Drying
सुखाना एक द्रव्यमान स्थानांतरण प्रक्रिया है जिसमें ठोस, अर्ध-ठोस या तरल से वाष्पीकरण द्वारा पानी या किसी अन्य विलायक को हटा दिया जाता है। इस प्रक्रिया का उपयोग अक्सर उत्पादों को बेचने या पैकेजिंग करने से पहले अंतिम उत्पादन चरण के रूप में किया जाता है। "सूखा" माने जाने के लिए, अंतिम उत्पाद ठोस होना चाहिए, एक निरंतर चादर (जैसे, कागज), लंबे टुकड़े (जैसे, लकड़ी), कण (जैसे, अनाज या मकई के गुच्छे) या पाउडर (जैसे, रेत, नमक, वाशिंग पाउडर, दूध पाउडर) के रूप में। गर्मी का एक स्रोत और प्रक्रिया द्वारा उत्पादित वाष्प को हटाने के लिए एक एजेंट अक्सर शामिल होते हैं। खाद्य, अनाज और टीकों जैसे फार्मास्यूटिकल्स जैसे जैव उत्पादों में, हटाए जाने वाले विलायक लगभग हमेशा पानी होता है। सुखाना सुखाने का पर्याय हो सकता है या सुखाने का एक चरम रूप माना जा सकता है। सबसे आम मामले में, एक गैस धारा, उदाहरण के लिए, हवा, संवहन द्वारा गर्मी लगाती है और वाष्प को आर्द्रता के रूप में दूर ले जाती है। अन्य संभावनाएँ वैक्यूम ड्राइंग हैं, जहाँ गर्मी की आपूर्ति चालन या विकिरण (या माइक्रोवेव) द्वारा की जाती है, जबकि इस प्रकार उत्पन्न वाष्प को वैक्यूम प्रणाली द्वारा हटा दिया जाता है। एक अन्य अप्रत्यक्ष तकनीक ड्रम सुखाना है (उदाहरण के लिए, आलू के गुच्छे बनाने के लिए उपयोग किया जाता है), जहां ऊर्जा प्रदान करने के लिए एक गर्म सतह का उपयोग किया जाता है, और एस्पिरेटर कमरे के बाहर वाष्प खींचते हैं। इसके विपरीत, विलायक के यांत्रिक निष्कर्षण, उदाहरण के लिए, पानी, निस्पंदन या अपकेंद्रण द्वारा, को "सुखाना" नहीं बल्कि "निकासी" माना जाता है। सुखाने का तंत्र अपेक्षाकृत उच्च प्रारंभिक नमी सामग्री वाले कुछ उत्पादों में, समय के एक कार्य के रूप में औसत उत्पाद नमी सामग्री की प्रारंभिक रैखिक कमी को सीमित समय के लिए देखा जा सकता है, जिसे अक्सर "निरंतर सुखाने की दर अवधि" के रूप में जाना जाता है। आमतौर पर, इस अवधि में, अलग-अलग कणों के बाहर सतह की नमी को हटाया जा रहा है। इस अवधि के दौरान सुखाने की दर ज्यादातर सूखी जा रही सामग्री में गर्मी हस्तांतरण की दर पर निर्भर करती है। इसलिए, अधिकतम प्राप्त करने योग्य सुखाने की दर को गर्मी-हस्तांतरण सीमित माना जाता है। यदि सुखाना जारी रहता है, तो वक्र की ढलान, सुखाने की दर, कम खड़ी (गिरने की दर अवधि) हो जाती है और अंततः बहुत लंबे समय तक लगभग क्षैतिज हो जाती है। उत्पाद की नमी की मात्रा तब "संतुलन नमी की मात्रा" पर स्थिर होती है, जहां यह व्यवहार में, निर्जलीकरण माध्यम के साथ संतुलन में होती है। गिरती दर की अवधि में, उत्पाद के आंतरिक भाग से सतह पर पानी का प्रवास ज्यादातर आणविक प्रसार द्वारा होता है, अर्थात। जल प्रवाह नमी की मात्रा प्रवणता के समानुपाती होता है। इसका मतलब है कि पानी उच्च नमी वाले क्षेत्रों से कम मूल्य वाले क्षेत्रों में जाता है, एक घटना जिसे ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम द्वारा समझाया गया है। यदि पानी निकालना काफी है, तो उत्पादों को आमतौर पर सिकुड़ने और विरूपण से गुजरना पड़ता है, सिवाय एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई फ्रीज-सुखाने की प्रक्रिया के। गिरती दर की अवधि में सुखाने की दर को सूखे जा रहे ठोस के आंतरिक भाग से नमी या विलायक को हटाने की दर द्वारा नियंत्रित किया जाता है और इसे "द्रव्यमान-हस्तांतरण सीमित" के रूप में संदर्भित किया जाता है। यह व्यापक रूप से फलों और सब्जियों जैसे हाइग्रोस्कोपिक उत्पादों में देखा जाता है, जहां लगातार सुखाने की दर की अवधि के साथ गिरावट की दर की अवधि में सुखाना होता है जिसे नगण्य कहा जाता है। सुखाने के तरीके निम्नलिखित सुखाने के कुछ सामान्य तरीके हैंः गर्म हवा का उपयोग (संवहनी या सीधे सुखाना)। एयर हीटिंग गर्मी हस्तांतरण के लिए सुखाने के बल को बढ़ाता है और सुखाने में तेजी लाता है। यह हवा की सापेक्ष आर्द्रता को भी कम करता है, जिससे सुखाने के लिए प्रेरक बल और बढ़ जाता है। गिरती दर की अवधि में, जैसे-जैसे नमी की मात्रा कम होती है, ठोस पदार्थ गर्म हो जाते हैं और उच्च तापमान ठोस के आंतरिक भाग से सतह पर पानी के प्रसार को तेज कर देता है। हालांकि, उत्पाद की गुणवत्ता के विचार हवा के तापमान में लागू वृद्धि को सीमित करते हैं। अत्यधिक गर्म हवा ठोस सतह को लगभग पूरी तरह से निर्जलित कर सकती है, जिससे इसके छिद्र सिकुड़ जाते हैं और लगभग करीब हो जाते हैं, जिससे परत का निर्माण या "केस सख्त होना" होता है, जो आमतौर पर अवांछनीय होता है। उदाहरण के लिए लकड़ी (लकड़ी) सुखाने में, हवा को गर्म किया जाता है (जो सुखाने की गति को बढ़ाता है) हालांकि इसमें कुछ भाप भी मिलाई जाती है (जो कुछ हद तक सुखाने की दर में बाधा डालती है) ताकि अत्यधिक सतह निर्जलीकरण और लकड़ी की मोटाई में उच्च नमी प्रवणता के कारण उत्पाद विरूपण से बचा जा सके। स्प्रे सुखाना इस श्रेणी में आता है। अप्रत्यक्ष या संपर्क सुखाना (गर्म दीवार के माध्यम से गर्म करना), ड्रम सुखाने, वैक्यूम सुखाने के रूप में। फिर से, दीवार का उच्च तापमान सूखने में तेजी लाएगा लेकिन यह उत्पाद के क्षरण या केस-सख्त होने से सीमित है। ड्रम सुखाना इस श्रेणी में आता है। डायलेक्ट्रिक ड्राइंग (रेडियोफ्रीक्वेंसी या सामग्री के अंदर अवशोषित होने वाले माइक्रोवेव) आजकल गहन शोध का केंद्र है। इसका उपयोग हवा में सुखाने या वैक्यूम सुखाने में सहायता के लिए किया जा सकता है। शोधकर्ताओं ने पाया है कि माइक्रोवेव फिनिश सुखाने की गति शास्त्रीय सुखाने की विधियों के अंत में अन्यथा बहुत कम सुखाने की दर को बढ़ाती है। वैक्यूम माइक्रोवेव ड्राइंग का उपयोग अमेरिकी सेना के प्रायोगिक क्लोज कॉम्बैट असॉल्ट राशन के लिए किया जाता है। फ्रीज ड्राइंग या लाइओफिलाइजेशन एक सुखाने की विधि है जिसमें विलायक को सुखाने से पहले फ्रीज किया जाता है और फिर सब्लिम्ड किया जाता है, यानी, विलायक के पिघलने बिंदु के नीचे, ठोस चरण से सीधे गैस चरण में पारित किया जाता है। यह अपने पहले से ही शास्त्रीय दवा या चिकित्सा अनुप्रयोगों से परे, सूखे खाद्य पदार्थों पर तेजी से लागू किया जाता है। यह प्रोटीन के जैविक गुणों को बनाए रखता है, और विटामिन और जैव सक्रिय यौगिकों को बनाए रखता है। दबाव को एक उच्च निर्वात पंप द्वारा कम किया जा सकता है (हालांकि शुष्क हवा में वायुमंडलीय दबाव पर फ्रीज सुखाना संभव है)। यदि वैक्यूम पंप का उपयोग किया जाता है, तो उत्प्लावन द्वारा उत्पादित वाष्प को एक कंडेनसर में बर्फ में परिवर्तित करके प्रणाली से हटा दिया जाता है, जो फ्रीज सुखाने वाले कक्ष के बाहर बहुत कम तापमान पर काम करता है। सुपरक्रिटिकल ड्राइंग (सुपरहीटेड स्टीम ड्राइंग) में पानी वाले उत्पादों को भाप से सुखाना शामिल है। यह प्रक्रिया संभव है क्योंकि उत्पाद में पानी को उबला जाता है, और सुखाने वाले माध्यम के साथ जोड़ा जाता है, जिससे इसका प्रवाह बढ़ जाता है। यह आमतौर पर बंद परिपथ में नियोजित किया जाता है और अव्यक्त गर्मी के एक अनुपात को पुनः संपीड़न द्वारा पुनर्प्राप्त करने की अनुमति देता है, एक ऐसी विशेषता जो उदाहरण के लिए पारंपरिक हवा सुखाने के साथ संभव नहीं है। प्रक्रिया में खाद्य पदार्थों में उपयोग की क्षमता है यदि कम दबाव पर किया जाता है, तो क्वथनांक को कम करने के लिए। प्राकृतिक हवा सुखाना तब होता है जब सामग्री को बिना गर्म की गई मजबूर हवा के साथ सुखाया जाता है, अपनी प्राकृतिक सुखाने की क्षमता का लाभ उठाते हुए। प्रक्रिया धीमी और मौसम-निर्भर है, इसलिए निम्नलिखित स्थितियों को ध्यान में रखते हुए एक बुद्धिमान रणनीति "फैन ऑफ-फैन ऑन" तैयार की जानी चाहिएः वायु तापमान, सापेक्ष आर्द्रता और नमी की मात्रा और सामग्री के तापमान को सुखाया जा रहा है। इस तकनीक के साथ अनाज को तेजी से सुखाया जाता है, और कुल समय (पंखे को बंद करने और पीरियड्स सहित) एक सप्ताह से लेकर विभिन्न महीनों तक रह सकता है, अगर ठंडे क्षेत्रों में सर्दियों के आराम को सहन किया जा सकता है। सुखाने वाली फिल्म बनाने के अनुप्रयोग कोटिंग्स और चिपकने वाले उद्योग में, सुखाने का उपयोग विलायक-आधारित फिल्मों को ठीक करने के लिए किया जाता है। कुछ मामलों में, उच्च संरचित फिल्मों का परिणाम हो सकता है। उदाहरण के लिए, पेचदार बहुलक वाले विलयन से विलायक के वाष्पीकरण के परिणामस्वरूप स्क्वैश्ड टोरॉइडल संरचनाओं की एक उच्च क्रमबद्ध श्रृंखला होती है। सूक्ष्मजीव विकास और गुणवत्ता क्षय को रोकने के लिए खाद्य पदार्थों को सुखाया जाता है। हालांकि, सुखाने की सीमा उत्पाद के अंतिम उपयोग पर निर्भर करती है। अनाज और तिलहनों को कटाई के बाद नमी की मात्रा में सुखाया जाता है जो भंडारण के दौरान सूक्ष्मजीव स्थिरता की अनुमति देता है। सब्जियों को सूखने से पहले धोना जाता है ताकि तेजी से अंधेरा होने से बचा जा सके, और सुखाना न केवल सूक्ष्मजीवों के विकास को रोकने के लिए किया जाता है, बल्कि भंडारण के दौरान भूरे रंग से बचने के लिए भी किया जाता है। सूखे फलों के संबंध में, नमी में कमी सूक्ष्मजीवों के विकास से सुरक्षा प्रदान करने के लिए इसके एसिड और चीनी की मात्रा के साथ संयोजन में कार्य करती है। दूध के पाउडर जैसे उत्पादों को बहुत कम नमी वाले हिस्से में सुखाया जाना चाहिए ताकि प्रवाह क्षमता सुनिश्चित की जा सके और केक से बचा जा सके। यह नमी सूक्ष्मजीव विकास के अवरोध को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक नमी से कम है। पटाखों के रूप में अन्य उत्पादों को एक कुरकुरा बनावट प्रदान करने के लिए सूक्ष्मजीव विकास सीमा से परे सुखाया जाता है, जिसे उपभोक्ता पसंद करते हैं। गैर-खाद्य उत्पादों में से कुछ जिन्हें काफी सुखाने की आवश्यकता होती है, वे हैं लकड़ी (लकड़ी प्रसंस्करण के हिस्से के रूप में), कागज, सन और धुलाई पाउडर। पहले दो, अपनी जैविक उत्पत्ति के कारण, अपर्याप्त रूप से सूखने पर मोल्ड विकसित कर सकते हैं। सुखाने का एक अन्य लाभ मात्रा और वजन में कमी है। स्वच्छता प्रक्रियाओं से कीचड़ और मल सामग्री स्वच्छता के क्षेत्र में, सीवेज उपचार संयंत्रों से सीवेज कीचड़ को सुखाना, मूत्र-मोड़ने वाले सूखे शौचालयों (यू. डी. डी. टी.) में एकत्र मल कीचड़ या मल रोगजनक को मारने का एक सामान्य तरीका है, क्योंकि रोगजनक केवल एक निश्चित सूखापन स्तर को सहन कर सकते हैं। इसके अलावा, एक प्रक्रिया चरण के रूप में सुखाने की आवश्यकता होती है यदि मलमूत्र आधारित सामग्री को जलाया जाना है। यह भी देखें निर्जलीकरण प्रतिक्रिया सुखाने का कमरा ग्रंथ सूची संदर्भ बाहरी लिंक ठोस पदार्थों को सुखाने के लिए मशीनरी