Suszenie polega na usuwaniu wody lub innego rozpuszczalnika z ciał stałych, cieczy lub gazów za pomocą energii cieplnej lub przy pomocy odpowiednich substancji suszących. Prościej mówiąc to proces pozbycia się z produktu wody poprzez jej wyparowanie. Przyjrzymy się dziś procesowi suszenia opartemu o parowanie wspomagane ciepłem i odpowiednią wentylacją. Jednocześnie wskażemy zastosowania i działanie czujników wilgotności.
Pomiar wilgotności jako główny parametr procesu suszenia
Oferowane przez nas urządzenia pomiaru wilgotności trafiają w przeważającej części do suszarni drewna. Wykorzystywane są też jednak w procesach suszenia wyrobów ceramicznych, np. dachówki, wyrobów makaronów i innych produktów spożywczych lub do suszenia tekstyliów. Niewątpliwie pomiar wilgotności w takich aplikacjach jest o wiele trudniejszy niż w systemach klimatyzacji i wentylacji (HVAC). Po pierwsze, procesowi suszenia materiałów organicznych, prócz wydzielania wody towarzyszy często wydzielanie innych substancji. Mają one negatywny wpływ na sensor pomiarowy. W suszeniu drewna będą to żywice, w suszeniu ceramiki sole i minerały, niejednokrotnie materiał organiczny. Biorąc pod uwagę, że substancje te wchodzą w reakcję z polimerem, z którego wykonany jest sensor, będzie to prowadziło do korozji i uszkodzeń sensora.
Zanieczyszczenie sensora materiałem suszonym wydaje się największym zagrożeniem, okazuje się jednak, że nie jedynym.
Czujniki wilgotności a temperatura
Zakładamy, że do temperatury 60 °C można montować całe urządzenie pomiarowe w badanym medium. Temperatura powyżej 60 °C negatywnie wpływa na pozostałe komponenty elektroniczne. Tylko nieliczne rozwiązania mają dopuszczenie do pracy w zakresie 60…80 °C. Powyżej 80 °C stosuje się rozwiązania, w których wyłącznie sonda z sensorem wprowadzana jest do medium. w związku z tym pozostała część elektroniki odseparowana jest na przewodzie i umieszczona poza procesem.
Kolejna granica w doborze czujników wilgotności to 120 °C. W czujnikach wilgotności, oferowanych przez firmę E+E Elektronik, taką dopuszczalną temperaturę pracy sondy mają przetworniki EE23 oraz HTP501. Warto wspomnieć, że specjalne przemysłowe sensory oraz odpowiednia kompensacja, pozwalają na stosowanie tych właśnie urządzeń w większości procesów suszenia.
Czy wilgotność ma wpływ na pracę czujników wilgotności ?
Okazuje się, że tak. I to spory. Procesowi suszenia prowadzonemu w wyższych temperaturach w początkowej fazie towarzyszy wysoka wilgotność, bardzo często dochodzi do kondensacji. Kondensacja wody na sensorze bez wątpienia sprzyja korozji oraz powstawaniu niejednokrotnie substancji żrących i kwasów. Okazuje się jednak, że już samo przebywanie sensora w warunkach wysokiej wilgotności w połączeniu z wysoką temperaturą, jest szkodliwe dla polimeru, z którego wykonany jest sensor. Można to zobaczyć na poniższym wykresie.
Najbardziej optymalne warunki pracy (zaznaczony obszar na zielono) dotyczą głównie przetworników pracujących w aplikacji HVAC. Warunki te nie są specjalnie wymagające. Wykraczając z tej strefy, w pewnych warunkach dobór przetwornika wilgotności nie jest nawet możliwy. Ważne jest natomiast to, że dla właściwie dobranego przetwornik, kiedy znamy jego ograniczenia, możemy zaplanować odpowiednie jego wzorcowania czy serwisy.
Podsumowując, proces suszenia znany nie jest od dziś. Od samego początku człowiek wykorzystywał do swoich celów zmiany zachodzące w materii podczas ubytku wody. Dzisiejszy stan wiedzy pozwala dobrać odpowiednie urządzenia pomiarowe i wyspecjalizowane systemy grzania i wentylacji.
Jednocześnie zachęcamy Państwa do sięgnięcia do naszego czasopisma Pod Kontrolą, w którym przypominamy zalety stosowania czujników wilgotności z podgrzewanymi sensorami:
https://www.podkontrola.pl/precyzyjny-pomiar-wilgotnosci-95%c3%b7100-rh
