शुष्कन

सुखाने एक बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रिया है जिसमें ठोस, अर्ध-ठोस या तरल से पानी या किसी अन्य विलायक को वाष्पीकरण के माध्यम से हटाया जाता है। इस प्रक्रिया को अधिकांशतः उत्पादों को बेचने या पैकेज करने से पहले एक अंतिम उत्पादन चरण के रूप में उपयोग किया जाता है। "सूखा" स्थितियों में, अंतिम उत्पाद ठोस होना चाहिए, एक निरंतर शीट के रूप में होना चाहिए (जैसे पेपर), लंबे टुकड़े होने चाहिए (जैसे लकड़ी), अणु (जैसे अनाज अणु या मक्के के फलक) या पाउडर (जैसे रेत, नमक, धुले हुए चावल का आटा, दूध का पाउडर)। इस प्रक्रिया में अधिकांशतः एक गर्मी स्रोत और प्रक्रिया  के माध्यम से उत्पन्न होने वाले वाष्प को हटाने के लिए एक एजेंट सम्मलित होता है। भोजन, अनाज और  दवाइयों  जैसे बायोउत्पादों और वैक्सीन जैसे फार्मास्यूटिकल में निकालने के लिए सोल्वेंट अधिकतर हमेशा पानी होता है। शुष्कता सुखाना के समान हो सकती है या इसे उससे अधिकतम रूप में भी माना जा सकता है।

सबसे सामान्य स्थितियों में, एक गैस धारा, जैसे, हवा, संवेगना के माध्यम से गर्मी को लागू करती है और वाष्प को नमी के रूप में ले जाती है। अन्य संभावनाएं खालीपन  सुखाने की हैं, जहाँ ताप चालन या विकिरण (या माइक्रोवेव)  के माध्यम से गर्मी की आपूर्ति की जाती है, चूँकि इस प्रकार उत्पादित वाष्प को निर्वात प्रणाली  के माध्यम से हटा दिया जाता है। एक अन्य अप्रत्यक्ष तकनीक ड्रम सुखाने है (उदाहरण के लिए, आलू के गुच्छे के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है), जहां एक गर्म सतह का उपयोग ऊर्जा प्रदान करने के लिए किया जाता है, और एस्पिरेटर कमरे के बाहर वाष्प खींचते हैं। इसके विपरीत, विलायक के यांत्रिक निष्कर्षण, जैसे, पानी, निस्पंदन या  संतरीफुगातिओं  के माध्यम से,सुखाने" नहीं बल्कि "निकास" माना जाता है।

सुखाने का तंत्र
कुछ उत्पादों में जो पहले से थोड़ी ज्यादा नमी होती है, उन्हें एक सीमित समय के लिए समय के फ़ंक्शन के रूप में औसत उत्पाद नमी सामान्य रूप से कम होती है, जिसे अधिकांशतः "स्थिर सुखाने की दर" कहा जाता है। सामान्यतः, इस अवधि में, व्यक्तिगत कणों के बाहर सतह नमी को हटाया जा रहा होता है। इस अवधि के समय सूखाने की दर अधिकतम रूप से उस पर निर्भर करती है जो उष्मा विन्यास दर होती है। इसलिए, अधिकतम दौरण दर को उष्मा-संबंधित सीमित माना जाता है। यदि सुखाना जारी रखा जाता है, तो चार्ट की ढाल, सूखाने की दर, कम ढलती है (गिरते दर का समय) और अंततः बहुत लंबे समयों तक अधिकतर अनुसंधानत्मक हो जाती है। उत्पाद नमी सामान्यतः "संतुलित नमी सामग्री" पर स्थिर हो जाती है, जहाँ इस अभ्यर्थनीय माध्यम के साथ वास्तव में संतुलन में होती है। गिरत दर अवधि में, उत्पाद के अंतरिक्ष से पानी के वंशन का अधिकांश भाग आणुविक विसरण के माध्यम से होता है, अर्थात पानी का फ्लक्स नमी सामग्री के ग्राडिएंट के साथ समानुपात होता है। यह यह मानव उष्मीय विज्ञान के दूसरे नियम से समझाया जाने वाला एक घटना है। अगर पानी का निकास अधिक होता है, तो उत्पाद सामान्यतः सिकुड़ता और विकृत होता है, फिर भी एक अच्छी प्रकार से डिज़ाइन किया गया फ्रीज़ ड्राईंग प्रक्रिया में नहीं होता है। गिरत दर अवधि में सूखाने की दर सामान्यतः सूखाई जा रही ठोस द्रव्य के अंतरिक्ष से नमी या विलयन की दर पर नियंत्रित होती है और "मात्रा पारदर्शी" कहलाती है। इसे फल और सब्जियों जैसे हाइग्रोस्कोपिक उत्पादों में व्यापक रूप से देखा जाता है, जहां सूखाना गिरत दर अवधि में होता है और स्थिर सूखाई अवधि को नजरअंदाज़ किया जाता है।गिरती दर अवधि में, उत्पाद के अंदर से नमी या घोल की निकासी की दर नमकीन वस्तुओं जैसे फल और सब्जियों में व्याप्त होती है और इसे "मास ट्रांसफर सीमित" के नाम से जाना जाता है। नमकीन उत्पादों में धुले हुए समय के समय सामान्य रूप से धोखे का सामना करना पड़ता है क्योंकि उनमें पानी और अन्य तत्वों की निकासी के कारण उनका आकार घटता है और वे विकृत होते हैं, किन्तु एक अच्छी प्रकार से डिज़ाइन की गई फ्रीज़ ड्रायिंग प्रक्रिया में नहीं होता है।

सुखाने के तरीके
सुखाने की कुछ सामान्य विधियाँ निम्नलिखित हैं:
 * गर्म हवा का उपयोग (संवहन या प्रत्यक्ष सुखाना)। हवा ताप गर्मी के स्थानांतरण की शक्ति को बढ़ाता है और सुखाने की गति को तेज करता है। यह हवा की आर्द्रता को भी कम करता है और सुखाने के लिए उत्तेजना शक्ति को बढ़ाता है। गिरने की दर के समय, जब नमी की मात्रा कम होती है, ठोस वस्तुएं गर्म होती हैं और उच्च तापमान के कारण पानी का सतह से अंतरिक्ष में प्रसार होता है। उत्पाद की गुणवत्ता को सीमित करने के लिए हवा के तापमान में वृद्धि को सीमित करना आवश्यक होता है। अत्यधिक गर्म हवा ठोस सतह को अधिकतर पूरी प्रकार से निर्जलित कर सकती है, जिससे इसके छिद्र सिकुड़ जाते हैं और अधिकतर बंद हो जाते हैं, जिससे पपड़ी बन जाती है या स्थिति सख्त हो जाती है, जो सामान्यतः अवांछनीय होता है। उदाहरण के लिए, लकड़ी (लकड़ी) सुखाने में, हवा को गर्म किया जाता है, जो सुखाने को गति देता है। चूंकि इसमें कुछ भाप भी मिलाई जाती है (जो कुछ हद तक सुखाने की दर में बाधा डालती है) अत्यधिक नमी के कारण लकड़ी की मोटाई में ढाल और उत्पाद विरूपण से बचने के लिए सुखाने में उपयोग किया जाता है। स्प्रे सुखाने इसी श्रेणी में आता है।
 * यह अप्रत्यक्ष या संपर्क सुखाने (एक गर्म दीवार के माध्यम से हीटिंग), ड्रम सुखाने, वैक्यूम सुखाने के रूप में होता है। फिर से, उच्च तापमान दीवार से सुखाने से उत्पाद के क्षरण या केस-हार्डिंग की सीमा होती है। ड्रम सुखाना भी इसी श्रेणी में आता है।
 * आजकल गहन शोध परावैद्युत सुखाने पर केंद्रित है (जिसमें रेडियोफ्रीक्वेंसी या माइक्रोवेव सामग्री को अवशोषित किया जाता है)। इसे वायु सुखाने या वैक्यूम सुखाने में उपयोगी माना जाता है। शोधकर्ताओं ने अनुभव किया है कि मौलिक सुखाने के तरीकों के अंत में माइक्रोवेव से खत्म सुखाने की गति बहुत कम होती है।
 * फ्रीज ड्रायिंग या लियोफिलाइजेशन एक सुखाने की विधि है जहां विलायक को जमाया जाने के बाद सुखाया जाता है और फिर उच्च बनाने की क्रिया (चरण संक्रमण) होता है, अर्थात, सॉल्वेंट के पिघलने बिंदु के नीचे, ठोस चरण से सीधे गैस चरण में पारित किया जाता है। यह सूखे खाद्य पदार्थों पर तेजी से लागू होता है जो पहले से ही मौलिक दवा या चिकित्सा अनुप्रयोगों से परे होते हैं। यह प्रोटीन के जैविक गुण रखता है और विटामिन और बायोएक्टिव यौगिकों को निरंतर रखता है। वैक्यूम पंप के माध्यम से दबाव को कम किया जा सकता है जिससे शुष्क हवा में फ्रीज सुखाने संभव होता है। वैक्यूम पंप का उपयोग करते हुए, उच्च बनाने की क्रिया से उत्पन्न वाष्प को बर्फ में परिवर्तित करके एक कंडेनसर में संग्रहित किया जाता है और फिर उसे सिस्टम से हटा दिया जाता है जो फ्रीज सुखाने वाले कक्ष के बाहर बहुत कम तापमान पर काम करता है।
 * सुपर क्रिटिकल ड्रायिंग या सुपरहीट स्टीम ड्रायिंग में, पानी युक्त उत्पादों को भाप से सुखाने की प्रक्रिया सम्मिलित होती है। इस प्रक्रिया में उत्पाद में पानी को उबाला जाता है और फिर सुखाने वाले माध्यम से जुड़ा जाता है, जो इस प्रवाह को बढ़ाता है। यह प्रक्रिया सामान्यतः बंद सर्किट में नियोजित होती है और पुनर्संपीड़न के माध्यम से अव्यक्त गर्मी के अनुपात को पुनर्प्राप्त करने की अनुमति देती है, जो पारंपरिक वायु सुखाने के साथ संभव नहीं होता है। इस प्रक्रिया में खाद्य पदार्थों को कम दबाव पर घोल कर उपयोग करने की क्षमता होती है जो क्वथनांक को कम करने में सहायता करती है।
 * जब सामग्रियों को बिना गर्म किए मजबूर हवा से सुखाया जाता है, तब प्राकृतिक हवा का सूखना होता है। इसकी प्राकृतिक सुखाने की क्षमता का लाभ उठाते हुए, इस प्रक्रिया की धीमी और मौसम पर निर्भरता होती है। इसलिए, एक बुद्धिमान रणनीति फैन ऑफ-ऑन को हवा के तापमान,सापेक्षिक आर्द्रता और नमी की मात्रा और सूखने वाली सामग्री का तापमान पर विचार करना चाहिए। इस तकनीक का उपयोग करके अनाज को तेजी से सुखाया जा सकता है, और कुल समय (पंखा बंद और पीरियड्स सहित) एक सप्ताह से लेकर विभिन्न महीनों तक रह सकता है। यह संभव है, यदि ठंडे क्षेत्रों में सर्दियों के आराम को सहन किया जा सकता है।

खाना
खाद्य पदार्थों को सुखाया जाता है जिससे माइक्रोबियल विकास और गुणवत्ता क्षय को रोका जा सके। सुखाने की सीमा उत्पाद के अंतिम उपयोग पर निर्भर करती है। अनाज और तिलहन को कटाई के बाद नमी की मात्रा तक सुखाया जाता है जिससे भंडारण के समय माइक्रोबियल स्थिरता की अनुमति दी जा सके। सब्जियों को ब्लैंच करने से तेजी से अंधेरे से बचा जा सकता है, और सुखाने से पहले उन्हें ब्राउनिंग से बचाने के लिए भी सुखाया जाता है। सूखे मेवों के संबंध में, नमी की कमी इसके एसिड और चीनी सामग्री के साथ मिलकर माइक्रोबियल विकास से सुरक्षा प्रदान करती है। दूध पाउडर जैसे उत्पादों को बहुत कम नमी की मात्रा में सुखाना चाहिए जिससे प्रवाह क्षमता सुनिश्चित की जा सके और केकिंग से बचा जा सके। अन्य उत्पादों को खस्ता बनावट प्रदान करने के लिए माइक्रोबियल विकास सीमा से परे सुखाया जाता है, जो उपभोक्ताओं के माध्यम से पसंद किया जाता है।

गैर-खाद्य उत्पाद
लकड़ी सुखाने (लकड़ी प्रसंस्करण के भाग के रूप में), कागज, सन और वाशिंग पाउडर ये गैर-खाद्य उत्पाद हैं जिनमें से कुछ को अधिक सुखाने की आवश्यकता होती है। उनके कार्बनिक मूल के कारण, पहले दो का अपर्याप्त रूप से सूखने पर फफूंदी विकसित हो सकती है। सुखाने का एक अन्य लाभ मात्रा और वजन में कमी होती है।

स्वच्छता प्रक्रियाओं से कीचड़ और मल सामग्री
स्वच्छता के क्षेत्र में, सीवेज उपचार संयंत्रों से सीवेज कीचड़ को सुखाना, मल कीचड़ या मल मूत्र-विभाजक वाले सूखे शौचालयों (यूडीडीटी) में एकत्रित मल को रोगज़नक़ों से मुक्त करने के लिए एक सामान्य प्रणाली है। रोगजनक एकमात्र एक निश्चित सूखापन स्तर को सहन कर सकते हैं, इसलिए सुखाना एक प्रक्रिया चरण के रूप में भी आवश्यक होता है। इसके अतिरिक्त, अगर मलमूत्र आधारित सामग्री को भस्म करने के लिए तैयार किया जाता है तो सुखाना भी एक आवश्यक प्रक्रिया होती है।

यह भी देखें

 * निर्जलीकरण प्रतिक्रिया

बाहरी संबंध

 * Machinery for drying solid materials