[화학공학실험] 건조 실험 - 성형된 점토시료를 일정건조 조건하에서 건조하여 시간에 따른 감량곡선을 작성하고, 이로부터 건조속도 곡선을 구하여 정속건조 기간과 감속건조 기간을 확인

1. 서 론

본 실험에서 성형된 점토시료를 일정건조 조건하에서 건조하여 시간에 따른 감량곡선을 작성하고, 이로부터 건조속도 곡선을 구하여 정속건조 기간과 감속건조 기간을 확인한다.

2. 이 론

고체 중에 함유되어 있는 액체(주로 물)를 제거하여 고형제품을 얻는 조작을 건조라 한다.
어떤 고체 시료를 일정조건(온도, 습도, 유속)의 공기로서 건조시킬 때 건조가 가능한 한계점에서의 함수율을 평형함수율(equilibrium moisture content)이라 하고, 평형함수율 이상으로 함유된 함수율(전체함수율과 평형함수율의 차이)을 자유함수율(free moisture content)이라 한다. 여기서 함수율이라 함은 일반적으로 건량기준으로 나타내며 완전건조고체 단위 질량당 함유된 수분의 질량으로 정의된다.
일정건조 조건하에서 고체 시료를 건조하여 시간에 따른 전체함수율의 변화를 그림으로 나타내면 그림 1.의 a)와 같은 곡선이 얻어진다. 그림 3-14의 a)에서 AB 구간을 예비기간(preliminary period), BC의 직선적인 구간을 정속건조기간(constant-rate period), CDE 구간을 감속건조기간(falling-rate period)이라 부른다.
그…(생략)

과 같다. 건조속도는 식(3)에 의하여 건조시간에 대한 고체시료의 무게 변화로부터 계산된다. 또한 정속건조기간에 있어서 건조속도와 열전달계수와는 다음 관계식이 성립한다.

1) 실험 장치

2) 실험 방법

① 점토 약10~20g에 물을 가하고 잘 이긴 다음 성형기에 넣어 직육면체나 원주의 형태로 성형한다.

② 성형된 시료의 치수와 질량을 측정한다.

③ 건조기 내의 온도를 일정온도(70~80℃)로 조정해 놓고 건구온도 및 습구온도를 측정한다.

④ 건조기 내의 온도가 일정해지면 고체 시료를 건조기에 신속하게 넣고 시간에 따른 질량의 변화를 측정 기록한다. 건조개시에서 1시간까지는 1~3분 간격으로, 그 이 후는 5~10분 간격으로 측정한다.

⑤ 이상의 방법으로 시료의 질량이 일정해질 때까지 건조를 행한다.

⑥ 건조가 끝난 시료의 치수를 측정하고 형태의 변화여부를 관찰한다.

⑦ 이 고체 시료를 110℃로 유지되는 건조기에서 질량변화가 없을 때까지 건조하여, 이 질량을 완전건조 고체의 질량으로 한다.

4. 결과 및 고찰

1) 시간에 따라 측정한 질량변화를 표로 작성