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열풍건조 시스템의 열 및 물질전달은 기본적으로 수분과 온도 구배에 의해서 이루어지며, 이러한 과정은 수증기 압력의 변화로 인한 증기의 확산, 함수율에 따른 피건조물의 비열, 열전도계수, 확산 계수 등의 물성치들의 변화, 공기와의 접촉면에서 수분의 증발량과 증발열에 의한 에너지 손실 및 피건조물로부터 증발한 수분의 확산과 대류에 의한 공기 중으로의 물질 전달등 복잡한 현상들이 포함되어 있으며 이러한 건조현상에 대한 열 및 물질전달 연구는 다양하게 추진되었다. 그러나, 대부분의 건조분야 연구는 건조현상들에 대한 해석을 통해 장치의 크기, 가열형태, 운전성 및 피건조물의 특성에 따른 형식 등의 측면에서만 그 중요성이 강조되어 왔으며, 에너지 이용효율 증대를 위한 관점에서의 장치개발이나 폐열회수기술의 적용에 대한 연구는 미미한 실정이다. 본 연구에 투입된 슬러지는 Sample A 함수율은 35.1%, Sample B 함수율은 51.3% 무게는 40~50kg으로 실시하였다. 연구결과 Sample A는 180℃에서 40min의 예열건조시간 후 시료투입 10min 이후 부터 지속적으로 함수율이 낮아지다 20~25 min 동안 다소 급속히 함수율이 낮아지는 경향을 나타냈고, 그 이후 30min 이후부터 다시 서서히 함수율이 낮아지는 것으로 나타났으며, sample B는 예열건조시간 후 시료 투입 15min 이후 부터 지속적으로 함수율이 낮아지다 20~30min 동안 다소 급속히 함수율이 낮아지는 경향을 나타냈고, 그 이후 35min 이후 함수율의 변화가 크게 낮아지지는 않은 것으로 나타났다. Sample A와 Sample B의 함수율 절반이 감소되는 반건조기간(MR=0.5)인 지점은 모두 25min 이후로 나타났다. 슬러지의 건조시간이 길게 나타난 것은 슬러지 표면층으로부터 열풍 가열이 진행 되어 지며 건조기의 열풍이 원활히 진행되고 온도가 평행선을 이르는 20분 이후 시점부터 급속한 수분증발이 진행되기 때문인 것으로 나타났다. 또한 슬러지 입자가 건조, 비산되어 하부로 떨어진 입자를 송풍기를 통해 끌어 올려 상부에서 자유낙하하면서 열풍과 접촉하므로 회전드럼 내부에서의 슬러지 입자와 열풍의 접촉시간이 짧고, 슬러지 입자의 크기에 따라 먼저 건조된 미세 입자들이 수분함량이 30% 이하로 건조되지 않은 큰 입자들에 달라붙게 되는 것으로 나타났다. 건조기 후단에서는 고형화현상을 일으켜 건조효율이 저하되는 단점이 있는 것으로 나타났지만, 건조 후 발생되는 가스를 열풍발생기 외통과 내통사이를 통과시켜 재순환하여 건조기의 열원으로 이용하는 시스템을 구성함으로써, 에너지이용 효율을 높일 수 있다.
