішити методом асиміляції (вентиляція з попереднім підігрівом припливного повітря) або значним підвищенням температури внутрішнього повітря та огороджувальних конструкцій з використанням мобільних нагрівачів (теплових гармат). Слід зазначити, що цей спосіб, незважаючи на його популярність, не тільки має великі енерговитрати і малу ефективність, але і призводить до негативних результатів. При незначному підвищенні температури повітря його здатність до поглинання водяної пари майже не збільшується, зате значно активізується життєдіяльність і розвиток цвілі, бактерій і мікроорганізмів. При більш значному нагріванні повітря і осушуваних поверхонь різко знижується якість їх обробки. Причиною цьому є порушення адгезії оздоблювальних матеріалів з покриваючими поверхнями внаслідок різниці коефіцієнтів їх температурного розширення. Ці наслідки відсутні при осушенні приміщень сухим повітрям без підвищення його температури. Конденсаційний або адсорбційний методи мають незаперечні переваги і є більш ефективними і вигідними [5].

Мостові конструкції (мости, віадуки, шляхопроводи).

В останні десятиліття у зв'язку зі збільшенням проектування та будівництва великопрольотних мостових споруд значної висоти як ніколи актуальною стала задача збільшення строку їх експлуатації і, отже, бездоганного захисту від корозії конструкцій. Традиційні лакофарбові та інші антикорозійні покриття, мають на порядок менший термін служби, а тому їх регулярне поновлення у підсумку виходить надмірно накладними. В цих умовах більший економічний і екологічний ефект забезпечує захист мостових конструкцій осушувальними системами, які виключають контакт вологого повітря (з відносною вологістю більше 50%) з несучими конструкціями, кабелями, підвісками і вантами, і отже, утворення конденсату на металевих поверхнях. Так забезпечується захист від корозії навіть незахищених покриттями (чи інакше) поверхонь [6].

Фармацевтична промисловість.

Фармацевтична промисловість, як будь-яка галузь, пов'язана з охороною здоров'я, пред'являє найвищі вимоги до кліматичних систем і якості повітря. Різноманітність вимог зумовлюється різноманіттям технологічних процесів.

Осушення повітря вкрай актуально в таких процесах, як: подрібнення, змішування, гранулювання, висушування, таблетування, нанесення покриттів, виробництво «шипучих» таблеток, желатинових капсул, супозиторіїв, очних лікарських форм, а також зберігання готових лікарських засобів. Кожен з цих процесів не допускає неконтрольовану вологість навколишнього повітря і заслуговує окремого розгляду, результати якого опубліковані нами раніше в роботі [7]. Зокрема, при зберіганні деяких лікарських засобів максимально допустимі межі параметрів повітря обмежені межами +12°C і 20% RH.

Одне з основних вимог до вентиляційних систем у фармацевтичній промисловості - попередження поширення небажаного бактеріологічного зростання. З цієї точки зору випарники та їх піддони в конденсаційних системах осушення повітря є точками підвищеної небезпеки, оскільки вологість у них наближається до 100% і вони є місцями розмноження плісняви та грибків. Цей ризик повністю виключається при використанні адсорбційних осушувальних систем, у яких відсутні конденсація і вогнища високої вологості повітря.

Пневмотранспорт й підготовка стисненого повітря.

При підготовці стиснутого повітря для пневмо-транспортування сировини або готової продукції, температура повітря і температура точки роси зростають внаслідок стиснення повітря. Подальше охолодження стисненого повітря призводить до його насичення і утворення конденсату. Конденсат частково вловлюється спеціальними системами, в той час, як в систему для транспортування гігроскопічних продуктів (матеріалів) подається повітря з вологістю близькою до 100%. Через це гігроскопічні матеріали та порошки, поглинаючи вологу, починають злипатися і налипає на внутрішні поверхні пневмопроводів, виникають проблеми з прохідністю, погіршуються санітарно-гігієнічні умови, відбуваються зупинки обладнання. Проблеми неконтрольованого мікроклімату в транспортних системах виникають скрізь - від хімічної до фармацевтичної промисловості та виробництва харчових продуктів. Вимоги до повітря в системах пневмотранспорту залежать від особливостей матеріалу, що транспортується і можуть встановлюватися для кожного конкретного випадку окремо. Тільки сухе стиснене повітря може бути чистим, тому що саме волога пов'язує в пневмосистемах частинки бруду різного виду. Оптимальна відносна вологість в діапазоні 20-40%.

Консервація обладнання ТЕС сухим повітрям.

Непрацююче тепломеханічне обладнання ТЕС і ТЕЦ піддається стояночній електрохімічній корозії. Це призводить до руйнування внутрішніх поверхонь обладнання і до втрати його працездатності. Метал піддається як загальній, так і ще більш підступній локальній корозії. Корозії піддаються всі матеріали, які звичайно використовуються в енергетиці. Місця корозійного пошкодження металу стають концентраторами напружень, і в цих місцях найбільш вірогідна поява втомних тріщин. Корозійні виразки навіть невеликого розміру при механічній напрузі призводять до корозійного розтріскування на високонавантажених деталях турбоагрегатів - робочих лопатках і дисках роторів. Відомі випадки повного виходу з ладу турбіни через стояночної корозії після шестимісячної стоянки.

Відповідно до правил технічної експлуатації електричних станцій, при виведенні турбіни в резерв на термін сім діб і більше повинні бути вжиті заходи до консервації обладнання турбоустановки. При виведенні котла в резерв або ремонт теж повинні бути вжиті заходи для консервації поверхонь нагріву котла і калориферів. Консервація проводиться як при зупинів у тривалий резерв або ремонт, так і при режимних зупинів. Всі вживані в даний час методи захисту від корозії спрямовані на запобігання контакту металу з киснем (атмосферним повітрям) або вологою [8]. Найпростішим методом запобігання стояночної корозії є запобігання контакту металу з водою і вологим повітрям. Припинення контакту води з поверхнею металу забезпечується ретельним дренуванням системи, після чого в системі залишається вологе повітря. Зниження відносної вологості повітря у всьому внутрішньому обсязі консервуючого обладнання і підтримки її нижче певного максимально допустимого значення (як правило, 40%) на весь період простою досягається шляхом постійної або періодичної вентиляції внутрішніх поверхонь осушеним повітрям. Якщо в системі після дренування залишається незначна кількість води, то вона через деякий час буде видалена продуваючим сухим повітрям.

Зниження відносної вологості подаючого в обладнання повітря досягається двома шляхами [9]: при підвищенні температури повітря (тобто методом асиміляції) і при зменшенні його вмісту вологи (методами конденсації або адсорбції). Найбільш ефективним методом зниження вологості повітря є його адсорбційне осушення, що дозволяє подавати в консервуюче обладнання практично сухе повітря (1-5% RH). Це дозволяє досить швидко осушити обладнання, що контролюється величиною відносної вологості повітря, що виходить. Зазвичай уже на другий день після постановки на консервацію відносна вологість повітря на здування і дренажах стає нижче 40%. Крім адсорбційних, на підприємствах колишнього РАО ЄЕС можна зустріти конденсаційні осушувачі повітря. Але їх використання слід визнати менш ефективним, оскільки граничне зниження вологості в осушувачах з невідтаюваними випарниками до точки роси +5°C відповідає лише 37% RH при 20°C. У переважній більшості випадків цього виявляється недостатньо, щоб забезпечити відносну вологість повітря у всьому обсязі обладнання не більше 40%. Отже, якщо немає протипоказань (таких як протічки з відключаючих водяних контурів, наявність недоступних для вентиляції порожнин через гідравлічні затвори, автоматичних зворотніх клапанів без можливості їх примусового відкриття тощо) перевагу з економічної, технічної та екологічної точки зору слід віддавати консервації за допомогою адсорбційних осушувачів повітря. Їх використання на підприємствах ВАТ «Лененерго» та інших підтвердило переваги та ефективний захист від корозії даним методом.

Виробництво літієвих батарей.

Високі технології часто тягнуть за собою роботу при точно контрольованих параметрах навколишнього середовища. Літій і батареї підвищеної енергетичної ємності є класичним прикладом продукції, виробництво якої неможливо без ефективного глибокого осушення повітря. Літій є надзвичайно гігроскопічним лужним металом. Його чутливість до води і його нестабільність при контакті з водою робить виробництво літієвих батарей неможливим без надійного управління вологістю. Взаємодія літію навіть з невеликою кількістю водяної пари може істотно скоротити термін придатності продукції при зберіганні та експлуатації. Вологовміст повітря в зонах виробництва літієвих батарей повинно бути 0,25 г/кг, а температура в приміщенні повинна бути близько 25°С. Контроль температури не є вкрай важливим, але температурний рівень повинен бути комфортним для персоналу. Такий низький рівень вологості може бути досягнутий за допомогою адсорбційних осушувачів.

Басейни і аквапарки.

Всі види критих плавальних басейнів і аквапарків об'єднує спільна особливість - наявність водних поверхонь, з яких постійно випаровується водяний пар. Кількість випаровується вологи залежить від температури води і навколишнього повітря, а також від вологості повітря.

В басейнах і аквапарках, з одного боку, потрібно забезпечити комфортні умови для знаходження в них людей. Причому комфортні умови можуть відрізнятися в залежності від призначення басейну (спортивний, навчальний, лікувально-оздоровчий, гідроаеромассажний, розважальний, для занурення при саунах), особливо по температурі повітря. Що стосується вологості, то її комфортні значення для басейнів і аквапарків рекомендується приймати на рівні 50-65%. Щоб забезпечити цей рівень і вивести з приміщення значна кількість вологонадходження від водних дзеркал і мокрих поверхонь, повітря необхідно осушувати. Як правило, використовується конденсаційний метод осушення. З іншого боку, для захисту металевих та дерев'яних конструктивних елементів відносна вологість має знаходитися в діапазоні 40-60%. Причому конкретні її значення в кожному окремому випадку диктуються ступенем теплозахисту огороджувальних конструкцій за умови, що виключає випадання на них конденсату і зволоження будівельних матеріалів. Обмежуючим параметром є температура на поверхні огорожі, яка повинна бути на 1-2°С вище точки роси внутрішнього повітря. Недотримання цих умов приводить до утворення грибка, цвілі, корозії металевих і гниття дерев'яних конструкцій [10]. В різних за призначенням басейнах застосовуються різні схеми вентиляції і осушення.

Криті льодові арени.

Висока вологість повітря становить проблему для будь-якої критої льодової арени. Джерелами вологи є зовнішнє повітря, глядачі і спортсмени, льодозаливочні машини і випаровування після заливки катка. Найбільше вологи надходить разом із зовнішнім повітрям, як через систему вентиляції, так і за рахунок неконтрольованої інфільтрації через вікна, двері та ін.Все це призводить до корозії металу і росту цвілі, грибків і т.п. Конденсація, туман і неприємний запах у критих ковзанках є результатом підвищеної вологості. Також страждає якість льоду, його поверхня стає нерівною, а іноді й небезпечною. У критих льодових аренах потрібно забезпечити: відсутність туману в поверхні льодової арени; відсутність конденсату на будівельних та огороджувальних конструкціях; санітарно-гігієнічні параметри повітряного середовища на глядацьких трибунах і в службових приміщеннях.

Враховуючи відмінність параметрів мікроклімату в перерахованих зонах, доцільно використовувати окремі системи мікрокліматичної підтримки. Найнижчий рівень вологості - на рівні точки роси менше 0°С - слід підтримувати в зоні льодової арени [11], що ефективно досягається методом адсорбційного осушення повітря.

Розглянуті випадки, в яких необхідно осушувати повітря, безумовно, є актуальними, проте, залишаються тільки окремими випадками. Завжди важливо мати об'єктивний висновок про необхідність регулювання вологості повітря з будь-якої точки зору (економічної, екологічної, санітарно-гігієнічної і т.п.). Також важливо правильно вибрати метод осушення, відповідне обладнання та при необхідності паро і гідроізоляцію.

Література.

  1. Вишневський Є.П. Аналіз особливостей використання основних методів осушення повітря// Журнал С.О.К., № 3/2004.
  2. Системи вентиляції і кондиціонування. Теорія і практика./А. Ананьєв, Л. Н. Балуєва, В. П. Мурашко - М.: Євроклімат, 2008.
  3. Батурин В.В. Основи промислової вентиляції. Вид. 4е, скор. - М.: Профиздат, 1990.
  4. Вишневський Е.П., Салін М.Ю. Забезпечення мікроклімату на об'єктах агропромислового комплексу// Журнал С.О.К., № 7/2009.
  5. Вишневський Е.П., Салін М.Ю. Осушення повітря як метод захисту будівель від руйнування// Журнал С.О.К., № 9/2008.
  6. Вишневський Е.П., Малков Г.В. Вентиляція мостів осушеним повітрям - ефективний метод боротьби з корозією// Журнал С.О.К., № 2/2006.
  7. Вишневський Е.П., Салін М.Ю. Деякі проблеми мікрокліматичного забезпечення об'єктів фармацевтики// Журнал С.О.К., № 8/2009.
  8. РД 34.20.591-97. Методичні вказівки з консервації теплоенергетичного обладнання.
  9. РД 15334.130.502-00. Методичні вказівки з організації консервації теплоенергетичного обладнання повітрям.
  10. Хасанов А.О., Стариков А.В., Хорошилов С.А., Вишневський Е.П., Салін М.Ю. Деякі аспекти мікрокліматичної підтримки в критих басейнах і аквапарках/ / Журнал С.О.К., № 11/2008.
  11. Вишневський Е.П., Салін М.Ю. Переваги адсорбційного методу глибокого осушення повітря критих льодових арен// Журнал С.О.К., № 8/2008.


© 2020 ТОВ "СКС" (Київ, Україна)