ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説
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固体中に含まれる水分を蒸発(または昇華)によって除去させ、無水または低水分の製品を得るための操作である。化学工業では有機溶媒で処理した固体材料から溶媒を除去回収する操作は少なくないが、このように除去物質が水でなくても蒸発(昇華)操作によって除去される場合も乾燥の範疇(はんちゅう)に含まれる。「絶縁油の乾燥」「乾燥空気」などというように、液体や気体中の水分の除去操作に対しても乾燥という語が用いられるが、単位操作の区分のうえでは前者は蒸発(または蒸留)に近い操作であり、後者は調湿(ちょうしつ)として取り扱われる。固体材料中の水分の除去操作ではあるが、直接液状のまま分離する圧搾や遠心分離操作は脱水(固液分離)操作として乾燥とは区別される(以下、記述の便宜上とくに断らない限り固体中の水分の除去として説明をするが、ほとんどの場合そのまま有機溶媒などにも適合する)。
固体中に含まれている水分の状態は、固体の構造と水分量とによって大幅に異なる。材料自体が水を含まない非親水性材料では、水は素材間隙(かんげき)を液状水として満たし、毛細管内の水と類似した挙動をとる。構造が微細になると当然毛管力を受けることとなる。水分が少なくなると、水は固体構造の接点などの凹入部に散在するようになり、他の部分では固体内部表面に吸着状態で存在することになる。さらに乾燥させると吸着水分のみとなる。親水性材料では素材と水とは分子構造的に種々な結合をもち、均質的なものとなる。生体内では細胞液として細胞構造を形成し、あるいはゲル、ゾル、コロイドなどの状態となることも少なくない。
[河村祐治]
(1)材料内水分の蒸発面への移動 蒸発面は多くの場合、材料外面であるが、内部にあることもある。
(2)蒸発潜熱の供給 材料外部よりの対流伝熱、放射伝熱または材料内部の伝導伝熱およびこれらの組合せによる。誘電加熱も利用される。
(3)蒸発蒸気の除去 通気や真空排気などによって系外へ排除する。材料表面から気流への蒸気移動が対象となるが、蒸発面が材料内部にある場合には、材料内部での蒸気移動も問題になる。
乾燥を遂行するためには、これらの因子を量的にすべて均衡させる必要があり、熱・物質同時移動操作と称されるゆえんである。
[河村祐治]
材料の特性に応じて、前記の乾燥機構を満足させ、効率よく乾燥を行わせるよう種々の方法が考案され実用化されている。乾燥速度を大きくすることは一般的には望ましいことであるが、ある限度を超えると材料によっては、ひずみや亀裂(きれつ)が発生したり、表面硬化(表面に緻密(ちみつ)な乾燥層ができ透水性が悪く乾燥に悪影響を与える)を生じるなどのことがあるので注意を要する。たとえば、木材の乾燥では変形防止のため外気の湿度を高めて乾燥速度を抑制する方法(調湿乾燥法)がよく用いられる。逆に、材料内部で沸騰を伴うような乾燥法(過熱蒸気乾燥法など)は一般論的には正常とはいえないが、急速乾燥ができ多孔性の製品が得られるため食品などの乾燥に用いられる。医薬品や食品などには高温では品質が劣化するため、常温以下、場合によっては氷点以下で乾燥する必要のあるものも少なくない。
[河村祐治]
『桐林良三著『乾燥装置』(1966・日刊工業新聞社)』
出典 精選版 日本国語大辞典精選版 日本国語大辞典について 情報
含水材料から水分を蒸発,除去する操作.湿潤時の状態は固体のもののほかに,泥漿あるいは溶液状のものも含まれる.材料に含まれる水分の量は,一般に乾燥基準の含水率,すなわち,乾燥無水時の材料の質量を基準とした水分の量を用いると計算上便利である(乾燥時基準,dry basis).一定の温度,湿度および速度の空気流のなか(乾燥条件)に含水材料をおいた場合,三つの期間に区別される.まず,材料が予熱され,含水率が徐々に減少する期間(材料予熱期間),含水率が直線的に減少し,材料温度が一定の期間(恒率乾燥期間),および含水率の減少割合が緩やかになり,ついに平衡に達するまでの期間(減率乾燥期間)がある.しかし,材料によっては材料予熱期間を無視してよいものや,恒率乾燥期間のないものもある.一定の条件における乾燥速度と含水率の関係を示したものを乾燥特性曲線といい,材料の特性を示す重要な曲線である.[別用語参照]乾燥装置
出典 森北出版「化学辞典(第2版)」化学辞典 第2版について 情報
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